Рефрактометр

 

Изобретение относится к рефрактометрическому анализу жидких сред. а именно к дифференциальным рефрактометрам , и может быть использопано в нефтеперерабатывающей, химической, пищевой, фармакологической и других Отраслях промышленности. Цель изобретения - повьшение стабильности измерений . Устройство содержит блок 1 питания, двукпозиционный ключ 2, генератор-синхронизатор 3 тактовых импульсов , два источника излучения,дифференциальную кювету, оптический нож 8, два световода 9 и 10, два фотоприемных устройства 11 и 12, два устройства 13 и 14 деления, два устройства 15 и 16 выборки и хранения и регистрирующее устройство 17. 1 ил. (t

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (5ц 4 G 01 N 21/41

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4182268/24-25 (22) 22,01.87 (46) 15,10,88, Бюл. У 38 (71) Тбилисское научно-производственное объединение "Аналитприбор" (72) К.В.Кантере, С.А.Хуршудян, Ю.И.Комраков, Г,Г,Погосов и И.С.Кузнецова (53) 535.024 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1125514, кл, G 01 И 21/41, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N - 673898, кл. G 01 N 21/41,,1979. (54) РЕФРАКТОМЕТР (57) Изобретение относится к рефрактометрическому анализу жидких сред, а именно к дифференциальным рефрактометрам, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической, пищевой, фармакологической и других отраслях промышленности. Цель изобретения — повышение стабильности измерений. Устройство содержит блок 1 питания, двухпозиционный ключ 2, генератор-синхронизатор 3 тактовых импульсов, два источника излучения,дифференциальную кювету, оптический нож

8, два световода 9 и 10, два фотоприемных устройства 11 и 12, два устройства 13 и 14 деления, два устройства 15 и 16 выборки и хранения и регистрирующее устройство 17. 1 ил.

1430838

Изобретение относится к рефрактометрическому анализу жидких сред, а именно к дифференциальным рефрактометрам, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической, пищевой, фармакологической и других отраслях промьппленности.

Целью изобретения является повышение стабильности измерений. 1О

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит блок 1 питания, двухпозиционный ключ 2, генератор-синхронизатор 3 тактовых импуль- 15 сов, два источника 4 и 5 излучения, оптическую систему. 6, дифференциальную кювету 7 с. полупрозрачной перегородкой, оптический нож 8, два световода 9 и IO, два фотоприемных устрой- 20 ства 11 и !2, два устройства !3 и 14 деления, два устройства 15 и 16 выборки и хранения, регистрирующее устройство 17, Устройство работает следующим обра-25 зом.

Генератор-синхронизатор 3 тактовых импульсов переключает с определенной частотой двухпозиционный ключ 2, который коммутирует блок 1 питания пооче- 0 редно то с одним источником 4 излуче" ния, то с другим источником 5 излучения. В первый промежуток времени при включенном источнике 4 излучения и выключенном источнике 5 излучения световой поток от источника 4 излучения оптической системой 6 направляется на дифференциальную кювету 7 с полупрозрачной перегородкой, полости которой заполнены сравнительной и измеряемой жидкостями с показателями преломления и и п соответственно, часть светового лучка проходит полупрозрачную перегородку и на выходе дифференциальной кюветы 7 отклоня- 45 ется пропорционально разности показателей преломления сравнительной и измерительной жидкостей ьп = и„ - и что приводит к смещению Aх светового пучка на первом фотоприемном устройстве II п9 (1) где K — коэффициент пропорциональности.

Перед первым фотоприемным устройством 1) стоит оптический нож 8, перекрывающий отклоняющийся световой пучок на величину ах. Поэтому электрический сигнал V „ с первого фотоприемного устройства ll от источника 4 излучения равен

Ф„К„Ьх, {2), коэффициент пропорциональности; д, — световой поток от источника 4 излучения;

К р — коэффициент преобразова1Ф ния первого фотоприемного устройства, Вторая часть светового пучка от источника 4 излучения отражается от полупрозрачной перегородки дифференциальной кюветы 7 и попадает на второе фотоприемное устройство 12.

Электрический сигнал !!, с второго фотоприемного устройства 12 от источника 4 излучения равен где!

- т — К и o !<òр (-) где К > — коэффициент преобразовайР ния второго фотоприемного устройства 12, Сигналы !!и и U,g поступают на входы первого устройства 13 деления, на выходе которого формируется сигнал U равный

К,Ф

U = К вЂ” -"-- = К --- — — ° 6>

1 К Р Р (4) (5) — К и а К,ф где К вЂ” коэффициент пропорциональ и .ности где К - коэффициент усиления пер1 вого устройства 3 деления„

Сигнал U поступает на первое устройство 15 выборки и хранения, вход которого синхронизируется генератором-синхронизатором 3 тактовых импульсов с промежутком времени включенного состояния источника 4 излучения, В следующий промежуток времени переключением положения двухпозицион" ного ключа 2 выключается источник 4 излучения и включается источник 5 излучения, Световой поток от источника

5 излучения первым световодом 9 направляется на первое фотоприемное устройство 11, а вторым световодом

10 — на второе фотоприемное устройство 12.

Электрический сигнал U на первом фотоприемном устройстве ll от источника 5 излучения равен

3, 143

<Р— световой поток от источни— ка 5 излучения.

