Автоматический интерфференционный рефрактометр
АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ РЕФРАКТОМЕТР, содержа&сий последодательно расположенные лазер, телескопическую систему, включающую две линзы, между которыми установлен .интерференционный модулятор, блок кювет, включающий рабочую и три контрольные вакуумированные кюветы и ориентированный параллельно оптической оси лазера, диафрагму, собиргиощую линзу, цилиндрическую линзу и два блока фоторегистрации, а также блок измерения и блок управления модулятором , отличающийся тем, что,с целью повьваения точности определения абсолютного показателя преАомления жидкостей, в устройство введен третий блок фоторегистрации, выход которого соединен с входом блока измерения, а блок кювет помещен в вакуумированную камеру с двумя прозрачными боковыми стенками, снабжен | устройством для поворота кювет в М одной или двух плоскостях и в него дополнительно введены эталонная и С четвертая контрольная вакуумированная кюветы.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
С014ИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3(51) С 01 И 21 45
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3521589/18-25 (22) 16.12 ° 82 (46) 30.08.84. Вюл. В 32 (72) В.Н.Гришин, Ю.В.Маркович и Ю.В.Мищенко (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 535.24(088.8) (56) 1. Коломийцов Ю.В. Интерферометры. Л., "Машиностроение", 1976, с. 249.
2. Мищенко Ю.В. Анализ фазовых погрешностей преобразования в лазерном автоматическом рефрактометре.-"Измерительная техника", 1983, В 6, с. 4244 (подписано в печать 10.11.82). (54)(57) АВТОМАТИЧЕСКИИ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ РЕФРАКТОМЕТР, содержащий пос" ледовательно расположенные лазер, телескопическую систему, включающую две линзы, между которыми установлен
„„SU„1111077 А, интерференционный модулятор, блок кювет, включающий рабочую и три контрольные вакуумированные кюветы и ориентированный параллельно оптической оси лазера, диафрагму, собирающую линзу, цилиндрическую линзу и два блока фоторегистрации, а также блок измерения и блок управления модулятором, отличающийся тем, что,с целью повышения точности определения абсолютного показателя преЛомления жидкостей, .а устройство введен третий блок фоторегистрации, выход которого соецинен с входом блока измерения, а блок кювет помещен в вакуумированную камеру с двумя прозрачными боковыми стенками, снабжен
O устройством для поворота кювет в одной или двух плоскостях и в него дополнительно введены эталонная и четвертая контрольная вакуумированная кюветы.
1111077
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения абсолютного показателя преломления жидкости, и может быть использовано для определения химических и теплофизических парамет- 5 ров жидких веществ.
Известен рефрактометр для измерения. разности показателей преломления веществ, содержащий немонохроматический источник света, расширяющую систему, четыре кюветы, одна иэ кото рых содержит исследуемое вещество, а три другие - контрольное вещество, диафрагму, собирающую и цилиндрическую линзы, механический компенсатор оптической разности хода и окуляр.
Измерение производится путем визуального наблюдения величины относительно сдвига двух интерференционных картин C13.
Недостаток известного устройства ,заключается в невозможности точного определения абсолютного показателя преломления жидкости вследствие отсутствия точной информации о показателе преломления контрольной жидкости и низкой точности метода регистрации сдвига интерференционных картин.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является авто-ЗО матический интерференционный рефрактометр, содержащий последовательно расположенные лазер, телескопическую систему, включающую две линзы, между которыми установлен интерференцион- 35 ный модулятор, блок кювет, включающий рабочую и три контрольные вакуумиро- ванные кюветы и ориентированный параллельно оптической оси лазера, диаФрагму, собирающую линзу, цилинд- 40 рическую линзу и два блока фоторегистрации, а также блок измерения и блок управления модулятором С21.
Основной недостаток данного устройства состоит твкже в невозможнос- 45 ти точного определения абсолютного показателя преломления жидкостей, обусловленной отсутствием эталонных жидкостей с известными с высокой точностью показателями преломления.
Цель изобретения - повышение точ.ности измерения абсолютного показателя преломления жидкостей.
