Дифференциальный рефрактометр

 

Союз Советских

Социалистии вских

Республик

О П И С А Н И Е pi>488 38

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Я) Дополнительно к авт. свид-ву (22} Заявлено 24.05.73 (21) 1919806/26-25 (51) М. Кл. G 01тт 21у46 с присоединением заявки%в

Государстввнный квинтет

Соаота Мнннстров СССР аа делаи нэавретеннй

II OTKPlNHM

23i Приоритет—

Опубликовано25.04.75. Бюллетень № 15 (53) УДК 535.241.6 (088.8) Дата опубликования описания 21 О4.75 (72) Aвторы изобретения

П. И. Госьков и Ю, К. Шелковников (71) Заявитель

Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (54) ДИФФЕРЕНБИАЛЬНЫЙ РЕФРАКТОМЕТР

Изобретение относится к областям науки и техники, в которых необходимо измерять, коэффициент преломления веществ.

И звестны дифференциальные рефрактомет;ры на основе полупроводниковых сканисто ров, в которых о местоположении контро1 лируемого светового потока судят цо временному положению видеосигнала со сканистора, т. е. координата атого потока определяется интервалом времени от начала on- 10 роса до момента соответствующего максимума видеосигнала. Поэтому задача измерения координаты в известных устройствах сводится к формированию достаточно мощного импульса, длительность которого про - 15 порциональна координате, и последующему измерению длительности этого импульса.

Такой подход приводит к необходимости иметь сложную электронную схему выделения и обработки видеосигнала со сканисто- 20 ра, а ато снижает ее надежность и акономичность и накладывает предел íà раэрецение по координате (порядка 10 мкм), Цель изобретения — существенное упро.щение электронной схемы, повышение ее 2о надежности и экономичности, а также повышение разрешающей способности по координате, и, соответственно, по коаффнциенту преломления.

Это достигается использованием дифференциального сканистора, что позволяет вести измерения tl,ò. е. координаты контролируемого светового потока не времяимпульсным, а амплитудным способом.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 осциллограммы выходного разностного сигнала.

Световые потоки, прошедшие рефрактометрические кюветы 1 (см. фиг. 1), проектируют соответственно на идентичные сканисторы 2, к которым подают параллельно одно и то же напряжение смещения

Ео от источника 3 и одно и то же пилообразное напряжение опроса Е», от нсточника 4 через противофаэновключенные первичные обмотки дифференцируюшего трансформатора 5, На его вторичной суммирующей обмотке выделяется разностный сиг- 3 нал (Q )), т. е, сигнал, равный разоазн. ности видеосигналов от обоих световых по-1 ! 1 токов, который регистрируетси с помошью измерители 6 разностного сигнапа. Кроме, ! .того, на фиг. 1 показан источник 7 свето-" 5 алых потоков, Сначала в обе идентичные кюветы 1 заливают эталонный раствор и устанавливают .такое положение световых потоков на ска нисторах, что оба видеосигнала полностью 10 компенсируют друг друга (фиг. 2,а ), и по этому разностный .сигнал отсутствует (Ц = О). После этого вместо эталон-, разн., ного раствора в обе кюветы заливают ис следуемый раствор. Если его коэффициент преломления fL> отличается от коэффициента преломлении эталонного раствора 1у1, то эт» оба потока после кювет сместятся вдоль сканисторовиз положении равновесия на ве-l личину ЬХ= КХ Ьfl,, где КX — константа, определиемая параметрами кювет 1 н ресстонннем от кювет ло скеннсторов, Поскольку кюветы нвпревлены встречно, то световые потоки на сканисторах сместят- 5 ся в разные стороны, но каждый сместится на йХ . В итоге общее смещение потоков относительно друг друга составит.

2 ="х 2

Таким обгде Ч - длительность полуширины вимакс деосигналов, К вЂ” коэффициент, определяемый параметрами сканисторов и связываю-! ший временное местоположение видеосигнала с его координатой на сканисторе, Амплитуда .) возрастает при смеразн., шениях от положения равновесия, не превы шающих )+ д )(), При QX>f+ макс, +ЙМ (амплитуда U не возраста,макс рази, ет, а лишь увеличиваетси расстояние между видеосигналами.

В качестве измерителя 6 разностного сигнала можно использовать обычные или фазочувствительные вольтметры переменного тока или электронный осциллограф. Амплитуда разностного сигнала на выходе вторичной обмотки трансформатора 5 при неизменной освешенности зависит от координаты ф и может составлять от долей мв (при средних освещенностях) до единиц мв (при более сильных освешенностих поридка

1000 и более люкс). Дли повышения чувствительности и разрешающей способности следует усиливать Ц (от 102 ло

4 рази.

10 и более раз) и только после этого его измерять. Тогда можно измерить смешения в единицы микрон, разом, разностный сигнал появляется только прие смешении одного светового потока

П е относительно другого, причем величина и фаза Q определиется величиной и зна- Зй . Й фф ренциальный РефРактометР, сойеРразн. жаший оптическую часть, два рефрактометком этого смещения Ь Х,т. е, величиной и рические кюветы, фотоприемник на основе знаком Д, И- — И х эт сканисторов и электронную схему, о т л ис я тем, что, с ц лью повычающий

- аммы ц а именно. а — смешение 4р разн. шающей способности устройства кюветы д сутствует (ÜÕ 0); 5 н 6 — случай, 1, расположены встречно друг другу, а фотосмешения нижнего видеосигнала вправо при,, приемник выполнен в ид

1 н в виде двух противофазсмещениях, не превышаюших + ДХ=К но включенных сканисто о . макс. ст оров.

Состааител Я,l дадырь

Редактор дд ат д.ин Техред Л.Казачкова КоРРектор ЛЛенисова

Заказ Q Г Иад. М 65.9 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская иаб., 24