Проточный рефрактометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических республик ф1

l г

««

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 230279 (21) 2728887/18-25

51)М Кл з

G 0l N 21/41 с присоединением заявки ¹ (Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070382, Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 070382 (33} УДК5 35. 322 .. 4 (088. 8) . и

Э.Ю. Дурович, В.И. Ереновский, Э.И. Красов: ий, Б.И. Молочников и Б.В. Наумов м

1 (72) Авторы изобретения (73) Заявитель (54) ПРОТОЧНЫЙ РЕФРАКТОМЕТР

Изобретение относится к технической физике, а именно к области исследования веществ и материалов с помощью оптических приборов, и может быть использовано для анализа жидких и.газообразных веществ путем измерения их коэффициента преломления, причем вне зависимости от величины вибраций °

Известен рефрактометр гониометрического типа, предназначенный для исследования жидкостей и содержащий источник света, щель, автоколлимационный объектив, проточную кювету плоское автоколлиМационное зеркало, систему приема и обработки сигнала с делителем.

В известном рефрактометре в качестве полезного сигнала фиксируется смещение изображения щели в плоскости делителя (1).

К недостаткам известного рефрактометра относится To ° что вибрация отдельных частей оптической схемы, например щели, автоколлимационного объектива, проточной кюветы и антоколлимационного зеркала, друг относительно друга вызывает смещение изображения диафрагмы при отсутст- вии полезного сигнала, что приводит к появлению шумового вибрационного фона, вызывающего повышение величины порога чувствительности прибора.

Принцип действия системы приема и обработки сигнала известного рефрактометра основан на компенсации отклонения светового пучка, прошедшего только через эталонную среду.

Компенсация осуществляется при помощи компенсационной пластины. Предварительно перед каждым измерением необходимо тщательно устанавливать нулевое показание прибора при помо.щи пластины для установки нуля. Это приводит к усложнЕнию процесса измерения. Кроме того, смещение нуле-. вого положения под действием вибра, ций вызывает дополнительную ошибку измерения, I

Наиболее близким к изобретению техническим решением является антоматический::проточный рефрактометр, включающий:последовательно расположенные источник света, автоколлнматор, включающий щель и оптическую систему (объектив). дифференциальнун кювету с двумя полостями для контролируемой и эталонной жидкостей, ЗО :зеркало, расщепляющую пластину, q, трой<:твг> для мультинлик;. ции угла с гран<<ми 6 и 1 . Н ф <каляной иле<-преломления и светолри Mfбъектина лом< щен Геневой

В этом приборе используется нож 8. Каждая кромка ножа размещеантоколлимационн ая при зматическ а я на между линиями 9 и 10, сопряжендифференциальная кювета, одна из ными объективом 5 н одной гранью полостей которой заполнена эталонной зеркала с краями щели 3 автоколлимажидкостью, а вторая полость является тора. Между автоколлимационным зероткрытой и через нее проходит поток калом и коллиматором 11 наход..тся исследуемой жидкости. Кроме того, объем 12, через который проходит рефрактометр содержит теневой нож поток исследуемого вещества. Иллюи систему обработки информации (2). 1О минатор защищает объектив от действия

Недостатки известного рефракто-,на него анализируемого потока. Крометра — вибрация отдельных частей ме того, рефрактометр содержит сисоптическ кой схемы относительно друг тему 13 обработки информации. друга (и в особенности автоколлима- Рефрактометр работ ет ду ае сле ющим ционного зеркала) вызывает смещение 1 браз изображения входной щели при отсут- B плоскости теневого ножа обраствии полезного сигнала, что приво- зуются два изображения щели. Одно дит к появлению шумового вибрацион- иэображение формируется гранью зерного фона, вызывающего ухудшение кала, Расположенной перпендикулярно порога чувствительности прибора, 1ак-20 оптической оси сист р системы на асстоянии же может иметь место постепенный 1, от иллюминатора. Второе изображесдниг (наклон) элементов, приводя- ние щели формируется наклонной гранью щий к систематической погрешности зеркала. измерения, переменной во времени. Расстояние E между днумя изобраКроме того, применение жидкости 2 жениями щели в плос с плоскости ножа опрев известных проточных рефрактометрах деляется по формуле приводит к появлению температурной

