Рефрактометр полного внутреннего отражения
Союз Советскик
Социапистическик
Республик
О П И С А Н И Е < 868495
И306РЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01. 80(21) 2883784/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (Sl jNL. Кл.
G 01 М 21/43 фЪеудврстееииый комитет
СССР ев делом изобретеиий и открытий
Опубликовано 30. 09. 81 - Бюллетень № 36
Дата опубликования описания 30.09.81 (S3) УДК 535. . 322. 4 (088.8) Н.А. Аникин, П.А. Бегунов, Д.Г. Насырова, Н.А. Петрановский, Б.И. Молочников и Ю.Л. Шахмейстер (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) РЕФРАКТОМЕТР ПОЛНОГО ВНУТРЕННЕГО ОТРАЖЕНИЯ
Изобретение относится к техничес1кой физике, а именно к рефрактометрам для определения показателя преломле- . ния жидких и твердых сред в различ- ных областях науки и техники, например для контроля жидких продуктов в химической, фармацевтической и пищевой промьппленностях, для анализа состава рабочих жидкостей механических гидрокрепей в горнорудной промышленности и т.д.
Известен рефрактометр полного внутреннего отражения., предназначенный для специализированных измерений.конкретных продуктов (жиров, сахара, томатных паст и т.д.), котот5 рый (имеет узкий диапазон измерения показателя преломления (менее 0,1) и состоит из,рефрактометрического блока и неподвижной телескопической на20 блюдательной системы, включающей объектив; отсчетную шкалу и окуляр(1).
Наиболее близким к предлагаемому является рефрактометр полного внутреннего отражения (2 J, включающий рефрактометрический блок, состоящий из осветительной и измерительной призм, между которыми помещается исследуемая жидкость, объектив и отсчетную шкалу, градуированную в единицах показателя преломления и концентрации (в процентах) исследуемого продукта. Градуировка шкалы производится в зависимости от показателей преломления измерительной призмы Й и исследуемой жидкости и по формуле п=з 1п 01тМ -з1п . созо(-з1п 3 (1) где Q- преломляющий угол измерительной призмы; угол выхода света из измерительной призмы.
Недостатком известного рефрактометра является сравнительно высокая себестоимость при крупносерийном производстве.
Отдельные плавки (плиты) стекла, из которого изготавливаются измериЮ
868495 тельные блоки рефрактометра, имеют ограниченные размеры, определяемые технологией варки и отжига однородного стекла. Из одной плавки стекла возможно изготовление лишь нескольких десятков измерительных блоков.
Однако годовая программа при крупносерийном производстве составляет до десяти тысяч приборов. Поэтому для .годовой программы приходится использовать большое количество плавок (плит)стекла. Эти плавки по техно10 логическим причинам имеют не номинальный показатель преломления, а кая технология изготовления шкал рефрактометра приводит к увеличению его себестоимости
Цель изобретения — снижение себестоимости рефрактометра при крупносерийном производстве.
Указанная цель достигается тем, что в рефрактометре полного внутреннего отражения, содержащем объектив и измерительный блок с отсчетной шкалой объектив выполнен из двух компонентов с воздушным промежутком, величи—
35 на которого связана с вариациями показателя преломления измерительного блока зависимостью и сО5 (Чи Р СО6 1.)дИ дй . 40
ScH+p
2 (ииар =,и„.руииииииир)иии1ии (2) где, и
4 фокусные расстояния компонентов объектива и суммарное фокусное расстояние объектива; диапазон шкалы показателей преломления с начальной точкой и и конечной точкой и преломляющий угол и номинальное зна- 55 дп=п -n
2 .1 чение показателя преломления измерительного блока; несколько отличное от него значение
ЬЙ (вариация показателя преломления)
Для каждого конкретного значения Й плавки производится пересчет шкалы показателя преломления, изготовление новой шкалы-матрицы и копирование с
20 нее шкал приборов для стекла конкретной плавки. Такая сложная и трудоемвариации покаэателя преломления измерительного блока; угол выхода пучка света из измерительного блока для среднего значения показателя в диапазоне измерения;
d — ширина воздушного промежутка между компонентами объектива.
На чертеже представлена схема рефрактометра.
