Автоматический рефрактометр

Автоматический рефрактометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЙ ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ает. свнд-ву— (22) 3амвлено 120977 (21) 2524422/18-25 с присоединением замаки Hо (23) Приоритет

Опубликовано 25.1 279. Бюллетень И©47

Дата олубликованим описаним 251279

Союз Советских

Социалистических

Реслублии (51) М. K .

G 01 N 21/46

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК535 ° 322.

° 4{088 ° 8) В.К. Радин, Э.И. Красовский, Б.В. Наумов, А.,Ц. Федоровский, М.Н. Хомчук и,Л.И. Чуйко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

{ 54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕФРАКТОМЕТР

Изобретение относится к области рефрактометрии и может быть использовано в приборах для измерения показателя преломления жидкостей.

Известны автоматические рефрактометры, содержащие последовательно расположенные источник света, оптическую систему, формирующую два световых пучка рефрактометрическую кюветуг многощелевой обтюратор, фотоприемники и фазоизмерительное устройство, в которых производится фазовая регистрация угловых отклонений светового пучка, прошедшего кю" вету с жидкостью (1) ° 15

Наиболее близким техническим реше" нием к данному изобретению является автоматический рефрактометр, содержащий источник света, рефрактометрическую кювету, оптическую систему, 20 многощелевой обтюратор, фотоприемники и фазоизмерительное устройство (2) °

В этом рефрактометре часть светового пучка после прохождения кюветы фокусируется автоколлимационным объективом непосредственно на щели обтюратора и используется для иЗмерения болг ших углових отклонений, но .с малой чувствительностью ° На 30пути второй части пучка между автоколлимационным объективом и обтюратором установлена отрицательная линза и призма, раэдваивающая в одной плоскости вторую часть пучка на две части ° Раэделительиая призма выполнена так, что расстояние между раздвоенными пучками, а следовательно. и разность фаз сигналов фотоприемников, регистрирующих световые потоки этих пучков, зависит от угла входа в призму раздваиваемого светового пучка Благодаря введению отрицательной линзы и разделению г1учка на две части достигнуто повышение чувствительности прибора, но при этом во столько же раз уменьшился диапазон измерения.

Недостатком известного устройства является узкий диапазон изме-. рения.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения при одновременном обеспечении высокой чувствительности во всем диапазоне. Это достигается тем, что в многощелевом обтюраторе одна или несколько щелей или проме" жутков между щелями выполнены шире на целое число шагов распределения элементов обтюратора и B рефрак

705313 тометр дополнительно нцедены устройство счета целого числа фазовых

4 сдвигов, равных пределу измерения фазоизмерительного устройства, и устройство согласования результа" та счета фазовых сдвигов с показанием фазоиэмерительного устройства, причем входы устройства счета фазовых сдвигов соединены с выходами фотоприемников, а его выходы соединены,со входами устройства cor10 ласования, другие входы которого соединены с выходами фазоизмерительного устройства.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 и фиг. 2

1 изображена функциональная схема автоматического рефрактометра; на фиг. 3 показана часть многоцелевого обтюратора, а на фиг ° 4 изображены осциллограммы выходных сигналов фотоприемников. 20

Устройство содержит последовательно расположенные источник 1 света, коллимирующий объектин 2, кювету 3 с исследуемой жидкостью, кювету 4 с эталонной жидкостью, диаФрагму 5 с двумя отверстиями, стеклянные клинья б, 7, фокусируюций объектив 8, цилиндрический многощелевой обтюратор

9, фотоприемники 10, 11, Фазоизмерительное устройство 12, устройство 13 счета фазовых сдвигов и устройство 14 согласования результата счета фазовых сдвигов с показанием Фазоизме рительного устройства ° Обтюратор 9 имеет цилиндрическую поверхность 15.

Кювета 3 с исследуемой жидкостью содержит две стеклянные пластины, установленные параллельно друг другу, а кювета 4 с эталонной жидкостью выполнена в виде ромбовидной призмы со стеклянными стенками и расположена 40 внутри кюветы 3. Стеклянные клинья 6, 7 преднаэначены для разведения световых пучков, прошедших отверстия диафрагмы 5, на фотоприемники 10, 11.

Щели обтюратора 9 .расположены в Фо- 45 кальной плоскости объектива 8 ° .

Устройство работает следующим образом..Свет от источника 1 формируется объективом 2 в параллель-. ный пучек, который проходит кюветы

3, 4 и диафрагму 5. После диафрагмы 5 образуется дна одинаковых световых, пучка 16 и 17, которые через клинья б, 7 попадают на объектив 8.

