Регистрирующее устройство для автоматических фотоэлектрических поляриметров

Регистрирующее устройство для автоматических фотоэлектрических поляриметров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиин

Социалистических

Ресвубттии 763747 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.05.78 (21) 2617510/18-25 (51) М. Кл.а

G 01 N 21/27//

G 0l D ?3/08 с присоединением заявки №вЂ”

Гооударотеенный комнтет

СССР (23) Приоритет—. Опубликовано 15.09.80. Бюллетень № 34 (53) УДК 535.5 (088.8) оо делам нзобретеннй н открытнй

Дата опубликования описания 25.09.80 (72) Авторы изобретения

Я. Л. Миндюк, Ю. П. Куренев, В. П. Филиппов и В. И. Ларченко

Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (71) Заявитель (54) РЕГИСТРИРУЮЩЕЕ УСТРОИСТВО

ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ПОЛЯРИМЕТРОВ

Изобретение относится к поляризационно-оптическим приборам, регистрирующим оптическую активность вещества методом компенсации, и может найти применение в оптическом, аналитическом приборостроении пищевой и химической промышленности.

Известны лимбовые кодовые датчики

t?j и (2J, установленные в поляриметрах,. посредством которых фиксируется угол ме-.. ханического поворота оптического компенсатора.

Недостатком указанных лимбовых кодовых датчиков является низкая точность отсчета, связанная с качеством изготовления лимба. Уменьшение погрешности отсчета лимбового кодового датчика ограничено диаметром лимба, количеством и качеством штрихов, наносимых на него. Увеличение количества штрихов, способствующее увелттчению точности отсчета, ведет к увеличению диаметра лимба, а следовательно, к увеличению габаритов и обшему удорожанию прибора за счет резкого возрастания стоимости Bbllloëllåíèÿ прецизионных опти-.. ческих работ, связанных с технологией изготовления высокоточных лнмбов больших диаметров.

Наиболее близким техническим решением является регистрирующее устройство для автоматических . фотоэлектрических поляриметров (3?, включающее кодовый диск, механически соединенный с оптическим компенсатором, блок обработки информации.

Целью изобретения является повышение точности отсчета.

Это достигается тем, что в предт0 лагаемом устройстве кодовый диск выполнен в виде набора световолокон, одни торцы которых улажены концентрическими рядами по цилиндрической поверхности диска, каждый ряд волокон сметцен относительно предыдущего на величит5 ну d/n, где d — диаметр волокна, и — число концентрических рядов, а вторые торцы волокон соединены с матричным фотоприемником, к которому последовательно подсоединены усилитель, анализирующее устрой20 .ство, измернтельно-преобразующий блок, к входу которого подключен генератор стабильной частоты, и блок обработки информации, при этом оптический компенсатор жестко .укреплен на кодовом диске.

763747

На фиг. 1 изображен кодовый диск; на фиг. 2 — развертка кодового диска; на. фиг. 3 — эпюры электрических сигналов на выходе анализирующего устройства, на фиг.

4 — схема автоматического поляриметра, содержащего кодовый диск.

Цилиндрическая поверхность кодового диска 1 (фиг. 1 и 2) образована набором световолокон, уложенных одними торцами в п. концентрических рядов по высоте h цйлцндрической поверхнЬсти диска, при этом п= f, где d — диаметр волокна, каждый ряд имеет смещение относительно предыдущего на величину d/ë: Другие торцы волокбн подсоединены к матричному фотоприемнику 2. Световой поток, освещающий-.цилиндрическую поверхность кодового диска, формируется в прямоугольный пучок света щелевой диафрагмой 3 длиной, равной высоте h цилиндрической поверхности диска, и шириной, равной диаметру d волокна.

Автоматический поляриметр (фиг.4), в котором установлен кодовый диск 1, внешними торцами световолокон подсоединенный к. матричному фотоприемнику 2 и освещаемый прямоугольным пучком света, сформированным щелевой диафрагмой 3, содержит йсточник 4 излучения, полупрозрачное зеркало 5, поляризатор 6, модулятор ?, кювету 2$

8, анализатор 9, являющийся оптическим компенсатором и жестко укрепленный на кодовом диске, следящую систему 10, фотоприемник 11, цепь 12 обратной связи и подсоединенные к матричному фотоприемнику усилитель 13, анализирующее устройство 14, иэмерительно-преобразующий блок 15, генератор 16 стабильной частоты, блок 17 обработки информации. Кроме того, поляриметр содержит устройство формирования светового потока, направляемого на кодовый диск, состоящее иэ цилиндрической линзы

18 и зеркала 19.

