Способ определения температуры насыщения раствора оптически анизотропного вещества

Способ определения температуры насыщения раствора оптически анизотропного вещества

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1364248 (51)4 G 01 N 21/00!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3625383/24-25 (22) 26.07.83 (31) 8203013 (32) 28.07.82 (33) NL (46) 30.12.87. Бюл. У 48 (71) Уни Ван-Кунстместфабрикен Б.В. (нт.) (72) Андреас Йоханнес Бирманс, Хенк

Христиан Буркс и Карел Герардус

Хубертус Рамакерс (Я.) (53) 535.24(088.8) (56) Заявка ФРГ È . 3105969, кл. G 01 N 21/47, 1981.

Заявка Дании 11 81008810, кл. G 01 N 21/00i 1981. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

НАСЫЩЕНИЯ РАСТВОРА ОПТИЧЕСКИ АНИЗОТРОПНОГО ВЕЩЕСТВА . (57) Изобретение относится к оптическим измерениям. Цель изобретения— повышение точности и надежности измерений. В оптическом. измерительном сосуде температура раствора постепенно снижается до тех пор, пока не сформируются кристаллы, и затем ее постепенно увеличивают до тех пор,. пока кристаллы не растворятся. Температура непрерывно измеряется, а формирование и растворение кристаллов контролируется оптически с помощью поляризованного света, который пере-. дается через измерительный сосуд и пропускается через анализатор, направление поляризации которого нормально к направлению светового луча. Когда небольшое количество опти- . чески активных кристаллов присутству; ет в растворе, в котором направление поляризации света поворачивается, фо" тодетектор измеряет определенную яркость света. Момент, когда послед- Я ние кристаллы при нагревании растворяются, определяется sa счет скачка измеряемой яркости света до минимальной величины. Температура раствора в этот момент представляет собой температуру насыщения раствора. Перед анализатором может быть установлен лучерасщепитель, который отклоняет C© часть передаваемого света на второй С5 фотодетектор. I s.ï. ф-лы, 2 ил. 4

1 136424

Изобретение относится к оптическим измерениям, а именно к способам определения температуры насыщения раствора.

Цель изобретения — говышение точности и надежности определения температуры насыщения раствора.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для реализации способа; на фиг.2 — идеализированные эпюры изменений температуры и яркостей света во время измерительного цикла.

Устройство содержит светонепроницаемый шкаф 1, в котором помещена 15 оптическая часть устройства. Посредством питающей линии 4 исследуемый раствор может быть подан к оптическому измерительному сосуду 2. Измерительный сосуд 2 снабжен нагревателье 20 ным и охлаждающим кожухом 3, запитываемым по линии 6 и опорожняющимся по линии 7, по которым следует. охлаждающая и нагревательная жидкость.

За счет использования программируемого термостата 8 температура этой жидкости может попеременно снижать-. " ся и увеличиваться, так что раствор, в измерительном сосуде 2 поочередно охлаждается до температуры ниже тем- 30 пературы насыщения и нагревается до температуры, превышающей температуру насыщения. Раствор в измерительном сосуде 2 непрерывно перемешивается посредством магнитного перемешивателя 9.

Ла зер 10 отклоняет луч линейно поляризованного света 11 через измерительный сосуд 2. На траектории, пере" сеченной проходящим светом, помещена 40 разделенная прямоугольная призма 14, плоскость 15 разделения которой имеет полупрозрачную зеркальную поверхность и находится под углом 45 к проходящему лучу. Эта призма отклоня- 45 ет часть 16 проходящего излучения на фотодетектор 17., оставшаяся часть проходящего луча падает на поляризационный фильтр 12, направление поляризации которого нормаыьно к направ- В0 лению луча поляризованного света 11, который генерируется лазером 10.

Если присутствует свет, который может пройти этот поляризационный фильтр 12, то он попадает на фотодетектор 13.

Температура раствора в измерительном сосуде 2 измеряется посредством электрического термоизмеритель8

2 ного устройства 19, чувствительная часть которого помещена как можно ближе к лучу света в сосуде 2.

Выходные сигналы с фотодетекторов

13 и 17 и термоизмерительного устройства 19 запитываются посредством многоточечного записывающего измерителя 18.

На фиг.2 представлена эпюра изменений переменных, измеренных во время измерительного цикла, в идеали» зированной форме. По горизонтали от" ложено время t, по вертикали — яркость света L, измеренная фотодетектором 13 (нижняя кривая 21), температура Т, измеренная посредством термоизмерительного устройства 19 1центральная кривая 22), и яркость света, измеренная посредством фотодетектора

17 (верхняя кривая 23).