N — показатель преломления среды погрешности измерения в связи с тем, где Н вЂ” покаэател находящейся внутри анализичто в ряде случаев, например, при емого объема; гидрологических исследованиях, ха- 3() руемого об е рактеризуемых быстрым изменением в гранного угла; температуры, температура эталонной Š— фок сное асстояние объектижидкости не успевает уравниваться с температурой исследуемой жидкости. Расстояние 0 зави ит зависит от величины и от абсолютного

Белью изобретения является повы- двугранного угла и от а с шение точности измерения за счет

35 значения показателя рел ля п еломлен.ия уменьшения вибрационной и температур- вещества, проходящего через аналиной. погрешностей измерения. зируемый объем. В зависимости от величины 1<1 часть изображения диафПоставленная цель достигается рагмы от наклонной грани зеркала тем, что в пРоточном Рефрактометре, 40 выходит из-за ножа, при неизменном содержащем последовательно установположении изображения от нормальной ленные источник света, автоколлимаграни зеркала. Изменение светового тор< включающий щель, объектив и потока, выходящего из-за ножа, прозеркало, расположенное в исследуемой порциональное показат лю пр ом еСРед"- а также теневой нож и систе У 45 ния Ы и фиксируется системой 13 приобработки информации, зеркало выпол- ема и отработки сиги а. нено двугранным, каждая кромка ножа Величина двугранного угла выбиРазмещена межДУ линиЯми, сопРЯженны- рается из условия отсутствия полми объективом и оДной из гРаней зеР- ного внутреннего отражения на входе кала с краями щели, при этом величи- я светового пучка в воздушный промежуна двугранного Угла выбРана из Усло- ток между иллюминатором и объективия 0 с <1. с агс з1п н, где с<. — вом, т.е. из условия

1 величина двугранного угла; N — пока0(д с агс зал з атель преломлени я исследуемой среды.

На фиг. пр д

На иг. 1 представлен проточный

Данная схема (по сравнению с изрефрактометр, общи д, и ви на фиг. 2 вестной) обладает свойством повышенной виброустойчивости по отношению

Ре актометр содержит осветительк поперечным вибрациям элементов светительная схемы (продольные смещения элементов соСтоящую из источника стема вынесена с оптической оси. не существенны . и ра

) Виб ационные смещесистема вынесена с т ния любых элементов схемы приводят ллимато включает щель 3 в к одинаковому смещению обоих изобравиде полосы с краями 4, расположенн ю в фокальной плоскости объектива жений щели в олну и ту же сторону ную в окально на одинаковую - -личину. Если по при5 с апертурой D, а также зеркало, ла 6.5 чине вибрации < «ражение щели, сф.к« выполненное в виде двугранного угла

9)125) Формула изобретения,30

Фиг. 1

Составитель Н. Гусева

Редактор A Шандор Техред М. Надь Корректор Г. Огар

Заказ 1106/27 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент ™, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 мированное нормальной гранью зеркала, выйдет из-за ножа (эайдет эа нож), поток, проходящий на систему приема и отработки сигнала с этой стороны ножа, увеличивается (уменьшается) .

При этом, на такую же величину изображение от наклонной грани зеркала зайдет за нож (выйдет из-за ножа) и световой поток в этой части кромки ножа уменьшается (увеличивается) таким образом, что полностью компен- 10 сирует изменения потока на другой кромке ножа. Суммарный световой поток, проходящий при этом через нож,,остается постоянным.

Ныполнение автоколлимационного зеркала в виде двугранного угла позволяет снизить требования к виброзащищенности отдельных элементов схемы, так -как их вибрации не влияют 20 на вибрационные свойства прибора.

Кроме того, Прибор может быть использован в работе при повышенных уровнях вибрации в производственных помещениях или в полевых условиях. 25

Предлагаемое устройство избавляет от необходимости изготовления систеьи призматических кювет, которые необходимо заполнять эталонной и анализируемой средами, а также перио1 дически юстировать положение системы кювет.

Проточный рефрактометр содер" жащий последовательно установленные источник света, автоколлиматор, включающий щель, объектив и зеркало, расположенное в исследуемой среде, а также теневой нож и систему обработки информации,о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения вибрационной и температурной погреши"=тей измерения, зеркало выполнено двугранным, каждая кромка ножа размещена между линиями, сопряженными объективом и каждой гранью зеркала с краями щели, при этом величина двугранного угла выбрана из условия

0 с d. с - ars sin -" где d. - величи 1 и на двугранного угла) N — показатель преломления исследуемой среды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3539263, кл. 356-130, опублик ° 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 163390, кл. G 01 N 21/46, 1963 (прототип).