Рефрактометр-колориметр

 

РЕФРАКТОМЕТР-КОЛОРИМЕТР, содержащий Последовательно установленные источник излучения, оптическую систему, дифференциальную кювету с полупрозрачной зеркальной перегородкой , делящей кювету на измерительную и сравнительную полости, фотдприемник , расположенный перпендикулярно оптической оси рефрактометра-колориметра , и измерительное устройство, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности измерений оптических характеристик, выходная грань сравнительной плоскости дифференциальной кюветы выполнена зеркальной и параллельной полупрозрач ной перегородке, а фотоприемник . в виде фотоприемниКа развертывающего типа. ю сд СП

СОЮЗ 008ЕТСНМХ

ШИ ЛМ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1125514

Зсв С,,01 N 21/41

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3526518/18-25 (22) 24. 12. 82 (46) 23. 11. 84. Бюл. У 43 (72) Н.В. Замятин и А.С.Лештаев (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 535.24(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

У 427273, кл. G 01 N 21/41, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

У 673898, кл. Q 01 N 21/41, 1977 (прототип). (54) (57) РЕФРАКТОМЕТР-КОЛОРИМЕТР, содержащий последовательно установленные источник излучения, оптическую систему, дифференциальную кювету с полупрозрачной зеркальной перегородкой, делящей кювету на измерительную и сравнительную полости, фотоприемник, расположенный перпендикулярно оптической оси рефрактометра-колориметра, и измерительное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений оптических характеристик, выходная грань сравнительной плоскости дифференциальной кюветы выполнена зеркальной и параллельной полупрозрачной перегородке, а фотоприемник— . в виде фотоприемника развертывающего типа.

К):

CR п

1125514

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению свойств веществ, и предназначено для контроля свойств жидкостей с использованием оптических характе5 ристик.

Известно устройство для измерения оптических свойств веществ, содержащее источник двух световых потоков, две кюветы, фотоприемник и электронную часть f1 3.

Недостатки данного устройства— необходимость применения двух световых потоков, что снижает точность измерений, так как невозможно получить два идентичных потока, а также необходимость применения двух кювет, что также снижает точность измерений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является рефрактометр-колориметр, содержащий последовательно установленные источник излучения, оптическую систему, дифференциальную кювету с полупроз-: рачной зеркальной перегородкой, делящей кювету на измерительную и сравнительную полости, фотоприемник, расположенный перпендикулярно оптической оси рефрактометра-колориметра, и измерительное устройство.

Устройство содержит также второй интегрально-чувствительный фотоприемник, расположенный на оптической оси, и работает так, что световой поток от источника направляется оптическим устройством на дифферен- 35 циальную кювету. На поверхности полупрозрачного зеркала поток раздваивается, отраженный световой поток проходит измерительную полость, в которой содержится исследуемая жид- ® кость, и преобразуется фотоприемником в электрический сигнал, значение которого определяет измерительное устройство. Часть потока, прошедшая полупрозрачное зеркало, проходит сравнительную полость, заполненную эталонной жидкостью, и отклоняется на величину, пропорциональную разнице показателей преломления эталонной и исследуемой жидкостей. Отклонение светового потока регистрируется позиционно-чувствительным фотоприемником и измерительным устройством (2 ).

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения Р оптических характеристик, обусловленная неидентичностью характеристик используемых фотоприемников.

Цель изобретения — повышение точности измерения показателя преломления и оптической плотности исследуемой жидкости путем изменения конструкции кюветы.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем после,цовательно установленные источник излучения, оптическую систему, дифференциальную кювету с полупрозрачной зеркальной перегородкой, делящеи кювету на измерительную и сравнительную полости, фотоприемник, расположенный перпендикулярно оптической оси рефрактометра-колориметра, и измерительное устройство, выходная грань сравнительной полости дифференциальной кюветы выполнена зеркальной и параллельной полупрозрачной перегородке, а фотоприемник — в виде фотоприемника развертывающего типа (сканистор, прибор с зарядовой свя"-ью. и т. п. ) .

На фиг. 1 показан рефрактометрколориметр; на фиг. 2 — эпюра видеоимпульсов, полученных на выходе разнертывающего фотоприемника.

Рефрактометр-колориметр состоит из источника 1. света, оптического устройства 2, формирующего световой пучок, дифференциальной кюветы 3, развертывающего фотоприемника 4.

Дифференциальная кювета 3 разделена пблупрозрачным зеркалом-перегородкой

5 на измерительную 6 и сравнительную

7 полости. Одна грань 8 полости 7, параллельная перегородке 5 является зеркальной. Измерительное устройство 9 регистрирует сигналы развертывающего фотопреобразователя 4.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток от источника 1 направляется оптическим устройством 2 на дифференциальную кювету 3. На поверхности полупрозрачной зеркальной перегородки 5 поток раздваивается.

Отраженный световой поток проходит измерительную полость б, в которой содержится исследуемая жидкость, изменяет свою интенсивность из-за абсорбционного поглощения в исследуемой жидкости, проецируется на развертывающийся фотоприемник 4 и преобразуется в электрический сигнал, который несет информацию об оптиче-ской плотности исследуемой жидкости.

Часть потока, прошедшая полупрозрачное зеркало, проходит сравнительную

1125514

Составитель С. Голубев

Редактор А. Мотыль Техред С,Мигунова Корректор И Зрдейи

Заказ 8531/32 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 полость 7, заполненную сравнительной жидкостью, и отклоняется на величину, пропорциональную разности показателей преломления сравнительной и исследуемой жидкостей, затем отражается от зеркальной грани 8, регистрируется и преобразуется в электри- ческий сигнал развертывающйм фотоприемником 4.

На выходе развертывающего фотопри- 1О емника 4 формируются два видеоимпульса, один из которых является опорным, его амплитуда несет информацию об оптической плотности исследуемой жидкости, а временная координата вто-1 рого импульса относительно первого несет информацию о показателе преломления исследуемой жидкости (фиг. 2).

Видеоимпульсы регистрируются измерительным устройством. 20

Использование одного развертывающего фотоприемника приводит к повышению точности измерения как оптической плотности, так и показателя пре=25 ломления. При измерении оптической плотности повышение точности достигается за счет применения разностной схемы измерения, в частности вычитания из измеренного значения оптичес- щ кой плотности значения оптической плотности для эталонного вещества, при этом сигнал снимается с одного развертывающего фотоприемника, При измерении показателя преломления координата светового потока, несущего информацию о показателе преломления, измеряется позиционно-чувствительным фотоприемником (ПЧФ). При использовании амплитудного ПЧФ точ" ность регистрации координаты низка вследствие влияния иа процесс измерения нестабильности источников питания, источника света и элементов измерительной схемы. Поэтому предложено в устройстве использовать времяимпульсный способ преобразования координаты светового потока во временной интервал с помощью развертывающего фотоприемника. В этом случае создают опорный импульс, который формируется с помощью эталонного светового потока, поскольку .эталонный световой поток проходит через ту же кювету (т.е. находится в одинаковых условиях с измеряемым) и регистрируется тем же развертывающим фотоприемником. Среднеквадратичная .погрешность измерений предложенным устройством с помощью одного развертывающего фотоприемника не превышает 1-2%.