Импульсный рефрактометр

Импульсный рефрактометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАЙИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскмк

Сощиапнстических

Республик

«» 699403

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 140777 (21) 2508528/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 2511.7». Бюллетень ¹ 43 (51) М. Кл.

G 01 N 21/46

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 543.322, 4 (088 .8) Дата опубликования описания 2511.79 (72) Авторы изобретения

Б.И.Молочников, M.B.Ëåéêèí и д.Ф. KocMà÷åâ (71) Заявитель (54 ) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕФРАКТОМЕТР

Изобретение относится к аналитической аппаратуре для исследования показателя преломления жидких сред, и может быть использовано в гидрогеологии, в системе защиты окружаюtqeA среды, в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности и т.д.

Известны различные химические, электрохимические и оптические устройства для анализа жидкостей.

Наивысшей точностью обладают оптические и, в частности, рефрактометрические приборы, При поМощи этих устройств определяют разность показателей преломления образцовой среды и исследуемой среды, Известны рефрактометры, содержащие коллиматор, призматическую кювету И регистрирующее устройство (1),(2) .

Наиболее близким к изобретению является импульсный рефрактометр, содержащий коллиматор, призматическую кювету, устройство для углового колебания светового пучка в плоскости главного сечения кюветы, оптическую приемную систему с анализаторов поля зрения и фотоэлектрическое регистрирующее устройство, а также измеритель ную систему с потенциометром (3) .

Недостаточная точность и помехозащищенность этого устройства заключается в погрешности потенциометра за счет неравномерной намотки, в невозможности точной стабилизации напряжения потенциометра, которое зависит от стабильности источника питания, в наличии электрических наводок и т.д. Кроме того этому устройству свойственна низкая чувствительность и невозможность выдачи результатов в цифровой форме (Tpp. обуется дополнительный блок преобразования аналогового напряжения с потенциометра в дискретную цифровую форму) .

Целью изобретения является повышение точности и помехозащищенности рефрактометра.

Достигается это тем, что в рефрактометре анализатор поля зрения выполнен в виде растра, составленного из двух иден гйчных частей, симметрично смещенных в разные стороны относительно оптической оси приемной системы, .Между ними установлен непрозрачный экран со щелью в центре, а фотоэлектрическое регистрирующее

699403 устройство включает н себя дна фотоприемника, первый из которых воспринимает световой поток от обеих частей растра и соединен со счетчиком импульсов, а второй воспринимает световой поток от щели и экране, и блок коммутации, включенный между первым фотоприемником и счетчиком. импульсов, На фиг.1 показана принципиальная схема рефрактометра;на фиг,2,3 и 4 виды А, B С соответственно.

Рефрактометр содержит источник света 1, конденсор 2, щель 3, объектив 4, рефрактометрическую кювету 5, устройство для углового колебания светового пучка в виде клинового сканера 6 и диска 7, объектив 8, растры 9 и 10, коллектив 1.1 с отверстием в центре, фотоприемники 12 и 13, блок коммутации 14, счетчик импульсов 15, микролампу 16, фотодиод 17.

Диск 7 имеет прорезь 18, между растрами 9 и 10 расположен непрозрачный экран 19 с щелью 20.

Счетчик импульсов 15 имеет входы

21, 22, 23 и выход 24.

Источник света 1 с помощью конденсора 2 освещает щель 3, находящуюся в фокальной плоскости объектива

4. Коллимиронанный пучок света после объектива 4 направляется на рефрактометрическую кювету 5, призматические полости которой заполнены сравниваемыми жидкостями. Преломленный кюнетой пучок света проходит через сканер б, образованный днумя оптическими клиньями, вращающимися ,с одинаковой скоростью в противоположных направлениях„ и далее объективом 8 изображение щели 3 фокусируется н фокальную плоскость, .в которой расположен анализатор поля зрения в ниде растра, составленного из двух идентичных частей 9 и 10 и непрозрачного экрана 19 между ними со щелью 20 в центре. За двумя частями растра расположен коллектин

11, собирающий световые пучки с обеих частей растра на один фотоприемник 13. В отверстии коллектива расположен второй фотоприемник 12, воспринимающий световой поток, проходящий через щель 20,в экране

19. Сигналы фотоприемника 12 управляют блоком коммутации 14, который; направляет сигналы от фотоприемника

13 на два различных входа 21 и 22, счетчика импульсов 15, причем

Фотоэлектрические импульсы от каждой части 1 астра направляются только на определенный нход счетчика импульсов.

Рефрактомер работает следующим образом.