Объектив 8 формирует в плоскости щелей обтюратора 9 два одинаковых изображения 16 и 17 (фиг. 3) источника 1, .сдвинутые клинвями 6 и 7 вдоль щелей обтюратора так, чтобы световые пото" ки пучкон 16 и 17 попадали на отдель- 60 ные ФОтоприемники 10 и 11. При этбм иэображения 16 и 17 находятся на одной образующей 20 цилиндрической поверх ности обтюратора (фиг. 3) и разность фаэ между сигналами фотоприемников 65

;равна нулю. Если показатель преломле ния исследуемой жидкости меняется то

I между пучками 16 и 17 появится угловое смещение, которое приводит к смещению изображений 16 и 17 в направлении, перпендикулярном щелям обтюратора, в противоположные стороны на величину, пропорциональную величине измерения, показателя преломления.

С помощью обтюратора расстояние Ь х между смещенными иэображениями 18 и

19 преобразуется в фазовый сдвиг между сигналами 0 и 0 фотоприем2 ников 10, 11 (Фиг. 4) . В предлагаемом рефрактометре разность фаз между сигналами фотоприемников определяется по моментам 6<,, последовательного пересечения изображений 18 и 19 расширенным элементом 15 обтюратора

9 (фиг. 3) ° Введение н обтюратор одного или нескольких расширенных на шаг и разнесенных между собой эле-. ментов практически не влияет на показание фаэоизмерительного устройства, так как при этом не изменяется фаза синусоидальных участков сигнала« Фазовый сдвиг Ч между сигналами 0 и () определяется из соотношения

9=NRпр где М - целое число Фаэоных сдвигов, равных fIIp aa время (Ь,- 4-) яр - предел измерения фаэоиэмерительногб устройства;

Ь вЂ” разность Фаз между синусоидальными участками сиг- налов(1< Ll ; .соответствует оказанию фаэоиэмерительного устройства 12 °

Число М определяется с помощью устройства 13 счета фазовых сдвигов. Суммирование показаний фаэоизмерительного устройства 12 и устройства 13 счета числа N производится устройством 14 согласоваНия. При этом учитывается знак при аЧ и знак изменения показателя преломления, который определяется в устройстве 13 по взаимному временному положению моментов времени Сс и t А-.

Устройство счета числа N построено по следующему принципу. Известными методами иэ сигналов U U произЬ водится временная селекция и формирование импульсов в моменты времени t, 1д- пересечения расширенными элементами обтюратора снетоных пучков

16 и 17 ° Формируется, временное окно в течение которого на вход счетчика ийпульсон подаются импульсы, период следования которых равен периоду модуляции светового потока пучков 16 и 17 не расширенными элементами обтюратора, умноженному на OTHoøåíèå fIIp/

/360 . Например, если fп = + 180, то о период следования счетных импульсов . равен половине периода, модуляции

705313 светового потока, при этом счетныеимпульсы формируются по моментам пересечения сигналами Ц„н0 нулевого (среднего) уровня. Для обеспечения согласования показаний Фазоиэмерительного устройства 12 с результатом счета числа И счетные импульсы надо формировать из сигнала того пучка, который пересекается обтюратором первым по ходу вращения °

Данное изобретение позволяет обеспечить однозначное измерение фазовых "сдвигов, превышающих 360, что " дает возможность расширить .предел измерения показателя преломления. Это дает также возможность уменьшать, ыаг распределения элементов обтюратора(5 и тем самым обеспечить высокую чув" ствительность рефрактометра.

Формула изобретения

Автоматический рефрактометр, содержащий источник света, рефрактометрическую кювету, оптическую систему, многоцелевой обтюратор, Фотоприемники и фазоизмерительное устрой" ство, отличающийся тем„ что, с целью расширения диапазона измерения при одновременном обеспечении высокой чувствительности во всем циапазоне, в его многощелевом обтюРаторе одна или несколько шелей или промежутков между щелями выполнены шире на целое число шагов распределения эдементов обтюратора, и в рефрактометр дополнительно введены устройство счета целого числа фазовых сдвигов, равных пределу измерения Фазоиэмери-. тельного устройства, и устройство согласования результатов счета фазовых сдвигов с показанием фазоиэмерительногб устройства, причем входы устройства счета фазовых сдвигов соединены с выходами фотоприемников, а его выходы соеди" нены со входами устройства согласования, другие входы которого соединены с выходами Фазоизмерительного устройства. !

Источники инйормации. принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 163390, кл. G 01 N 21/46; 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

9 401912, кл. G 01 N 21/64, 1973 (прототип).

705313, Фигз

Puz.4

Составитель A. Чурбаков

pедрктдц М. Минаев Тех е .3; Ф» % Ко екто М. Вигила, Заказ 8018/45 Тираж 1073 Полписное .ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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