Автоматический поляриметр
Союз Советсини
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 08.08.80 (21) 2976473/18-25 с присоединением заявки М G 01 N 21/21 Гоюудюрютееиый кюиитет СССР ио делен изебретеиий и открытий (23) ПриоритетОпублнковано 07.04. 82. Бюллетень ph 13 (53) УД 535.511 (088;8) Дата опубликования описания 07.04.82 2 " "--. М.И.Алейников, И.В.Большаков, В.А.Кольцов, S.Ï.Êàëèéîâ -., B.И.Лупарев, А.А.Опришко, В.А.Черников,,и. В.Т.Жйлеев (72) Авторы изобретения Грозненское научно-производственное объедййе и у.,нПромавтоматика". --- (7l) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПОЛЯРИМЕТР Изобретение .относится к устройствам для физико-химического анализа жидкостей, в частности для определения концентрации прозрачных растворов органических веществ путем измерения угла вращения плоскости поляризации света оптически активными веществами, и может быть использовано в медицинской, микробиологической, сахарной и химической промышленности.. Известен,фотоэлектрический поляриметр с применением неподвижного и вращающегося поляризаторов для модуляции светового потока, где с целью, автоматического получения показаний концентрации вещества в измеряемом растворе, он выполнен двухканальным, с кюветой для. раствора в одном канале и фотоэлектрической системой с двумя отдельными для каждого из ка" налов фотоприемниками, измеряющей угол сдвига фаэ между двумя модули« рованными световыми потоками, один из 2 которых прошел через измеряемый раствор t1 l. Недостатком известного поляриметра является большая погрешность измерений. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автоматический поляриметр, содержащий установленные последовательно по ходу, луча источник монохроматического из1О лучения, поляризатор-модулятор, блок установки объекта измерения, анализатор, фотоэлектронное. устройство, а также преобразователь и регистрирующий прибор (2). Недостатком этого устройства является низкая точность измерений, что связано с отсутствием компенсационной автоматики в измерительном тракте прибора. Цель изобретения - повышение точности измерений. Эта цель достигается тем, что автоматический поляриметр, содержащий 3 91882 установленные последовательно по ходу луча источник монохроматического излучения, поляризатор-модулятор, блок установки объекта измерения, анализатор, фотоэлектронное устройство, а также преобразователь и регистрирующий прибор, снабжен механизмом угла вращения, электропневмопреобразователем, элементом памяти, элементом ИЛИ, RC-цепочкой, пневмо- 1о переключателем, генератором импульсов, звеном линейнонарастающего сигнала, двумя переключающими пневмореле, пневмопреобразователем угла вращения, сумматором, при этом механизм угла вращения и пневмопреобразователь механически связаны с анализатором, электропневмопреобразователь соединен входом с выходом. преобразователя, а выходом — с управляющими камерами элемента памяти, элемента ИЛИ, и через RC-цепочку — с управляющей камерой пневмопереключателя, выход которого соединен с входом генератора импульсов и звена линейнонарастающего сигнала, управляющие камеры переключающих пневмореле соединены с выходом генератора импульсов, входы - с выходом звена линейнонарастающего сигнала, выход первого переключающего пневмореле соединен с плюсовой камерой, а выход второго переключающего пневмореле — с минусовой камерой сумматора, вторая плюсовая камера которого соединена с as регистрирующим прибором и через weмент памяти — с выходом пневмопреобразователя угла вращения, выход сумматора соединен с входом элемента ИЛИ выход которого соединен с вхоФ 4О дом механизма угла вращения, а второй вход — с выходом пневмопреобразователя угла вращения. На чертеже представлена принципиальная схема устройства для измере45 ния угла вращения. Устройство содержит последовательно расположенные источник 1 излучения, конденсатор 2, интерференционный светофильтр 3, поляризатор-модулятор 4 света, блок 5 установки 59 объекта измерения, анализатор 6, фотоэлектронное