Коллимированный пучок света после прохождения клинового сканера 6

25 за

60 совершает угловые гармонические колебания в плоскости главного сечения кюветы. Соответственно изображение щели 3 н плоскости растра совершает линейные колебания. Ширина изображения щели 3 выбирается не превышающей ширину прозрачных зон растра, поэтому при перемещении изображения щели

3 по растру оно дважды за период колебания (при ходе туда и обратно) пересекает каждую из частей растра

9, 10 и на выходе последних образуются две серии световых импульсов, число которых пропорционально длине. перемещения иэображения щели 3 по соответствующей части растра.

Серии световых импульсов от обеих частей растра регистрируются одним фотоприемником 13, причем эти серии сдвинуты но времени. Для разделения этих серий по двум канаем и направления их на входы 21 и 22 счетчика импульсов 15 служит блок коммутации 14 в виде электронного управляемого ключа. Этим ключом управляет фотоэлектрический импульс, выдаваемый фотоприемником 12 при пересечении изображением щели 3 щели 20 в экране 19. Этот импульс коммутации выдается по время пере(хода изображения щели 3 с одной;.

:части растра на другую, т.е. между сериями импульсов от частей растра.

Рефрактометр юстируется таким образом, чтобы н начальном положе»»ии (при равенстве показателей преломления сравниваемых сред, т.е.,- „ когда кювета не преломляет пучок света) центр колебания изображения щели 3 совпадал-с центром непрозрачного экрана 19 между частями растра.

В этом случае при колебании иэображения щели 3 она пересекает одинаковую длину на каждой из частей растра, Соответственно на входы 21 и 22 счетчика импульсон 15 поступает одинаковое количество фотоэлектрических импульсов . Счет импульсон осуществляется таким образом, что количество импульсов, поступивших на вход

21, вычитается иэ количества импульсов, поступивших на вход 22 (реверсивный счетчик) . Поэтому н начальном положении счетчик импульсов регистрирует цифру нуль .

При изменении показателя преломления одной из сред рефрактометрическая кювета преломляет световые пучки на некоторый угол, при этом центр колебания изображения щели смещается с центра экрана.

Соответственно, на входы 21 и 22 счет»айка 15 поступает различное количество фотоэлектрических импульсов. Счетчик регистрирует цифру, характеризующую разность числа импульсов. Эта цифра в свою очерещ» характеризует величину

699403 угла отклонения света кюветой, а следовательно, и искомую разность показателей преломления.

Счет импульсов необходимо производить один раз за период колебания, после чего следует сбросить показания. Для осуществления этого сброса один из клиньев сканера

6 жестко соединен с диском 7 с прорезью 18. Свет от микролампы 16 перекрывается диском 7 и один раз за период через прорезь 18 в диске

7 поступает на фотодиод 17. Фотоэлектрический импульс с фотодиода

17 поступает на вход 23 .(сброса) счетчиков импульсов, сбрасывая показания счетчика на нуль.

С выхода 24 счетчика сигналы поступают на ЭВМ (на чертеже не показано) .

Таким. образом, применение предлагаемого импульсного рефрактометра позволяет повысить точность и помехозащищенность измерений, а также дает воэможность получить результаты измерения непосредственно в цифровой форме без дополнительного переобразования, как это имеет место в прототипе.

Формула изобретения

Импульсный рефрактометр, содержащий коллиматор, призматическую кювету, устройство для углового колебания светового пучка в плоскости главного сечения кюветы, оптическую приемную систему с анализатором поля зрения и фотоэлектрическое регистрирующее устройство, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и помехозащищенности, анализатор поля зрения выполнен в виде растра, составленного из двух идентичных частей, симметрично смещенных в разные стороны относительно оптической оси приемной системы, между ними установлен непрозрачный экран с щелью в центре, а фотоэлектрическое регистрирующее устройство включает в себя два фотоприемника, первый иэ которых воспринимает световой поток от обеих частей растра и соединен с счетчиком импульсов,а второй световой поток от щели в экране, и блок коммутации, включенный между первым приемником и счетчиком импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9166519, кл. G 01 N 1964 °

2. Авторское свидетельство СССР

30 9271833, кл, G 01 N 21/46, 1970.

3. Патент Японии М 50-17147, кл. 111 F 4, опублик. 1975 (прототип).

699403

Фиг. 3

Составитель Н.Гусева

Техред С,Мигай Корректор Т.Скворцова

Редактор Г.Гончар

Заказ 7214/47

Тираж 1073 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий

11303S, Москва, Ж-35, Раушская наб;, д.4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4