Поставленная цель достигается тем, что в автоматический интерференционный рефрактометр, содержащий последовательно расположенные лазер, телескопическую систему, включающую две линзы, между которыми установлен ннтерференционный модулятор, блок кювет, включающий рабочую и три конт-60 рольные вакуумированные кюветы и ориентированный параллельно оптической . оси лазера, диафрагму, собирающую линзу, цилиндрическую линзу и два блока фоторегиотрации, а также блок, 65 измерения и блок управления модулятором, введен третий блок фоторегистрации, выход которого соединен с входом блока измерения, а блок кювет помещен в вакуумированную кювету с двумя прозрачными боковыми стенками, снабжен устройством для поворота кювет в одной или двух плоскостях и в него дополнительно введены эталонная и четвертая контрольная вакуумированная кюветы.
На чертеже показана оптическая схема предлагаемого устройства.
Оптическая часть автоматического интерференциального рефрактометра содержит лазер 1., телескопическую систему, включающую линзы 2 и 3, диафрагму 4, блок кювет, включающий шесть кювет 5-10, собирающую линзу 11, цилиндрическую линзу 12, три блока фоторегистрации 13-15, интерференционный модулятор 16 оптической разности хода, устройство для поворота кювет 17, и вакуумированную камеру 18 с двумя прозрачными стенками. Кювета 5 содер жит исследуемое жидкое вещество, кювета 7 содержит эталонное.газообразное вещество, кюветы 6, 8, 9 и 10 вакуумируются.
Устройство работает следующим образом.
Луч лазера 1 расширяется телескопической системой линз 2 и 3 так, чтобы распределение интенсивности s пределах щелей диафрагмы 4 было возмож-; но более равномерным. При прохождении света через кюветы 5-10 (кюветы 7 и 9 на чертеже не видны ) образуются шесть когерентных лучей, которые, проходя через узкие щели диафрагмы 4, дифрагируют на них и собираются линзой 11 в ее фокальной плоскости с образованием трех интерференционных картин.
Пространственное положение полос в интерференционных картинах определяется характером отличия показателей преломления исследуемого и эталонного веществ. Изобретение каждой интерференционной картины растягивается по горизонтали цилиндрической линзой 12 и проектируется на плоскость анализа соответствующих блоков фоторегистрации 13-15. Интерференционный модулятор 16 осуществляет модуляцию оптической разности хода лучей по периодическому, например, синусоидальному закону, устройство 17 служит для поворота системы кювет в одной или двух плоскостях и может организовываться на базе обычных микрометрических устройств, обеспечивающих поступательное перемещение °
Вакуумированная камера 18 позволяет исключить влияние нестабильности показателя преломления воздуха на точность измерений.
Измерения с помощью предлагаемого устройства основаны на следующем.
1111077 д,-Е(—" - — -S Редактор М.Келемеш Тех ед Ж.Кастелевич . Корректор Е Сирохман Заказ 6302/35 Тираж 822 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Оптическая разность хода L для лучей, проходящих через кюветы в исходном состоянии, составляет n - показатель преломления вещества. После поворота кювет на угол е. оптическая разность хода ь1 для лучей равна где - угол преломления. Изменение оптической разности хода Х „ для упомянутых лучей равно М„6(6 -за< -бло -.п - 1 Аналогично для лучей, проходящих через эталонное вещество и вакуум, изменение оптической разности хода Xz равно где n — показатель преломления эталонного газообразного вещества. Иэ формул (2) и (3) можно получить выражение для определения и Ызр„- ),.(и - ) t — " х4,(Май ." " х,Е(Е-х, хт -(.-<)K Ь - . Экспериментальные исследования показывают, что существующие рефрактометры, в частности устройство-прототип, не могут обеспечить точность измерения показателя преломления 15 жидкостей лучше 10 " — 10, тогда как предлагаемое устройство позволяет проводить измерения с точностью порядка 10-6 . Применение предложенного рефрак" тометоа позволяет почти íà порядок повысить точность определения показателя преломления жидкости, что позволяет повысить качественный уровень теплофизических исследований.