Рефрактометр содержит источник
1 света, осветительную 2 и измерительную 3 призмы рефрактометрического блока, зеркало 4, компенсатор 5 дисперсии (призма Амичи), компоненты б, 7 объектива с воздушным промежутком
8, отсчетную шкалу 9 и окуляр 10.
Рефрактометр работает следующим образом.
Свет от источника 1 направляется на рефрактометрический блок, состоящий из призм 2 и 3, далее световые пучки зеркалом 4 направляются в наблюдательную систему, состоящую из призм Амичи 5, компонентов б и 7 объектива, отсчетной шкалы 9 и окуляра 10.
Изображение границы света и тени строится в плоскости отсчетной шкалы, оцифрованной в единицах показателя преломления и в единицах концентрации исследуемой среды.
При изменении показателя преломления измерительной призмы рефрактометрического блока (изготовление призмы иэ стекла иной плавки) угол выхода для фиксированного значения показателя преломления исследуемой среды изменяется, при этом изображение границы света и тени перемещается относительно номинального отсчета по шкале.
Для восстановления номинального положения границы света и тени относительно шкалы объектив выполнен состоящим из двух компонентов с воздушным промежутком между ними. При изменении ширины воздушного промежутка изменяется фокусное расстояние объектива, Выбирая подходящее значение величины воздушного промежутка (путем установки между компонентами объектива прокладки расчетной толщины) 2 д = (ДИ1=СО М, Ф где 1(дп) - длина шкалы, д ди (д и дР м) (3) при всех изменениях дй, дЯ ди — изменение объектива для компенсации P N
Преобразуя (3), получаем
Г и Щн +
0 дЬм (4) В формуле (4) для двухкомпонентного объектива изменяют фокусное расстояние объектива Д Х таким образом, что это изменение компенсирует изменение угла выхода для критических лучей b, P изза вариаций показателя преломления измерительного блока дй.
Расчет показывает, что ширина воздушного промежутка между компонентами объектива и вариацией показателя преломления измерительного блока связаны соотношением (2)
Формула (2) выведена из условия
868495
Формула изобретения
СО ф(ЪИ 1Ъ-сОЫ) ДИ Д N
4 2
+(1И(К . + СО ЫСОЭ 3 )Ф1 Я И с(2 N - XVI+
I где 1, и — фокусные расстояния компонентов объектива и суммарное фокусное расстояние объектива; дп = n - и — диапазон шкалы
2 4 показателей преломления с начальной точкой и и конеч1 нОЙ тОчкОЙ и
Q N - преломляющий угол
1 и номинальное зна20
25 чение показателя
Рефрактометр полного внутреннего отражения, содержащий об ектив и измерительный блок с отсчетной,шкалой, отличающийся тем, что, с целью снижения себестоимости рефрактометра при крупносерийном производстве, объектив выполнен из
10 двух компонентов с воздушным промежутком, величина которого связана с вариациями показателя преломления измерительного блока зависимостью
40
45 2
b 4 С1
l и
Д(5 МИ
61И с(.
N 51И -(Ь +Соус СО5 Р
1 1 МИдСозр(Ми р-со .)
Подставляя (5) в (4), получаем выражение (2) .
Однако компенсация h.N за счет из1 менения фокуса объектива ДХ возможна только для малого; Д и, где вклад в шкалу за счет ДЙ и д практически линеен.
Из вышеизложенного следует, что отсчетная шкала остается неизменной при всех изменениях показателя преломления рефрактометрического блока.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет снизить себестоимость рефрактометра в условиях крупносерийного производства. преломления измерительного блока; дN — вариации показателя преломления измерительного блока,.
- (Ь вЂ” угол выхода пучка света из измерительного блока для среднего значения показателя преломления в диапазоне измерения;
d — ширина воздушного промежутка между компонентами объектива.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Иоффе Б.В. Рефрактометрические методы химии. Л., "Химия", 1974, с. 204-210.
2. Техническое описание рефрактометра RR-11 фирмы PZO (Польша,1978 (прОтОтип)
868495
Составитель В. Юртаев
Редактор Т. Меомелщтайн Техоел А.Ач Корректор М. Шароши
Закае 8309/58 Тираж 910 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035д Москва, Ж-35 Рауаская наб. л, 4/5
Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4
