專利名稱：自準(zhǔn)式透明材料折射率檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光學(xué)測(cè)試儀器技術(shù)領(lǐng)域，是一種適用于光學(xué)玻璃的自準(zhǔn)式透明材料折射率檢測(cè)儀。
背景技術(shù)：
在光學(xué)設(shè)計(jì)中，為了使光學(xué)零件符合一定的光路要求，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，必須將光學(xué)零件的折射率限定在一定的范圍，因此，只有對(duì)光學(xué)玻璃的折射率進(jìn)行精確測(cè)定后，才能根據(jù)所測(cè)結(jié)果選用滿足設(shè)計(jì)要求的零件。在現(xiàn)有的技術(shù)中，對(duì)光學(xué)玻璃及透明材料折射率的檢測(cè)通常采用的是V棱鏡折光儀，該儀器是利用光線通過(guò)透明材料時(shí)會(huì)發(fā)生偏折的原理制成，并根據(jù)所檢測(cè)到的偏折角而得知所測(cè)材料的折射率。該儀器采用將準(zhǔn)直光路與接受光路分開(kāi)的結(jié)構(gòu)方式，包括一個(gè)瞄準(zhǔn)鏡筒和一個(gè)數(shù)值讀數(shù)鏡筒，在測(cè)試偏折角時(shí)，瞄準(zhǔn)和讀數(shù)必須分兩步進(jìn)行，檢測(cè)時(shí)需要用單個(gè)眼睛觀察瞄準(zhǔn)鏡或讀數(shù)鏡，觀察時(shí)間一長(zhǎng)，眼睛容易疲勞，就會(huì)產(chǎn)生視覺(jué)瞄準(zhǔn)誤差，由此而影響測(cè)試精度。另外，從讀數(shù)鏡中讀出的數(shù)值還需要利用人工，將中間數(shù)據(jù)用插值法查表計(jì)算、才能得出最終結(jié)果，因此費(fèi)工、費(fèi)時(shí)、勞動(dòng)強(qiáng)度大，并且容易出現(xiàn)人為計(jì)算錯(cuò)誤。該儀器由于對(duì)檢測(cè)操作人員的工作經(jīng)驗(yàn)要求較高，加之工作程序的繁雜導(dǎo)致檢測(cè)效率低，測(cè)試精度及重復(fù)性較差，因此無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)大批量生產(chǎn)的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠?qū)崟r(shí)在線檢測(cè)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕直接觀察、數(shù)據(jù)直讀、檢測(cè)精度高、效率高的自準(zhǔn)式透明材料折射率檢測(cè)儀。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的所采取的技術(shù)方案是該檢測(cè)儀具有一個(gè)平板基座，基座上通過(guò)定位支撐件固定一個(gè)水平置放的測(cè)試鏡筒，在測(cè)試鏡筒出射光的前部，對(duì)應(yīng)設(shè)置有工件定位座，測(cè)試鏡筒后端裝有攝像器件，該器件通過(guò)設(shè)置的傳輸接口與計(jì)算機(jī)連接，在測(cè)試鏡筒的上部，通過(guò)架設(shè)的固定支架上裝有軸角編碼器，軸角編碼器的上部設(shè)置有與計(jì)算機(jī)連接的傳輸接口，底部通過(guò)連軸器與測(cè)試鏡筒中的測(cè)微器連接，連軸器上裝有用于調(diào)節(jié)測(cè)試角度的調(diào)節(jié)手輪，在測(cè)試鏡筒中的輔助分劃板的通光孔處裝有單色燈。
所述測(cè)試鏡筒采用的是將準(zhǔn)直光路與接受光路合為同一光路的自準(zhǔn)直儀鏡筒，它包括鏡筒體、物鏡組、主分劃板，活動(dòng)分劃板、輔助分劃板和測(cè)微器，各構(gòu)件依次安裝在鏡筒體內(nèi)，其中，測(cè)微器位于鏡筒體外，并與鏡筒體內(nèi)的活動(dòng)分劃板螺紋連接。
所述工件定位座采用的是敞開(kāi)式的V型座結(jié)構(gòu)或兩側(cè)為封閉式的V型槽座結(jié)構(gòu)。
