Рефрактометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<ц366760

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17. 08. 70 (21) 1468715/26-25 (51} М. К т. с присоединением заявки ¹

G 01 J 1/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.11.8?Бюллетень ¹ i41

Дата опубликования описания 29.12.82 (53} УДК 535. 322 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Б.A. Желудов, И.A. Журавлев и A.È. Орешко

Ленинградский филиал Специального конструкторского бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии (71) Заявитель,(54 ) РЕФРАКТОИЕТР

Изобретение относится к оптичес кому приборостроению и может найти применение при разработке автоматических рефрактометров, предназначенных для одновременного измерения показателя преломления и его диспер.сии.

Известные конструкции рефрактометров, предусматривающие измерение показателя преломления контролируемого вещества относительно показателя преломления измерительной стеклянной призмы методом предельного угла, имеют низкую производительность при измерении дисперсии (осуществляется последовательным измерением по-. казателя преломления на различных длинах волн).

Предложенный рефракторметр содержит обтюратор „на цили ндрической поверхности которого расположены два ряда прямоугольных отверстий, ширина которых равна промежутку между ними .

При этом количество отверстий в одном ряду, умноженное на рабочий диапазон изменения показателя преломления, равно количеству отверстий в другом ряду, умноженному на рабочий диапазон изменения дисперсии показателя преломления.

3а обтюратором установлены два плоских зеркала и полупрозрачная пластина, с помощью которых общий световой поток разделен и направлен в три оптических канала..В каждом канале установлены интерференционный светофильтр и фотоприемник. Выходы двух фотоприемников подключены к одному фаэорегистрирующему блоку, измеряющему разность фазовых сдвигов, пропорциональную непосредственно величине дисперсии, а выход третьего

15 фотоприемника вместе с выходом фотогенератора подключен к другому фазорегистрирующему блоку, измеряющему разность фазовых сдвигов, пропорциональнук величине показателя преломления анализируемой пробы.

Получение одинаковой чувствительности и точности при одновременном измерении дисперсии и показателя преломления (независимо от их диапазонов измерения) достигается соответствующей расстановкой отнрсительно друг друга дифференциальной кюветы, объективов и прорезей цилиндрического обтюратора, а так366760 же выбором определенного .соотношения их параметров. Эта взаимосвязь в конечном итоге представляет собой равенство п 2„=8(п -и ) ..Z 5 где 2„и Z2 — число прорезей соответственно одного и другого ряда цилиндрического обтюраторар 10 асс — диапазон измерения показателя преломления для красной линии спектра водорода

Ь(п -пс)- диапазон измерения средней дисперсии.

Если учесть, что частота модуляции светового луча F находится в прямой зависимости с числом прорезей — -Z

П 20

ЬО где и — число оборотов двигателя (об/ми в), то последнее выражение взаимосвязи можно записать в более удобной форме "с

d(nF- и,) тп. при лп 7 л(п -" ) и Fz,, 30

Блок схема рефрактометра приведена на чертеже.

Он р абот ает следующим о бр аз ом.

Светящийся элемент источника света 1 со сплошным спектром излучения 35 проектируется конденсором 2 на диафрагму 3, являющуюся зрачком входа кюветы. Равномерно освещенная белым светом входная рабочая диафрагма 4 (в виде узкой светящейся щели) рас- 40 положена в фокальной плоскости ахроматического объектива 5. В параллельном пучке белого света между объективами 5 и б расположена дифференциальная измерительная- кювета 7.

Объектив б проектирует диафрагму

4 в свою фокальную плоскость, совпадающую с рабочей поверхностью расположения прорезей обтюратора 8. СоОтношение параметров..объективов 5 и 6, обтюратора 8 и длины щели выбрано таким, что оба ряда равномерных прямоугольных прорезей обтюратора перекрываются по длине изображением светящейся щели. 55

Общий световой лоток разделяется обтюратором 8 на. две части, иэ кото рых одна модулируется с частотой F„, а другая с частотой Р . Часть светового потока, промодулированная с 60 частотой F зеркалами 9 и 10 .направляется в канал измерения средней дисперсии п -п, другая - в канал измерения показателя преломления i1cОбъектив 11, установленный в ка нале измерения средней дисперсии, проектирует зрачок входа кюветы (диафрагму 3 ) на светочувствительную поверхность фотоприемников 12 и 13, обеспечивая тем саьым его неподвижность на этой поверхности при значительных перемещениях изображения диафрагмы 4 в рабочей плоскости обтюратора. 3а объективом 11, под углом 45 к падающему пучку света, ус-. тановлена полупрозрачная пластина 14, разделяющая белый свет на проходящую и отраженные части. Выделение необходимого узкого рабочего интервала длин волн F и 8 с осуществляется с помощью интерференцибнных светофильтров соответственно 15 и 16.

Разность фазовых сдвигов 2 - измерительных сигналов на выходе фотоприемников 12 и 13

0 =0щ . cos (ы., -g<), 2 пропорциональная средней дисперсии измеряется фазорегистрирующим блоком 17.

Часть светового потока, промодулированная частотой Р2, зеркалом 18 направляется в канал измерения показателя преломления.

В канале измерения показателя преломления установлен объектив 19, аналогичный по параметрам и назначению объективу 11. Интерференционный светофильтр 20 выделяет рабочую длину волны Лс . фазовый сдвиг 9„ измерительного сигнала на выходе фотоприемника 21

0 = ц „сОз (ю, 4 4 }у пропорциональный величине пс, измеряется фазорегистрирующим блоком

22 относительно опорного напряжения

Ои,-U соз ыд > вырабатываемого фотогенератором.

В качестве фотогенератора использованы источник света 23 и фотоприемник 24, выставленные соответствующим образом относительно прорезей большого шага обтюратора 8.

Как видно из блок-схемы рефрактометра и описания принципа ее работы, величина показателя преломления п и непосредственное значение средней дисперсии пp-î могут непрерывно измеряться без какого-либо влияния измерения и< на измерения nc-nc

Кроме того, иэмерейие показателя преломления и< и частной дисперсии на других длинах волн производится простой заменой светофильтров 15, 16 и 20.

366760

5, Применение одной дифференциальной кюветы с призматической ячейкой для. жидкого эталона позволяет резко снизить требования к термостатироваиию исследуемой пробы. Если измерения показателя преломления для различных длин волн на всех и.мющнхся лабораторных рефрактометрах требуют точности термостатирования х +0,02 С, то в предлагаемом рефрактометре точность термостатирования при измере- 10 нии с погрешностью +1 ° 10" ед. составляет ы +1аC а при измерении непосредственно п » р- с погрешностью +2 10 ед. +10 C. I5 формула изобретения

Рефрактометр, содержащий источники и приемники света, входную щель, 6 оптическую систему, дифференциальную кювету и обтюратор, о т л и ч а ю щ и й, с я тем, что, с целью одновременного измерения показателя преломления и его дисперсии, обтюратор в нем выполнен в виде полого цилиндра с двумя рядами прямоугольных отверстий на цилиндрической поверхности, ширина которых равна промежутку между ними, причем коли-чество отверстий в одном ряду, умноженное на рабочий диапазон изменения показателя преломления, равно количеству отверстий в другом ряду, умноженному на рабочий диапазон из- . менения дисперсии показателя преломления, а эа обтюратором введены три оптических канала с двумя фаэометри- ческими устройствами на выходе.

Редактор О. Филиппова Техред Ж. Кастелевич Корректор Н. Буряк

«Ю

Эакаэ 10456/2 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенйй и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4