устройство 7, усилитель 8, пневмопреобразоеатель 9 угла вращения, соединенный выходом с входом элемента 10 памяти и элемента ИЛИ 11, механизм 12 угла вращения, связанный с выходом элемента ИЛИ 11, электропневмопреобразо3 4 ватель 13, подключенный входом к вы. ходу усилителя 8, а выходом связан с управляющими камерами элемента 1 0 памяти, элемента ИЛИ 11 и через RCцепочки 14 с управляющей камерой пневмопереключателя 15, генератором l6 импульсов, подключенного входом к выходу пневмопереключателя 15, выход генератора 16 импульсов поступает в управляющие камеры первого переключающего пневмореле .17 и второго переключающего пневмореле 18, звено 19 линейнонарастающего сигнала, связанное входом с пневмопереключателем 15, а выходом - с вхо- дами переключающих пневмореле 17 и 18, причем выход первого переключающего пневмореле 17 соединен с плюсовой камерой, а выход второго переключающего пневмореле 18 -с минусовой камерой сумматора 20, подключенный выходом к входу элемента ИЛИ 11, вторая плюсовая камера сумматора соединена с выходом элемента 10 памяти и входом регистрирующего прибора 2 1. Выход элемента 10 памяти является выхоцным сигналом предлагаемого устройства. Устройство работает следующим образом. Световой поток от источника 1 излучения конденсором 2 направляется параллельным пучком через интерференционный светофильтр 3 на поляри" затор-модулятор 4 света. Модулированный по плоскости поляризации свето" вой поток проходит далее через оптически активньй объект 5, который поворачивает плоскость поляризации каждой из присутствующих в световом потоке монохроматических составляющих на угол, пропорциональный удельному вращениюисследуемого вещества для данной длины волны и послупают на анализатор 6. После анализатора 6 световой поток выходит промодулированным по интенсивности и преобразуется фотоэлектронным устройством 7 в электрический сигнал, который поступает на вход усилителя B. При изменении угла вращения исследуемого вещества с усилителя 8 поступает электрический сигнал на электропневмопреобразователь 13. Дискретный пневматический сигнал с выхода электропневмопреобразователя 13 поступает в управляющие камеры элемента ИЛИ 11 и элемента 10 памяти. Переключившись, элемент ИЛИ 11 соединяет выход сумматора 20 с 3 б вращения во второй плюсовой камере сумма тора; Р - текущее значение линейнонаf растающего сигнала. Вследствие этого анализатор 6 повора чи вает ся в сторону положител ьного угла вращения. Если исследуемое вещество имеет отрицательный угол вращения, то в период единичного значения импульса сумматор 20 выдает на механизм 12 угла вращения сигнал Р =Р, -Р„. и анализатор 6 поворачивается в сто. рону отрицательного угла вращения. В процессе поиска. значения угла вращения сумматор 20 выдает периодически сигнал больше или меньше предыдущего запомненного значения на величину, формируемую звеном 19 линейнонарастающего сигнала, возрастающую с каждым последующим тактом генератора 16 импульсов. При определении нового значения угла вращения исследуемого вещества фотоэлектронное устройство 7 через усилитель 8 отключает электропневмопреобразователь 13. Элемент ИЛИ ll приводится в исходное состояние и соединяет вход механизма 12 угла вращения с выходом пневмопреобраэователя 9 угла вращения, который фиксирует механизм 12 угла вращения и анализатор, в новом найденном положении. Одновременно отключается ячейка 10 памяти и прибор 21 регистрирует новое значение угла вращения. Далее отключаются генератором 16 импульсов: и звено 19 линейнонарастающего сигнала. В случае изменения угла вращения исследуемого вещества предлагаемое устройство повторяет цикл работы. Экономический эффект в первую очередь может быть получен от промышленного применения предлагаемого устройства непосредственно на по.