按照上述方案制成的自準(zhǔn)式透明材料折射率檢測(cè)儀，通過(guò)自準(zhǔn)直儀測(cè)試被測(cè)材料的偏折角，并利用軸角編碼器將角度數(shù)字化，再通過(guò)傳感器件將圖像及角度數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，將所測(cè)件的圖像、類別及最終結(jié)果顯示在顯示器上，并且通過(guò)顯示器可直接觀察測(cè)試結(jié)果。使用該檢測(cè)儀，實(shí)現(xiàn)了光學(xué)玻璃及透明材料折射率的實(shí)時(shí)在線測(cè)量，省去了查表計(jì)算的繁瑣過(guò)程，避免了人為計(jì)算錯(cuò)誤以及由于人眼疲勞所引起的瞄準(zhǔn)誤差，有效地提高了測(cè)試精度和測(cè)試效率。本實(shí)用新型的檢測(cè)儀特別適用于對(duì)所有光學(xué)玻璃在同種材料范圍內(nèi)作快速精確檢測(cè)，對(duì)于其它透明材料如塑料、有機(jī)玻璃、液體等也可以進(jìn)行折射率的檢測(cè)。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1中各標(biāo)號(hào)為平板基座1、工件定位座2、測(cè)試鏡筒3、定位支撐件4、主分劃板5、單色燈6、輔助分劃板7、活動(dòng)分劃板8、攝像器件9、攝像傳輸線10、支架11、軸角編碼器12、編碼器傳輸線13、連軸器14、調(diào)節(jié)手輪15、測(cè)微器16、照明燈泡17、計(jì)算機(jī)18、顯示器19。
參看圖1，本實(shí)用新型的自準(zhǔn)式透明材料折射率檢測(cè)儀，是由平板基座1、工件定位座2、測(cè)試鏡筒3、單色燈6、攝像器件9、軸角編碼器12、連軸器14、調(diào)節(jié)手輪15、測(cè)微器16、計(jì)算機(jī)18、顯示器19組成，在本案中，測(cè)試鏡筒3采用準(zhǔn)直光路與接受光路為同一光路的自準(zhǔn)直儀鏡筒，該自準(zhǔn)直儀鏡筒可在市場(chǎng)直接購(gòu)置，它的功能作用是形成準(zhǔn)直光，并將輔助分劃板7通過(guò)工件定位座2的折反射作用形成的像，成像到自準(zhǔn)直儀鏡筒中的的主分劃板5上，通過(guò)旋動(dòng)調(diào)節(jié)手輪15，移動(dòng)活動(dòng)分劃板8進(jìn)行瞄準(zhǔn)并測(cè)出透明材料的偏折角。直準(zhǔn)直儀鏡筒包括鏡筒體、物鏡組(圖中未示)、主分劃板5，活動(dòng)分劃板8、輔助分劃板7和測(cè)微器16，各構(gòu)件依次安裝在鏡筒體內(nèi)，其中，測(cè)微器16位于鏡筒體外，它與鏡筒體內(nèi)的活動(dòng)分劃板8螺紋連接，其作用是測(cè)試角度。測(cè)試鏡筒3以水平置放的方式，通過(guò)定位支撐件4固定在平板基座1上，在測(cè)試鏡筒3的出射光的前端，對(duì)應(yīng)固定有用于放置被測(cè)工件的定位座2，該定位座2是組成測(cè)試折射率時(shí)偏折光路的主要元件，對(duì)通過(guò)輔助分劃板7的光束有折射和反射作用。定位座2可以采用敞開(kāi)式V型座結(jié)構(gòu)或兩側(cè)為封閉式的V型槽座結(jié)構(gòu)。敞開(kāi)式V型座用于放置固體材料被測(cè)件，V型槽座用于透明液體材料檢測(cè)。在測(cè)試鏡筒3的尾端連接有攝像器件9，該攝像器件9是將圖像數(shù)字化的器件，可將分劃板上的像通過(guò)攝像傳輸線10及USB接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)18上，并將傳送的圖像通過(guò)顯示器19顯示。軸角編碼器12位于支架11上，下部通過(guò)連軸器14與測(cè)試鏡筒3中的測(cè)微器16連接，軸角編碼器12是將轉(zhuǎn)角數(shù)字化的器件，通過(guò)測(cè)微器16和軸角編碼器12轉(zhuǎn)軸的同時(shí)旋轉(zhuǎn)，可將測(cè)微器16的轉(zhuǎn)角通過(guò)編碼器傳輸線13及RS232傳輸接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)18上，由計(jì)算機(jī)18處理軸角編碼器12傳送的數(shù)據(jù)，在線計(jì)算出折射率值，并在顯示器19上實(shí)時(shí)顯示。在測(cè)試鏡筒3中的輔助分劃板7的通光孔的對(duì)應(yīng)處，安裝有單色燈6，該單色燈6采用的是鈉光燈或鎘燈或氫燈或氦燈，其作用是用特定波長(zhǎng)的單色光照亮輔助分劃板7。在測(cè)試鏡筒3的出射光的前端，設(shè)置有輔助照明燈泡17，可用來(lái)改善背景亮度，以便能夠清晰分辨各分劃板(活動(dòng)分劃板8、主分劃板5、輔助分劃板7)的像。
