Рефрактометр-колориметр

/4 З 1 Я 1 ,0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Ю Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(72) Н.В. Замятин и А.С.Лештаев (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники(56) 1Авторское свидетельство СССР У 427273, кл. С 01 М 21/41, 1974,2, Авторское свидетельство СССР У 673898, кл. б 01 Н 21/41, 1977 (прототип).(54)(57) РЕФРАКТОМЕТР-КОЛОРИМЕТР, содержащий последовательно установленные источник излучения, оптическую,.80, 1125514 систему, дифференциальную кювету с полупрозрачной зеркальной перегородкой, делящей кювету на измерительную и сравнительную полости, фотоприемник, расположенный перпендикулярно оптической оси рефрактометра-колориметра, и измерительное устройство, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений оптических характеристик, выходная грань сравнительной плоскости дифференциальной кюветы выполнена зеркальной и параллельной полупрозрачной перегородке, а фотоприемник - , в виде фотоприемника развертывающего типа.1125514 1Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению свойств веществ, и предназначено для контроля свойств жидкостей с использованием оптических характе 5 ристик.Известно устройство для измерения оптических свойств веществ, содержащее источник двух световых потоков, две кюветы, фотоприемник и электронную часть 1.1 3.Недостатки данного устройства - необходимость применения двух световых потоков, что снижает точность измерений, так как невозможно получить два идентичных потока, а также необходимость применения двух кювет, что также снижает точность измерений,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являетсярефрактометр-колориметр, содержащийпоследовательно установленные источник излучения, оптическую систему,дифференциальную кювету с полупроз-:рачной зеркальной перегородкой,делящей кювету на измерительную исравнительную полости, фотоприемник,расположенный перпендикулярно оптической оси рефрактометра-колориметра, и измерительное устройство.Устройство содержит также второйинтегрально-чувствительный фотоприемник, расположенный на оптическойоси, и работает так, что световойпоток от источника направляетсяоптическим устройством на дифференциальную кювету, На поверхности полупрозрачного зеркала поток раздваивается, отраженный световой потокпроходит измерительную полость, вкоторой содержится исследуемая жид-кость, и преобразуется фотоприемником в электрический сигнал, значениекоторого определяет измерительноеустройство. Часть потока, прошедшаяполупрозрачное зеркало, проходитсравнительную полость, заполненнуюэталонной жидкостью, и отклоняетсяна величину, пропорциональную разницепоказателей преломления эталонной иисследуемой жидкостей, Отклонениесветового потока регистрируется позиционно-чувствительным фотоприемникоми измерительным устройством 2 1.Недостатком известного устройстваявляется низкая точность измерения 55оптических характеристик, обусловленная неидентичностью характеристикиспользуемых фотоприемников. ьЦель изобретения - повышение точности измерения показателя преломления и оптической плотности исследуемой жидкости путем изменения конструкции кюветы. Указанная цель достигается тем,что в устройстве, содержащем после,цовательно установленные источник излучения, оптическую систему,дифференциальную кювету с полупрозрачной зеркальной перегородкой, делящеи кювету на измерительную и сравнительную полости, фотоприемник,расположенный перпендикулярно оптической оси рефрактометра-колориметра,и измерительное устройство, выходнаягрань сравнительной полости дифференциальной кюветы выполнена зеркальной и параллельной полупрозрачнойперегородке, а фотоприемник - в виде фотоприемника развертывающего типа (сканистор, прибор с зарядовой связью.и т.п.).На фиг, 1 показан рефрактометрколориметр; на фиг. 2 - эпюра видео- импульсов, полученных на выходе развертывающего фотоприемника. Рефрактометр-колориметр состоит из источника 1. света, оптического устройства 2, формирующего световойпучок, дифференциальной кюветы 3,развертывающего фотоприемника 4.Дифференциальная кювета 3 разделена пблупрозрачным зеркалом-перегородкой 5 на измерительную б и сравнительную полости, Одна грань 8 полости 7, параллельная перегородке 5 является зеркальной. Измерительное устройство 9 регистрирует сигналы развертывающего фотопреобразователя 4, Устройство работает следующим образом.Световой поток от источника 1 направляется оптическим устройством 2 на дифференциальную кювету 3. На поверхности полупрозрачной зеркальной перегородки 5 поток раздваивается,Отраженный световой поток проходитизмерительную полость б, в которойсодержится исследуемая жидкость,изменяет свою интенсивность из-заабсорбционного поглощения в исследуемой жидкости, проецируется наразвертывающийся фотоприемник 4 ипреобразуется в электрический сигнал,который несет информацию об оптиче- .ской плотности исследуемой жидкости. Часть потока, прошедшая полупрозрачное зеркало, проходит сравнительную1125514 Соста Техре тель С. ГолубевС.Мигунова орректор И. Зрдей Редактор А. Моть дписное з 8531 32 Тираж 822 комитета СССРи открытийкая наб., д, 4/5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 полость 7, заполненную сравнительной жидкостью, и отклоняется на величину, пропорциональную разности показателей преломления сравнительной и исследуемой жидкостей, затем отражается от зеркальной грани 8, регистрируется и преобразуется в электри" ческий сигнал развертывающйм фотоприемником 4.На выходе развертывающего фотопри О емника 4 формируются два видеоимпульса, один из которых является опорным, его амплитуда несет информацию об оптической плотности исследуемой жидкости, а временная координата второго импульса относительно первого несет информацию о показателе преломления исследуемой жидкости фиг. 2). Видеоимпульсы регистрируются измерительным устройством, 20 Использование одного развертывающего фотоприемника приводит к повышению точности измерения как оптической плотности, так и показателя пре.-25 ломления. При измерении оптической плотности повышение точности достигается за счет применения разностной схемы измерения, в частности вычитания иэ измеренного значения оптичес- ЗО кой плотности значения оптической ВНИИПИ Государственно по делам изобретен113035, Москва, Ж, Ра плотности для эталонного вещества,при этом сигнал снимается с одногоразвертывающего фотоприемника, Приизмерении показателя преломлениякоордината светового потока, несущего информацию о показателе преломления, измеряется позиционно-чувствительным фотоприемником (ПЧФ). Прииспользовании амплитудного ПЧФ точ"ность регистрации координаты низкавследствие влияния иа процесс измерения нестабильности источников пи"тания, источника света и элементовизмерительной схемы. Поэтому предложено в устройстве использоватьвремяимпульсный способ преобразования координаты светового потока вовременной интервал с помощью развертывающего фотоприемника. В этом слу"чае создают опорный импульс, которыйформируется с помощью эталонногосветового потока, поскольку эталонный световой поток проходит черезту же кювету (т.е. находится в одинаковых условиях с измеряемым) ирегистрируется тем же развертывающимфотоприемником. Среднеквадратичная.погрешность измерений предложеннымустройством с помощью одного развертывающего фотоприемника не превышает 1-2%.