专利名称：一种材料折射率测量仪器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种材料折射率测量仪器，尤其是一种光电折射仪。
背景技术：
光由相对光密介质射向相对光疏介质、且入射角大于等于全反射临界角C时，即可发生全反射。当入射角等于临界角C时，玻璃砖对光的全反射使其折射角等于90°，见图1，此时根据折射定律可得:nl/n2=sin90° /sinC,其中nl是入射介质折射率、n2是折射介质折射率，如图1中出射面AB是由待测的光密介质材料射入光疏介质，如空气，而空气的折射率n2=l，此时折射定律可简化为nl/l=l/sinC，只要测出此材料的全反射临界角，就可计算出待测材料的折射率。
发明内容本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种光电折射仪，解决了如何准确的测定全反射临界角的技术问题，从而利用n=l/sinC计算出所需材料折射率。为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下述技术方案予以实现:一种光电折射仪，包括机械部分和电路部分:机械部分:包括光源箱(I)、光电传感箱(2)、载物台(3)、底座(8)、光源箱旋转臂
(9)、光电传感箱旋转臂(10)，载物台(3)为有刻度的圆盘，在90°与270°间的直径线上有刻尺(4)，光源箱旋转臂(9)和光电传感箱旋转臂(10)的一端均安装于载物台(3)下的底座(8)的轴心上，光源箱旋转臂(9)的另一端连接光源箱(1)，光电传感箱旋转臂(10)的另一端连接光电传感箱(2)，光源箱(I)垂直于载物台(3)切线的方向上开一狭缝，从狭缝射出的光线为入输光线，光源箱(I)与载物台(3)的切点处设置入射光线尖指针(5);光电传感箱(2 )靠近载物台(3 )的一面设置接受反射光线的开放口，光电传感箱(2 )与载物台(3 )的切点处设置反射光线尖指针(6)，光电传感箱(2)与电路部分的光电转换模块相接；电路部分包括光电转换模块、A/D转换器、单片机和显不系统,光敏电阻搭建的光电转换模块连接A/D转换器，将光电模拟信号数字化，A/D转换器连接单片机，单片机进行处理后的数据再输入显示系统显示光强电压。所述机械部分，刻尺(4)为以圆心为中点，两边刻值相等的刻尺。所述机械部分，光源箱(I)两侧设置散热孔(7)。所述电路部分，A/D转换为用逐次逼近式8位A/D转换器将光电模拟信号数字化，带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机，和单片机直接接口，接收采集到的光强电压。所述电路部分，显示系统为与单片机相连的4个B⑶-七段显示译码器，输出8位BCD码，完成译码，再传输到7段数码显示器上进行光强电压显示。由于采用上述技术方案，本实用新型提供的这种光电折射仪可以准确的测定全反射临界角，从而可得到所需材料折射率。
图1是背景技术的全反射原理图；图2是本实用新型的机械结构俯视图；图3是本实用新型取掉载物台后的结构俯视图；图4是本实用新型的结构侧视图；图5是本实用新型电路部分系统框图；图6是本实用新型电路部分电路图。图中:1_光源箱，2-光电传感箱，3-载物台，4-刻尺，5-入射光线尖指针，6-反射光线尖指针，7-散热孔，8-底座，9-光源箱旋转臂，10-光电传感箱旋转臂，11-光源箱旋转臂制紧螺丝，12-光电传感箱旋转臂制紧螺丝，13-载物台制紧螺丝。
具体实施方式
下面结合图2-6对本实用新型的实施例作进一步描述。本实用新型的组成分为两部分:机械部分和电路部分；测定全反射临界角，从而利用n=l/sinC计算出所需材料折射率。机械部分:用于放置待测材料、放置光源并保证光线通过载物台圆心、放置检测电路中的核心元件光电传感器件、并接收反射光线，待测材料要求加工为半圆形平行料。图2为本实用新型机械结构俯视图，光源箱(I)内放置较强白光光源，在靠近载物台(3) —面并垂直于切线的方向上开一狭缝，从狭缝射出的光线作为传输光线；在其与载物台(3)的切点、略高于载物台(3)的地方设计一入射光线尖指针(5)，用于指示入射光的入射角度，同时在光源箱(I)两侧设置散热孔(7)。光电传感箱(2)内放置光电传感器件，靠近载物台(3)的一面设置为开放口，用以接受反射光线；在其与载物台(3)的切点、略高于载物台的地方设计一反射光线尖指针(6)，用于指示反射光的反射角度；光电传感箱(2)外部导线用于与电路部分相接。