токе анализируемого вещества, что позволит вести процессы на оптимальных режимах и сократить потери производства за счет сокращения брака.. Формула изобретения С 91882 входом механизма 12 угла вращения, а элеме нт 10 па мя ти обе спе чи вает запоминание выходного сигнала 0Т пневмопреобразователя 9 угла вращения во второй плюсовой камере сумматора 20 и на регистрирующем приборе 21. Пневмопреобразователь 9 угла вра,щения при любом значении угла враще ния выдает на выходе аналоговый сиг- >о нал, по абсолютной величине равный сигналу, поступающему на вход механизма 12 угла вращения для поворота анализатора 6 на необходимый угол. Далее сигнал от электропневмопре" ts образователя 13 через RC-цепочку 14 поступает в управляющую камеру пневмопереключателя 15, который выходным сигналом включает генератор 16 П-образных импульсов и звено 19 ли- zp нейнонарастающего сигнала. В связи с тем, что исследуемое вещество может иметь как положительный, так и отрицательный угол вращения, то предложенное устройство . 2s начинает работать в режиме поиска направления угла вращения, который осуществляется следующим образом. Звено 19 линейнонарастающего сигнала выдает аналоговый нарастающий зо во времени сигнал на входы первого, переключающего пневмореле 17 и второго переключающего пневмореле 18. Входы пневмореле 17 и 18 инвертированы по отношению друг к другу, Генератор 16 импульсов подает единичные П-образные сигналы в управляющие камеры переключающих пневмореле 17 и 18 с заданной частотой. Так что при нулевом значении импуль- 4> са от генератора 16 импульсов первое переключающее пневмореле 17 пропускает выход от звена 19 линейнонарастающего сигнала в плюсовую камеру сумматора 20, минусовая >ке через пневмореле 18 связана с атмосферой, а при единичном значении импульса переключающее пневмореле 18 соединяет минусовую камеру с линейнонарастающим сигналом а пневмореле 17 — плюсовую 50 с атмосферой. Итак, -при нулевом значении. импульса на механизм 12 угла вращения через элемент ИЛИ 11 от сумматора 20 проходит сигнал Р„=Р„+Р,, где Р— запомненный предыдущий сигнал от пневмопреобразователя угла Автоматический поляриметр, содержа. щий установленные последовательно по ходу луча источник монохроматического излучения, поляризатор-модулятор, блок установки объекта измерения, анализатор, фотоэлектронное устройство, а также преобразователь и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю " шийся тем, что,с целью повышения точности измерений, он снабжен механизмом угла вращения, электропневмопреобразователем, элементом памяти, элементом ИЛИ, RC-цепочкой, пневмопереключателем, генератором импульсов, звеном линейнонарастающего сигнала, двумя переключающими пневмореле, пневмопреобразователем угла вращения, сумматором, при этом механизм угла вращения и пневмопреобразователь механически связаны с анализатором, электропневмопреобразователь соединен входом с выходом преобразователя, а выходом - с управляющими камерами элемента памяти, элемента ИЛИ и через RC-цепочку - с управляющей камерой пневмопереключателя, выход которого соединен с входом генератора импульсов 4 звена линейнонарастающего сигнала, управляю18823 8 щие камеры переключающих пневмореле соединены с выходом генератора им пульсов, входы - с выходом звена Линейнонарастаащего сигнала, выход первого переключающего пневмореле соединен, с плюсовой камерой, а выход второго переключающего пневморелес минусовой камерой сумматора, вторая плюсовая камера которого соеди а нена с регистрирующим прибором и че.рез элемент памяти - с выходом пневмопреобразователя угла вращения, выход сумматора соединен с входом элемента ИЛИ, выход которого соедиts нен с входом механизма угла вращения, а второй вход - с выходом пневмопреобразователя угла вращения. Источники информации, гв принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР tP 112211226666, кл. G 01 J 4/04, 1950. 2. Авторское свидетельство СССР М 374972, кл. G 01 N 21/40, 1973 25 (IlPOTOTHll ) в 918823 Составитель B.Котенев Редактор Т.Кугрышева Техред Е. Харитончик Корректор Г.Огар . 1 Заказ 2127/25 Тираж 883 Подписное ВНИИПИ ГосударственнОго комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, N-3 ., Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4
