本发明专利技术涉及玻璃折射率测量技术领域，提供了一种在线实时连续测量熔融态玻璃折射率及色散的装置及方法。本发明专利技术提供的在线实时连续测量熔融态玻璃折射率及色散的装置及方法，采用静态测量的方式，当采用同一波长的测试激光进行测试时整个装置中没有任何的机械运动，整个测试过程能够自动完成并自动计算出待测量样品的折射率，无需人为操作，且能够实现在线实时连续的测量待测量样品的折射率，测试过程更加高效且可靠性更高。相较于现有的测试方法而言，由于本发明专利技术所采用的待测量样品呈熔融态，因此无需经过精密加工以及退火处理，同时也无需使用V棱镜折射仪等成本较高的辅助仪器进行测试，折射率的测量范围也更广。折射率的测量范围也更广。折射率的测量范围也更广。
【技术实现步骤摘要】
在线实时连续测量熔融态玻璃折射率及色散的装置及方法
[0001]本专利技术涉及光线折射测量
，具体涉及光线在玻璃中的折射率测量
，尤其涉及一种在线实时连续测量熔融态玻璃折射率及色散的装置及方法。
技术介绍
[0002]折射率是光学玻璃生产过程中最主要的控制指标之一（色散测量的本质也是折射率测量），目前，光学玻璃折射率的测试方法一般都是在成型后的固态玻璃上取样，并将样品经退火处理后加工成高精度的直角，最后再通过V棱镜折射仪进行测试，此类测试方法至少存在以下弊端：1.样品必须是透明固体，且只能在成型之后进行取样，对于其他状态的样品则需要经过熔化并重新浇注成固体；2.样品必须经过退火处理，导致测试过程复杂；3.样品必须进行精密加工，通常是将样品加工成直角，加工难度大，且对于样品直角的精确测试成本也很高；4.V棱镜折射仪测试时需要使用折射液对样品和仪器之间的间隙进行填充，以减小样品角度偏差对测试结果的影响，而高折射率的折射液在配置时需要用到剧毒化学品，难以实施，目前行业中普遍使用的折射液的折射率在1.80以下，对折射率为1.80以上的玻璃进行折射率测试时会带来较大误差；5.整个测试过程繁琐，通常需要耗时一天才能得到测试结果，耗时较长。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于提供一种在线实时连续测量熔融态玻璃折射率及色散的装置及方法，以至少克服现有针对光学玻璃折射率的测试方法中采用固体样品进行测试所存在的测试过程复杂、误差较大且测试时间较长的技术问题。
[0004]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一方面，本专利技术提供了一种在线实时连续测量熔融态玻璃折射率及色散的装置，包括：激光光源A，用于发出测试激光；分光棱镜C，设置于测试激光的传播路径上；所述分光棱镜C用于将测试激光分为两束线偏振光，两束线偏振光分别为透射光P以及反射光S1；待测量样品，所述待测量样品呈熔融态且置于容器D中，所述反射光S1能够以一定的入射角入射至待测量样品的表面，并形成反射光S2；光电探测器E，设置于透射光P的传播路径上；所述光电探测器E用于探测透射光P的光强；光电探测器F，设置于反射光S2的传播路径上；所述光电探测器F用于探测反射光S2的光强。
[0005]在一些可能的实施例中，所述测试激光为红绿蓝任意一种颜色的单色激光或红绿蓝三种颜色复合的白色激光；所述装置还包括滤光组件B，所述滤光组件B设置于测试激光的传播路径上且位于激光光源A和分光棱镜C之间，所述滤光组件B用于只允许红绿蓝三种颜色中其中一种颜色的激光透过。
[0006]在一些可能的实施例中，所述滤光组件B包括三个扇形滤光片以及舵机M，三个所述扇形滤光片组合构成滤光圆盘，所述滤光圆盘设置于舵机M的输出端，以通过舵机M驱动滤光圆盘转动。
[0007]在一些可能的实施例中，所述装置还包括计算机G，所述激光光源A、光电探测器E、光电探测器F以及舵机M均与计算机G通信连接。
[0008]在一些可能的实施例中，所述装置还包括黑箱H，所述激光光源A、滤光组件B、分光棱镜C、光电探测器E和光电探测器F均设置于黑箱H内，所述黑箱H的内壁为防反射的黑色磨砂面。
[0009]在一些可能的实施例中，所述容器D为坩埚，所述坩埚的顶盖上开设有供反射光S1以及反射光S2通过的孔。
[0010]在一些可能的实施例中，所述分光棱镜C的分光比例为6/4或5/5。
[0011]另一方面，本专利技术提供了一种在线实时连续测量熔融态玻璃折射率及色散的方法，采用上述所述的在线实时连续测量熔融态玻璃折射率及色散的装置，包括以下步骤：步骤S10.将所述待测量样品放置于容器D中，利用所述激光光源A发出测试激光，所述测试激光经分光棱镜C分光后分为两束线偏振光，两束线偏振光分别为透射光P和反射光S1；步骤S20.让所述反射光S1以一定的入射角θ1入射至待测量样品的表面，所述反射光S1经反射后形成反射光S2；步骤S30.利用所述光电探测器E探测透射光P的光强I
E
，利用所述光电探测器F探测反射光S2的光强I
F
；步骤S40.基于反射光S1的入射角θ1、透射光P的光强I
E
以及反射光S2的光强I
F
计算得到待测量样品的折射率n2，折射率n2的计算表达式为：式中，，α为分光棱镜C的分光比例。在一些可能的实施例中，步骤S40中还包括对所述反射光S1的入射角θ1进行校准，校准反射光S1的入射角θ1的过程包括：步骤S41.将已知折射率n2＇的液体样品放置入容器D中，利用所述激光光源A发出测试激光，所述测试激光经分光棱镜C分光后分为两束线偏振光，两束线偏振光分别为透射光P＇和反射光S
１
＇；步骤S42.让所述反射光S
１