载物台(3)的圆周360°分为24个刻度，起到度盘的作用，在90°与270°间的直径线上以圆心为中点，两边刻值成等长的刻尺，用以确定待测件的放置位置。图3为本实用新型机械结构取掉载物台后的俯视图，光源箱旋转臂(9)和光电传感箱旋转臂(10)的一端均安装于载物台(3)下的底座(8)的轴心上，并通过光源箱旋转臂制紧螺丝(11)和光电传感箱旋转臂制紧螺丝(12)固定，光源箱旋转臂(9)的另一端连接光源箱(I)，光电传感箱旋转臂(10 )的另一端连接光电传感箱(2 )，光源箱旋转臂(9 )和光电传感箱旋转臂(10)可以绕轴心360°旋转，用以调整入射角度和接受反射光线。图4为本实用新型机械结构侧视图，载物台制紧螺丝(13)将载物台(3)与底座(8)固定。电路部分主要原理是使用光敏电阻搭建光电转换模块，经过AD转换将光电模拟信号数字化，再通过单片机进行数据处理，最终在4位LED上显示随光强增加的光强电压。系统框架如图5所示。电路图如图6所示，光电转换模块采用光敏电阻进行光电转换，当有光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值发生变化，从而产生电信号，再经过放大器将电信号放大。逐次逼近式A/D转换器带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机，可以和单片机直接接口，接收采集到的光强电压。显示系统为4个B⑶-七段显示译码器与单片机相连，输出8位B⑶码，完成译码，再传输到7段数码显示器上进行光强电压显示。
权利要求1.一种材料折射率测量仪器，其特征在于，包括机械部分和电路部分: 机械部分包括光源箱(I)、光电传感箱(2 )、载物台(3 )、底座(8 )、光源箱旋转臂(9 )和光电传感箱旋转臂(10)，所述的载物台(3)为圆周上有刻度的圆盘，在90°与270°间的直径线上有刻尺(4);光源箱旋转臂(9)和光电传感箱旋转臂(10)的一端均安装于载物台(3)下的底座(8)的轴心上，光源箱旋转臂(9)的另一端连接光源箱(1)，光电传感箱旋转臂(10)的另一端连接光电传感箱(2);光源箱(I)垂直于载物台(3)切线的方向上开一狭缝，从狭缝射出的光线为入射光线，光源箱(I)与载物台(3)的切点处设置入射光线尖指针(5);光电传感箱(2)靠近载物台(3)的一面设置接受反射光线的开放口，光电传感箱(2)与载物台(3)的切点处设置反射光线尖指针(6)，光电传感箱(2)与电路部分的光电转换模块相接； 电路部分包括光电转换模块、A/D转换器、单片机和显不系统,光敏电阻搭建的光电转换模块连接A/D转换器，将光电模拟信号数字化，A/D转换器连接单片机，单片机进行处理后的数据再输入显示系统显示光强电压。
2.根据权利要求1所述的一种材料折射率测量仪器，其特征在于，所述机械部分，刻尺(4)以圆心为中点，两边刻值相等。
3.根据权利要求1所述的一种材料折射率测量仪器，其特征在于，所述机械部分，光源箱(I)两侧设置散热孔(7)。
4.根据权利要求1所述的一种材料折射率测量仪器，其特征在于，所述电路部分，A/D转换器为逐次逼近式8位A/D转换器，带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机，和单片机直接接口，接收采集到的光强电压。
5.根据权利要求1所述的一种材料折射率测量仪器，其特征在于，所述电路部分，显示系统是与单片机相连的4个B⑶-七段显示译码器输出8位B⑶码，完成译码，再传输到7段数码显示器上进行光强电压显示。
专利摘要一种材料折射率测量仪器，机械部分包括光源箱、光电传感箱、载物台、底座、光源箱旋转臂和光电传感箱旋转臂，所述的载物台为圆周上有刻度的圆盘，光源箱旋转臂和光电传感箱旋转臂的一端均安装于载物台下的底座上，光源箱旋转臂的另一端连接光源箱，光电传感箱旋转臂的另一端连接光电传感箱；光电传感箱与载物台的切点处设置反射光线尖指针，光电传感箱与电路部分的光电转换模块相接；电路部分主要原理是使用光敏电阻搭建光电转换模块，经过AD转换将光电模拟信号数字化，再通过单片机进行数据处理，最终在4位LED上显示随光强增加的光强电压；本实用新型准确的测定全反射临界角，从而利用n=1/sinC计算出所需材料折射率。
文档编号G01N21/43GK203069512SQ201320040060
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月21日 优先权日2013年1月21日
发明者饶文萍, 杨栩生, 吴继康 申请人:云南广播电视大学