本實(shí)用新型檢測(cè)儀的工作過(guò)程由單色燈照亮自準(zhǔn)直儀鏡筒內(nèi)的輔助分劃板，輔助分劃板上的十字線通過(guò)自準(zhǔn)直儀鏡筒及V型定位座成像于鏡筒內(nèi)的主分劃板上，然后通過(guò)攝像器件將所成的像由USB接口傳送到計(jì)算機(jī)并在顯示器上顯示。通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪，帶動(dòng)測(cè)微器，移動(dòng)活動(dòng)分劃板，使豎線亮像位于活動(dòng)分劃板的雙刻線中間，從而測(cè)得被測(cè)件相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)件的偏折角；由于測(cè)微器通過(guò)連軸器與軸角編碼器相連，軸角編碼器將數(shù)字化的角度值通過(guò)RS232傳輸接口傳送到計(jì)算機(jī)，實(shí)時(shí)計(jì)算出被測(cè)件的折射率，并在顯示器上顯示，實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。該檢測(cè)儀適用于透明固體材料或透明液體材料的測(cè)試，透明固體包括透明玻璃、有機(jī)玻璃、透明塑料等。當(dāng)測(cè)試的材料為透明液體時(shí)，只需將V型定位座的V型槽兩側(cè)封閉，將被測(cè)液體倒入V型槽內(nèi)，即可進(jìn)行透明液體材料折射率的檢測(cè)。
權(quán)利要求1.一種自準(zhǔn)式透明材料折射率檢測(cè)儀，其特征在于該檢測(cè)儀具有一個(gè)平板基座，基座上通過(guò)定位支撐件固定一個(gè)水平置放的測(cè)試鏡筒，在測(cè)試鏡筒出射光的前部，對(duì)應(yīng)設(shè)置有工件定位座，測(cè)試鏡筒后端裝有攝像器件，該器件通過(guò)設(shè)置的傳輸接口與計(jì)算機(jī)連接，在測(cè)試鏡筒的上部，通過(guò)架設(shè)的固定支架上裝有軸角編碼器，軸角編碼器上設(shè)置有與計(jì)算機(jī)連接的傳輸接口，底部通過(guò)連軸器與測(cè)試鏡筒中的測(cè)微器連接，連軸器上裝有用于調(diào)節(jié)測(cè)試角度的調(diào)節(jié)手輪，在測(cè)試鏡筒中的輔助分劃板的通光孔處裝有單色燈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自準(zhǔn)式透明材料折射率檢測(cè)儀，其特征在于測(cè)試鏡筒采用的是將準(zhǔn)直光路與接受光路合為同一光路的自準(zhǔn)直儀鏡筒，它包括鏡筒體、物鏡組、主分劃板，活動(dòng)分劃板、輔助分劃板和測(cè)微器，各構(gòu)件依次安裝在鏡筒體內(nèi)，其中，測(cè)微器位于鏡筒體外，并與鏡筒體內(nèi)的活動(dòng)分劃板螺紋連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自準(zhǔn)式透明材料折射率檢測(cè)儀，其特征在于所述工件定位座采用的是敞開(kāi)式的V型座結(jié)構(gòu)或兩側(cè)為封閉式的V型槽結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自準(zhǔn)式透明材料折射率檢測(cè)儀，其特征在于所述單色燈采用的是鈉光燈或鎘燈或氫燈或氦燈。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種自準(zhǔn)式透明材料折射率檢測(cè)儀。該檢測(cè)儀具有一個(gè)平板基座，基座上通過(guò)定位支撐件固定一個(gè)水平置放的測(cè)試鏡筒，在鏡筒出射光的前端，設(shè)置有工件定位座，尾端裝有攝像器件，并通過(guò)傳輸接口與計(jì)算機(jī)連接，測(cè)試鏡筒的上部設(shè)置有軸角編碼器，編碼器上設(shè)置有與計(jì)算機(jī)連接的傳輸接口，并通過(guò)連軸器與測(cè)試鏡筒上的測(cè)微器連接，連軸器上裝有一個(gè)調(diào)節(jié)手輪，在測(cè)試鏡筒中的輔助分劃板通光孔處裝有單色燈。該檢測(cè)儀通過(guò)自準(zhǔn)直儀測(cè)試被測(cè)件的偏折角，利用傳感器件將圖像及角度數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，通過(guò)顯示器可直接觀察測(cè)試結(jié)果。實(shí)現(xiàn)了折射率測(cè)試的在線實(shí)時(shí)測(cè)量，有效地提高了被測(cè)件的測(cè)試精度和測(cè)試效率。
文檔編號(hào)G01N21/84GK2784919SQ20052003063
公開(kāi)日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2005年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月2日
發(fā)明者馬建榮 申請(qǐng)人:河南中光學(xué)集團(tuán)有限公司