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专利号: 2015102332684
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种在线测量高温熔体和液体折射率的装置,其特征在于,包括四个顶点依次为ABCD的菱形框架(1),菱形框架(1)的顶点A通过滑动装置设置于带有长度刻度值的Y向立柱(2)上,菱形框架(1)的顶点C固定于与Y向立柱(2)垂直的X向水平轴上,且顶点C位于顶点A的正下方,在顶点C下方设置有用于盛放待测量熔体的坩埚(3),坩埚(3)的顶盖上沿中心开有一条缝隙,菱形框架(1)的BC边上设置有激光光源(4),菱形框架(1)的CD边上设置有检偏器(5)和光电探测器(6),其中检偏器(5)与顶点C之间的距离比光电探测器(6)与顶点C之间的距离小。

2.根据权利要求1所述在线测量高温熔体和液体折射率的装置,其特征在于,所述菱形框架(1)的边长为210mm,菱形框架(1)的顶点A的有效行程为500mm,所述Y向立柱(2)上长度刻度值的精度为0.01mm,所述激光光源(4)发射波长范围为620nm~700nm的红光,所述坩埚(3)的深度为30mm,内径30mm。

3.一种利用权利要求1所述装置在线测量高温熔体和液体折射率的方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤1,用阿贝折射仪测出常温下水的折射率,并计算出自然光从空气入射到水的基准布儒斯特角;

步骤2,将同样的水放于坩埚(3)内,上下滑动所述滑动装置使得菱形ABCD的BC边与Y向立柱(2)的夹角为基准布儒斯特角,记录此时的顶点A的坐标,令入射光沿BC边从坩埚(3)上的缝隙射入空气与水的分界面;

步骤3,以反射光为轴,旋转检偏器(5)的偏振片,观察光电探测器(6)测得的反射光功率,当功率值最小时,固定检偏器(5)的偏振片,不再旋转,此时检偏器(5)的偏振化方向平行于入射面,只允许P偏振分量通过;

步骤4,倒出坩埚(3)内的水,放入待测高温熔体或液体,当放入高温熔体时,加热使其熔化;

步骤5,上下滑动所述滑动装置使得入射角i为45°,记录此时的顶点A的坐标,向下滑动所述滑动装置使得入射角i从45°开始逐渐增大,同时观察反射光功率值,当功率值≤0.2μW时,顶点A的位置每改变0.01mm记录一次功率值,直到功率值呈现先减小后增大的趋势;

步骤6,从所记录的反射光功率值中找出极小值以及对应的顶点A的坐标值,由几何关系计算出光从空气入射到待测高温熔体或液体的布儒斯特角ib,空气的折射率n1=1,由公式 得到待测高温熔体或液体的折射率n2=tan ib。