＇以一定的入射角θ1入射至已知折射率n2＇的液体样品的表面，所述反射光S
１
＇经反射后形成反射光S
２
＇；步骤S43.利用所述光电探测器E探测透射光P＇的光强I
E
＇，利用所述光电探测器F
探测反射光S
２
＇的光强I
F
＇；步骤S44.根据菲涅尔公式、折射定律公式以及光强与电场强度的关系式推导出入射角θ1的计算表达式，并根据入射角θ1的计算表达式计算入射角θ1；其中，入射角θ1的计算表达式为：式中，，α为分光棱镜C的分光比例。
[0012]在一些可能的实施例中，所述方法还包括步骤：步骤S50.分别测量所述待测量样品在红绿蓝三种颜色的激光作用下的折射率，根据待测量样品在不同颜色的激光作用下的折射率即可得到待测量样品的色散值。
[0013]本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：本专利技术提供的在线实时连续测量熔融态玻璃折射率及色散的装置及方法，采用静态测量的方式，当采用同一波长的测试激光进行测试时整个装置中没有任何的机械运动，整个测试过程能够自动完成并自动计算出待测量样品的折射率，无需人为操作，且能够实现在线实时连续的测量待测量样品的折射率，测试过程更加高效且可靠性更高。
[0014]其次，在测试过程中仅使用了一个偏振方向的光进行测试，通过同步测量入射和出射光的光强进行折射率的计算，逻辑更加简单，引入的变量更少，计算结果也更加准确。同时，在测试过程中对于入射角没有硬性要求，还提供了入射角的校准方法，并能够实现多色测试激光的自动切换，也能够进行折射率和色散的测试。
[0015]相较于现有的测试方法而言，由于本专利技术所采用的待测量样品呈熔融态，因此无需经过精密加工以及退火处理，同时也无需使用V棱镜折射仪等成本较高的辅助仪器进行测试，折射率的测量范围也更广。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例提供的在线实时连续测量熔融态玻璃折射率及色散的装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的滤光组件B的结构示意图。
[0017]图标：10
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激光光源A，20
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滤光组件B，21
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扇形滤光片，2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种在线实时连续测量熔融态玻璃折射率及色散的装置，其特征在于，包括：激光光源A，用于发出测试激光；分光棱镜C，设置于测试激光的传播路径上；所述分光棱镜C用于将测试激光分为两束线偏振光，两束线偏振光分别为透射光P以及反射光S1；待测量样品，所述待测量样品呈熔融态且置于容器D中，所述反射光S1能够以一定的入射角入射至待测量样品的表面，并形成反射光S2；光电探测器E，设置于透射光P的传播路径上；所述光电探测器E用于探测透射光P的光强；光电探测器F，设置于反射光S2的传播路径上；所述光电探测器F用于探测反射光S2的光强。2.根据权利要求1所述的在线实时连续测量熔融态玻璃折射率及色散的装置，其特征在于，所述测试激光为红绿蓝任意一种颜色的单色激光或红绿蓝三种颜色复合的白色激光；所述装置还包括滤光组件B，所述滤光组件B设置于测试激光的传播路径上且位于激光光源A和分光棱镜C之间，所述滤光组件B用于只允许红绿蓝三种颜色中其中一种颜色的激光透过。3.根据权利要求2所述的在线实时连续测量熔融态玻璃折射率及色散的装置，其特征在于，所述滤光组件B包括三个扇形滤光片以及舵机M，三个所述扇形滤光片组合构成滤光圆盘，所述滤光圆盘设置于舵机M的输出端，以通过舵机M驱动滤光圆盘转动。4.根据权利要求3所述的在线实时连续测量熔融态玻璃折射率及色散的装置，其特征在于，所述装置还包括计算机G，所述激光光源A、光电探测器E、光电探测器F以及舵机M均与计算机G通信连接。5.根据权利要求2所述的在线实时连续测量熔融态玻璃折射率及色散的装置，其特征在于，所述装置还包括黑箱H，所述激光光源A、滤光组件B、分光棱镜C、光电探测器E和光电探测器F均设置于黑箱H内，所述黑箱H的内壁为防反射的黑色磨砂面。6.根据权利要求1所述的在线实时连续测量熔融态玻璃折射率及色散的装置，其特征在于，所述容器D为坩埚，所述坩埚的顶盖上开设有供反射光S1以及反射光S2通过的孔。7.根据权利要求1所述的在线实时连续测量熔融态玻璃折射率及色散的装置，其特征在于，所述分光棱镜C的分光比例为6/4或5/5。8.一种在线实时连续测量熔融态玻璃折射率及色散的方法，采用如权利要求1
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7任一项所述的在线实时连续测量熔融态玻璃...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊胜，汪锐，李科健，
申请(专利权)人：成都赛林斯科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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