[发明专利]一种测量玻璃微珠折射率的装置与方法

权利要求书

1.一种测量玻璃微珠折射率的装置，主要包括：激光器（1）、第一反射镜（2）、正透镜（3）、第二反射镜（4）、光阑（5）、第三反射镜（6）、带孔反射镜（7）、玻璃微珠（8）、载玻片（9）、接收屏（10）、吸光装置（11）、五维调节装置（12）、摄像头（13）、升降旋钮（14）、读数器（15）、弹簧锁定装置（16）、X、Y平移结构（17）、旋转轴（18）、支撑架（19）、可调旋钮（20）、采集卡（21）、反射镜调节装置（22），其特征在于，测量高折射率玻璃微珠时，所述的摄像头（13）安装在五维调节装置（12）上，五维调节装置（12）安装在升降装置上，摄像头（13）的下方安装所述接收屏（10），读数器（15）安装在升降装置的移动台上，用于读取玻璃微珠（8）到接收屏（10）之间的接收距离，在接收屏（10）的下方有用于放置载玻片（9）的载物台，载物台安装在X、Y平移结构（17）的移动平台上，激光器（1）出射的激光经第一反射镜（2）、正透镜（3）、第二反射镜（4）、光阑（5）、第三反射镜（6）和带孔反射镜（7）从载物台的下方垂直向上透射载物台上的载玻片（9），利用X、Y平移结构（17）调节载玻片（9），使激光光束照射到玻璃微珠（8）上，在接收屏（10）上形成二次彩虹图像，测量该二次彩虹图像的最外环半径和玻璃微珠（8）到接收屏（10）之间的接收距离，通过接收距离和最外环半径计算最小偏向角，根据最小偏向角反演计算所述高折射率玻璃微珠的折射率；测量低折射率玻璃微珠时，打开弹簧锁定装置（16），调节旋转轴（18）及支撑架（19）上的可调旋钮（20），使摄像头（13）和接收屏（10）所在系统旋转90º，通过支撑架（19）固定，激光器（1）发出激光，被第一反射镜（2）反射经过正透镜（3），透射光经第二反射镜（4）反射，通过光阑（5）的光束再经第三反射镜（6）反射，光束垂直向上通过带孔反射镜（7）后透射载物台上载玻片（9），利用X、Y平移结构（17）调节载玻片（9），使激光光束照射到玻璃微珠（8）上，从而会在与光轴呈45º放置的带孔反射镜（7）上观察到一次彩虹图像，经带孔反射镜（7）反射后会在接收屏（10）上接收到一次彩虹图像，摄像头（13）采集图像，测量该一次彩虹图像的最外环半径和玻璃微珠（8）到接收屏（10）之间的接收距离，通过接收距离和最外环半径计算最小偏向角，根据最小偏向角反演计算所述低折射率玻璃微珠的折射率。

2.根据权利要求1所述的一种测量玻璃微珠折射率的装置，其特征在于，所述的带孔反射镜（7）小孔为上小下大的喇叭型，激光可以从其小孔通过，当测量低折射率玻璃微珠时，一次彩虹图像通过带孔反射镜（7）反射后可以在旋转后的接收屏（10）上接收一次彩虹图像，由于其小孔为上小下大的喇叭型，可以有效避免小孔内壁对散射光的影响。

3.根据权利要求1所述的一种测量玻璃微珠折射率的装置，其特征在于，所述的反射镜调节装置（22）是通过两组呈三角形分布的螺丝组来调节带孔反射镜（7）反射面的倾角。

4.根据权利要求1所述的一种测量玻璃微珠折射率的装置，其特征在于，所述的第三反射镜（6）是通过两组呈三角形分布的螺丝组来调节第三反射镜（6）反射面的倾角。

5.根据权利要求1所述的一种测量玻璃微珠折射率的装置，其特征在于，所述的弹簧锁定装置（16）及旋转轴（18），当测量高折射率玻璃微珠时，弹簧锁定装置（16）锁定，当测量低折射率玻璃微珠时，弹簧锁定装置（16）解开，可以通过调节旋转轴及支撑架（19）上的可调旋钮（20），使摄像头（13）和接收屏（10）所在系统旋转90º。

6.根据权利要求1所述的一种测量玻璃微珠折射率的装置，其特征在于，所述的摄像头（13）的五维调节装置（12），通过调节五维调节装置（12）使摄像头（13）、吸光装置（11）和带孔反射镜（7）共轴。

7.根据权利要求1所述的一种测量玻璃微珠折射率的装置，其特征在于，所述的载玻片（9）上一次放置有多个玻璃微珠（8），在测试完一个玻璃微珠（8）后，通过调节X、Y平移结构（17），当涉及到高低不同折射率玻璃微珠测量转换时还需调节弹簧锁定装置（16）、升降旋钮（14）、旋转轴（18）及可调旋钮（20），继续下一个玻璃微珠（8）的测量，直到完成对多个玻璃微珠（8）的测量，通过统计分析方法，获得所述多个玻璃微珠（8）的测量结果。