Электрический сигнал U на вто22 ром фотоприемном устройстве 12 от источника 5 излучения равен (6) 22 2(<>2 2 Р

Сигналы U u U, поступают на

2 входы первого устройства 13 деления, на выходе которого формируется сиги л Б2, Равный

К, U

К вЂ” — — = К,. Дх9

2 11 (8) где К вЂ” коэффициент усиления вто2 рого делительного устройства 16, Учитывая (1), получим (9).

П вЂ” К К2 дп

Генератор-синхронизатор 3 такто,вых импульсов генерирует прямоугольные импульсы с частотой 150-200 Гц.

При появлении логической единицы на управляющем входе двухпозиционного ключа 2 блок 1 питания подключается к источнику 4 излучения, при этом источник 5 излучения отключен-. На первом и втором фотоприемных устройствах появляются сигналы Uö и U соответственно, делятся на первом делительном устройстве, и результат U поступает на вход первого устройства

15 выборки и хранения. На вход второго устройства 16 выборки и хранения сигнал U, не поступает, так как, вход первого устройства 15 выборки и хранения открывается логической единицей на синхронизирующем входе и закрывается логическим нулем, а вход второго устройства 16 выборки и хранения, наоборот, открывается логическим нулем и закрывается логиСигнал U поступает на второе устройство 1 6 выборки и хранения, вход которого синхронизирован генератором-синхронизатором 3 тактовых им1 пульсов с промежутком времени включенного состояния источника 5 излучения, Сигналы U< и U с выходов устройств 15 и 16 выборки и хранения поступают на входы второго устройства 14 деления, Результат этого деления U регистрируется регистрирующим устройством 17:

0838 ческой единицей, Этот сигнал запоминается первым устройством 1 5 выборки и хранения до поступления следующей логической единицы с гене5 оатора-синхронизатора 3 тактовых импульсов и поступает на вход второго устройства 14 деления.

При появлении логического -нуля на управляющем входе двухпозиционного ключа 2 он переключается, блок питания отключается ат источника 4 излучения и подключается к источнику

5 излучения. На первом и втором фотоприемных устройствах 11 и 12 появляются сигналы U u U соответственно, делятся на первом делительном устройс ве, и результат U, пос тупает на вход второго устройства 16 выборки и хранения, открытого логическим нулем. При этом вход первого устройства выборки и хранения закрыт, а на выходе его запомнился результат

U„. С .гнал П запо |инается вторым

25 устройством 16 выборки и хранения до поступления следующего логического нуля с генератора-синхронизатора 3 тактовых импульсов и поступает на вход -второго устройства 14 деления, на выходе которого формируется сигнал (8), который рсгистрируется регистрирующим устройством 17.

Устройства 15 и 16 выборки и хранения представляют собой запоминающие устройства, входы которых синхрони35 зированы с генератором-синхронизатором 3 тактовйх импульсов. Время хранения одного результата измерения составляет 5-6 мс, поэтому вопрос

40 нестабильности устройств выборки и хранения для рефрактометра несущественен.

Таким образом, результат измерения пропорционален разности показателей преломления сравнительной и измеряемой жидкостей и не зависит от параметров излучателей и фотоприемников °

В конкретном варианте реализации

5О устройства в качестве источников излучения использовали светодиоды

АЛ-107В, фотоприемники ФД-24К, ширина светового пучка составляла. 8 мм, Устройства выборки и хранения выполнены на микросхемах КР1100СК2. В качестве световодов использовали световодные жгуты диаметром 1 мм или кварцевые волокна типа КП-200,,14308

Составитель С,Голубев

Техред N.Äèäûê

Редактор И,Рыбченко

Корректор О.Кравцова

Заказ, 5336/45 Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4

Генератор импульсов выполнен по стандартной схеме и обеспечивает частоту прямоугольных импульсов 150—

- 200 Гц. Световоды 9 и 10 располагают. за пределами светового пучка, 5 идущего от источника 4 излучения, Угол наклона световода к плоскости фотоприемного устройства составляет о

45 10

Нестабильность коэффициентов усиления первого и второго делительных устройств не превышают 0,0053 в час, а фотоприемных устройств О,ОЗЖ в час Нестабильность устройства в целом зависит только от нестабильности второго делительного устройства и не превышает 0,0052 в час.

Формула изобретения р0

Рефрактометр, содержащий источник излучения с блоком питания и последовательно расположенные по ходу излучения оптическую систему, дифферен- 25 циальную кювету с полупрозрачной перегородкой, оптический нож, первое фотоприемное устройство, второе фотоприемное устройство, расположенное перпендикулярно оптической оси, дели- gp

38 6 тельное устройство, подключенное к фотоприемным устройствам, и регистрирующее устройство, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения стабильности измерений, в него дополнительно введены второй источник излучения, двухпозиционный ключ, два световода, два устройства выборки и хранения, второе устройство деления и генератор-синхронизатор тактовых импульсов, причем источники излучения подключены к выходам двухпозиционного ключа, вход которого соединен с блоком питания, устройства выборки и хранения подключены к выходу первого делительного устройства, а выходы устройств выборки и хранения соединены с соответствующик ми входами второго устройства деления, выход которого соединен с входом регистрирующего устройства,синхронизирующие входы двухпозиционного ключа, устройств- выборки и хранения соединены с выходом генератора-синхронизатора тактовых импульсов, а световоды расположены между вторым источником излучения и первым и вторым фотоприемными устройства> и соответственно.