Оптическое устройство для измерения влажности пористого вещества

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для определения наличия влаги в пористом веществе, в частности в почве. Целью изобретения является повышение точности. Принцип работы устройства основан на нарушении полного внутреннего отражения света от граней призмы 1 при наличии влаги на поглотителе 5. В отсутствии влаги через поверхность 2 наблюдения видна поверхность 3 призмы, покрытая отражателем 6, имеющим цвет, контрастный с цветом поглотителя 5. При наличии влаги на поглотителе 5 через поверхность 2 наблюдения призмы визуально фиксируется цвет поглотителя 5. Все элементы устройства расположены в корпусе, имеющем два отверстия. Одно из них является впитывающим, а другое служит для испарения влаги. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 и 21/43

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4355831/25 (86) РСТ/Р1 87/00033 от 13.03.87 (22) 27.05.88 (31) 863947 (32) 30.09.86 (33) Fl (46) 07.03.92. Бюл. М 9 (71) Мойстик Ой (Fl) (72) Эско Аласаарела (Fl) (53) 53.093,08(088.8) (56) Патент США М 3019638. кл. 73-73, 1961.

Патент США М 2943530, кл, 350-113, 1960. (54) ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ПОРИСТОГО ВЕ-.

ЩЕСТВА (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для определения наличия влаги в пористом веществе, в частности в почве. Целью изобретения является повышение точности.

Принцип работы устройства основан на нарушении полного внутреннего отражения света от граней призмы 1 при наличии влаги на поглотителе 5. В отсутствии влаги через поверхность 2 наблюдения Ридна поверх- ность 3 призмы, покрытая отражателем 6, имеющим цвет, контрастный с цветом поглотителя 5. При наличии влаги на поглотителе 5 через поверхность 2 наблюдения призмы визуально фиксируется цвет поглотителя 5, Все элементы устройства расположены в корпусе, имеющем два отверстия.

Одно из них является впитывающим, а другое служит для испарения влаги. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1718737

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для определения наличия влаги в пористом веществе, в частности в почве, Целью изобретения является повышение точности.

На фиг.1 показано устройство со стороны наблюдения, общий вид; на фиг.2 — призма, используемая в устройстве; на фиг.3— сечение А-А на фиг.1; на фиг.4- сечение Б-Б на фиг.1.

Устройство работает следующим образом.

Первая сторона призмы 1, т.е. поверхность 2 наблюдения, является полностью. видимой, вторая сторона призмы, т.е. поверхность 3, видна только при отсутствии влаги, третья сторона призмы, т.е. поверхность 4 индикации, покрыта пористым поглотителем 5, а поверхность 3 покрыта отражателем 6, т,е. скрывающей краской.

Свет, приходящий в призму через поверхность 2 наблюдения, претерпевает полное внутреннее отражение на поверхности 4, когда поглотитель 5 является сухим, так что наблюдатель может видеть через поверхность 2 наблюдения отраженное от поверхности 4 иэображение поверхности 3, указывающее на отсутствие влаги. Когда поглотитель 5 влажный, полного внутреннего отражения на поверхности 4 не происходит, поэтому через поверхность 2 наблюдения наблюдателю будет виден сам поглотитель

5. Углы призмы 1 зависят от показателя преломления вещества призмы. Для акрила, например, показатель преломления которого составляет 1,49, подходящий острый угол

6О, а остальные углы 132 и 42О,При этих значениях углов полное внутреннее отражение, происходящее на границе вещества призмы и воздуха, приводит к тому, что поверхность 3, указывающая на отсутствие влаги, может быть видна через поверхность.

2 наблюдения при любом угле наблюдения только через отражение от поверхности 4, .когда она является сухой. Предельными значениями угла наблюдения, при котором поверхность 3 является видимой через отражение от поверхности 4, являются перпендикуляр к поверхности слева и угол, отличающийся примерно на 30 от прямого, справа (фиг.2). При больших углах полное внутреннее отражение на поверхности 4 происходит и при влажной поверхности. На основе показателя йреломления углы могут быть рассчитаны для других веществ, Изменением углов призмы возможно регулировать величину приемлемого угла наблюдения.

Для удобства наблюдения в устройство может быть введена вторая призма, аналогичная первой, на соответствующих гранях которой расположены отражатель 6 и поглотитель 5 влаги. При этом вторая призма устанавливается симметрично. первой (фиг.3 и 4).

Поверхности 2 наблюдения призм не являются точно параллельными, так что при угле наблюдения 90 обе поверхности одновременно показывают отсутствие влаги, что делает индикацию более интенсивной.

В корпусе 7 устройства содержится вещество 8, которое плотно прижимает поглотитель 5 к поверхностям 4 призмы 1, Поглотитель представляет собой полоску. выполненную из пористого материала (фильтрующая бумага, изготовленная из стекловолокна). Один конец полоски выступает из впитывающего отверстия 9 корпуса

7, чтобы соприкасаться с почвой, влажность которой нужно определить. гулага испаряется в воздух на другом конце корпуса 7 через небольшое отверстие 10.

Слой 6 отражателя или скрывающей краски имеет цвет, резко отличающийся от цвета поглотителя 5, Участку 11 корпуса 7 придана заостренная форма для того, чтобы он врезался в почву и эффективно прижимал землю к впитывающей части.

На участке впитывающего отверстия (фиг.4) выступы призмы 1 прижимают поглотитель 5 к веществу 8 корпуса 7, Таким образом поглотитель удерживается на месте и хорошо соприкасается с землей.

Возможно выполнение устройства, в котором поглотителем служит то вещество, влажность которого измеряется.

Формула изобретения

1. Оптическое устройство для измерения влажности пористого вещества, содержащее корпус и размещенные в нем оптическую призму полного внутреннего отражения, одна из граней которой является поверхностью наблюдения и расположена в смотровом окне корпуса, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены поглотитель, имеющий два участка и выполненный в виде ленты, и отражатель, выполненный иэ материала, контрастного по цвету с материалом поглотителя, а корпус снабжен двумя отверстиями, расположенными на противоположных его концах, причем первое отверстие выполнено в месте расположения первого участка поглотителя, второй участок поглотителя и отражатель расположены в контакте с второй и третьей гранями призмы, соответственно вторая грань призмы является отражающей.

1718737

2. Устройство no n.1, о т.л и ч а ю: ще. ес я. тем, что в него дополнительно введены,. вторая йризмэ, аналогичная первой, на фоответствующих гранях которой расположены отражатель и поглотитель, при атом обе 5 призмы жестко соединены и расположвйы симметрично, а их поверхности наблюдения установлены в контакте, 6

3.Устройство поп.2,отл ича ющее- с я тем, что призмы выполнены из акрила с показателем преломления 1.49, углы между гранями призм составляют 642 и 132О. а угол между нормалями.к поверхностям наблюдения призм составляет 9 .

1718737 б-о

Nue 4

Составитель В.Варнавский

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Äåì÷èê

Редактор Л.Гратилло

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 893 Тираж, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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