Отсчет по кодовому диску в автоматичес ком поляриметре осуществляется следую. щим образом.

Излучение от источника 4, прошедшее 4В через полупрозрачное зеркало 5, поляризатор 6, модулятор 7, кювету 8 с исследуемым веществом и анализатор 9, попадает на фотоприемник 11. Посредством следящей системы 10 электрическим сигналом по цепи 12 обратной связи осуществляется поворот анализатора 9 до положения скрещивания с поляризатором.

При повороте оптического компенсатора анализатора происходит поворот жеогко с ним скрепленного кодового диска. На выхо- so де ячеек матричного фотоприемника 2, соответствующих засвечиваемым волокнам кодового диска при его повороте, появляются электрические сигналы, которые через усилитель 13 поступают на анализирующее устройство 14. В результате„анализа принятых сигналов анализирующее устройство выделяет сигналы, полученные со световолокон, полностью засвеченных по площади торца, и направляет их в измерительно-преобразующий блох 15. В анализирующем блоке исклю- чаются иэ рассмотрения сигналы, вызванные засветхой к-ой части торца волокна (фиг. 2). Так, например, в случае, показанном на фиг. 2, в анализирующее устройство будут поступать сигналы со световолокон

5, 54, 55, 104, 105, а выделен будеФ сигнал только со световолокна 5.

Таким образом, в измерительно-преобразующий блок 15 с анализирующего устройства 14 поступает последовательность импульсов, количество которых пропорционально углу поворота кодового диска. Для учета части периода T — Л1 (фнг. 3) в измерительно-преобразующий блок 15 подаются импульсы с генератора 16 стабильной частоты, заполняющие период Т между соседними импульсами со световолокон. Полученная последовательность импульсов со световолокон и число импульсов, заполнивших часть периода последовательности, поступают на блок 17 обработки информации, где поступившая информация обрабатывается по заданному алгоритму и выдается измеряемая величина, например концентрация сахара, с высокой точностью.

ГГри этом цена одного импульса m определяется выражением:

«ЯВ

ККЬ

rue d -диаметр волокна;

К -количество импульсов, заполнивших период;

В -радиус кодового диска;

h.-высота цилиндра кодового диска.

Рассмотренное регистрирующее устройство отличается высокой точностью отсчета.

При использовании кодового диска с параметрами h= 10 мм, R =50 мм, k= 10, d= 10 4» в автоматическом поляриметре, укаэанном на фиг. 4, может быть получена погрешность отсчета д = 2 10 oS, что на два порядка выше, чем в известных аналогичных поляриметрах, при этом диаметр кодового диска уменьшен примерно в 2,5 раза.

Указанное регистрирующее устройство имеет кроме того значительные резервы по точности отсчета путем изменения диаметра волокна, частоты импульсов генератора стабильной частоты, радиуса и ширины кодового диска.

Формула изобретения

Регистрирующее устройство для автоматических фотоэлектрических поляриметров, включающее кодовый диск, механически соединенный с поворотным оптическим компенсатором, блок обработки информации, отличаюи4ееся тем, что, с целью повышения точности отсчета, кодовый диск выполнен в виде набора .световолокон, одни торцы которых уложены концентрическими рядами по цилиндрической поверхности диска, каждый ряд аолокон смеиiен относительно llpf

763 дыдущего на величину d/п, где d диаметр волокна, n — число концентрических рядов, а вторые торцы волокон соединены с фотоприемником, выполненным в виде матрицы, к которому последовательно подсоединены усилитель, анализирующее устройство, измерительно-преобразующий блок, к входу которого подключен генератор стабильной частоты, и блок обработки информации, при этом оптический компенсатор жестко укреплен на кодовом диске.

747

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Гринштейн М. М., Кучикян Л. М. Фотоэлектрические концентратомеры для автоматического контроля и регулирования. M., Машиностроение, 1966, с. 159 — 162.

2. Патент США Мо 3992104, кл. 356 — ! 7 опублик. 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

Хо 608085, кл. б 01 N 21/40, 3.5.1976 (про тотип).

n=g

@иг. 2 авиа >

Составитель 3. Ляшенко

Редактор Л. Батанова Техфед К. Шуфрич Корректор В. Бутяга

Заказ 6272/37 Тирай! О!9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж вЂ . 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП еПатенгэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4