Измерительный цикл включает в себя следующие операции.

В измерительный сосуд 2 подается чистый раствор. Поляриэационный фильтр 1 препятствует прохождению света лазера, так что яркость света, который измеряется фотодетектором

13, имеет низкий, фактически постоянный уровень, яркость света, которая измерена фотодетектором 17, имеет высокий уровень.

Теперь температура растворов постепенно уменьшается, и при температуре Т „ растворенное вещество начинает выкристаллизовываться. В представленном здесь случае раствор стал переохлажденным, так что Т не является истинной температурой насыще ния. Это обусловлено тем, что поскольку количество кристаллов мало, свет, плоскость поляризации которого повернулась в кристаллах, проходит через поляризационный фильтр 12, яркость света, измеренная фотодетектором 13, быстро увеличивается до пико" вого значения, а затем снижается до малого уровня, так как свет сильно расщеплен в плотной кристаллической массе; яркость света, измеренная фо-. тодетектором 17, снижается до низкого уровня.

Вслед за этим температура раство» ра постепенно повышается до повторного растворения кристаллов. Когда кристаллическая масса большей частью растворится, но кристаллы все еще присутствуют, яркость света, измеренная фотодетектором 13 (кривая 21), з 1364 увеличивается до следующего пикового значения и вслед за этим снижается, когда кристаллы растворяются опять до низкого постоянного уровня. Тем5 пература Tä, при которой растворяют-. ся последние кристаллы, является температурой насыщения, подлежащей измерению. После растворения кристаллов яркость света, измеренная фото- 1р детектором 17, снова достигает своего высокого уровня.

Это определение может быть осуществлено как непрерывно, так и прерывисто. Для прерывистого определе- 15 ния сосуд 2 наполняется пробным раствором и затем закрывается, после чего проводится определение описанным путем. После этого проба сливйется, сосуд 2 в случае необходимости промы- 2О вается и новая проба или подается, или не подается. Для непрерывного определения небольшой пробный поток непрерывно подается, а температура раствора попеременно снижается до . 25 тех пор, пока не образуются кристаллы, и увеличивается до тех пор, пока кристаллы не растворятся; проба, поданная на единицу времени, берется в таком количестве, чтобы это не ме- gp шало заданной температурной программе.

Для реального определения температуры насыщения используются только сигналы T и фотодетектора 13 Од нако сигнал фотодетектора 17 дает хорошую индикацию надежности измерения, отклонение этого сигнала может, например, отметить дефекты или засорение оборудования, или указать на присутствие нерастворимых взвешенных твердых составляющих. Этот сигнал может быть использован для контроля температурной программы термостата

8. На фиг.1 эта возможность показана 45 пунктирной линией. Программное уст ройство 20 управляет термостатом 8 таким образом, чтобы температура из248 4 мерительного сосуда 2 снижалась, когда сигнал фотодетектора 17 (кривая 23) достигнет высокого уровня, и увеличивалась, когда этот сигнал будет на низком уровне. формула и э о б р е т е н и я

1.Способ определения температуры насыщения раствора -оптически анизотропного вещества, в котором повышают температуру раствора от температуры, при,которой раствор содержит кристаллы растворенного вещества, до температуры, при которой все кристаллы растворенного вещества растворяются, при этом непрерывно измеряют температуру раствора, пропускают луч света через раствор и по интенсивности прошедшего света определяют температуру, соответствующую моменту растворения последних кристаллов, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности, начиная с раствора, не содержащего кристаллов вещества, до повышения температуры постепенно понижают температуру раствора до образования кристаллов, пропускают через раствор линейно поляризованный луч света, прошедший через раствор луч света пропускают через анализатор, направление поляризации которого нормально к направлению поляризации лу" ча света, и определяют искомую температуру в момент, когда интенсивность прошедшего через раствор света достигнет минимального и постоянного значения.

2,Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности определения, от прошедшего через раствор луча света перед анализатором отводят часть луча и измеряют ее интенсивность, при этом о моменте образования кристаллов судят по началу уменьшения интенсивности отведенной части луча.

1364248

Фиг. 2

Составитель Ю. Гринева

Техред N.ÄHäûê Корректор М.Пожо

Редактор А.Долинич

6389/59 Тираж 776 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 11осквд, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4