Оптоволоконный рефрактометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 6 01 й 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР6 М РФМ;:,тг: .,ТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ши ОМЕТР рительено дляжидко- ледоваГИзобретение относится к измеритель- Наиболее близким к изобретению являной технике и может быть применено для ется рефрактометр, который содержит исизмерения показателя преломления жидко- точник излучения, волокбнйо-оптическийаей стей при химико-биологических исследова-, световод, передающий элемент, приемный ниях, анализах горючего, элемент и приемник излучения.Известен рефрактометр, содержащий Приемный и передающий элементы последовательносоединенныеисточникиз- представляют собой поверхностно-микроне- СЛ лучения, волоконйо-Оптическуо линию пе- однородные отрезки световоды одинаковой - д редачи информации, измерительный . длины, расположенные в горизонтальной Я участок, приемник излучения, измеритель-плоскости параллельно между собой, направ- Д ный участок выполнен в виде поверхностно- ленные навстречу друг другу и"смещенные нерегулярного, изогнутого волоконного относительно друг друга на раСстояйии Ь = световода, айд, где - апертурный угол; а - расстояние йНедостатками этого рефрактометра явля- между ними.ются низкая чувствительность и точность",т;к.:Рефрактометр работает следующим об у данного рефрактометра узкий диапазон.из-р ом.мерения (и = 1,3,1,4), сложность изготовле- Капля исследуемой жидкости помещания петлеобразного чувствительного ется между передающими и приемным элеэлемента и значительный обьем жидкости, ментом и растекается по всей длине требуемой для анализа, так как чувствитель- элементов, Свет от источника через волоный элемент должен быть полностью погру- конно-оптический световод поступает на жен в нев, передающий элемент. Часть света выходит аз(56) Авторское свидетельство СССРМ 1280502, кл, 6 01 И 21/41, 1985.Авторское свидетельство СССРМ 1702258, кл, 6 01 й 21(41, 1989.(57) Изобретение относится к изменой технике и может быть применизмерения показателя преломлениястей, при химико-биологических исс ниях, анализах горючего, Цель изо - повышение чувствительности и определения. Чувствительный эл фрактометра выполнен в виде пер и приемного поверхностно-микр родных волоконно-оптических э представляющих собой участки св на одинаковой длины со светоотр мй торцами, причем с пере элемента удалена защитная обол помещен внутри приемного элеме ставляющего собой трубчатое св но, конец которого оборудован д табл., 1 ил. бретения точности емент реедаю щего онеоднолементов, етоволок- ажающидающего очка и он нта, пред- етоволокнищем. 1поверхность оголенного передающего элемента модами, з-только та часть, которая вы 25 30 50 55 разом через торец световода, а остальная часть (вытекающие моды) проходят через исследуемую жидкость, попадает на приемный элемент. При этом количество света, попавшего на приемный элемент зависит от показателя преломления исследуемой жидкости.-Свет из приемного элемента через волоконно-оптический световод попадает вприемник излучения, где и регйстрируется мощность светового потока, которая является функцией показателя преломления исследуемой жидкости.Недостатками данного рефрактометра являются низкая чувствительность и точность определения коэффициента преломления, Это обьясняется тем, что в данном рефрактометре через анализируемую жидкость проходит не вся часть светового потока,образованного вытекающими через боковую ходит из передающего элемента в местах контакта его с пленкой жидкости, Или, другими словами, в анализе жидкости "участвует" на более 5-7светового потока, образованного вытекающими через боковую поверхность оголенного передающего элемента модами,Цель изобретения - повышение чувствительности и точности определения,Поставленная цель достигается тем, чтов оптоволоконном рефрактометре; содержащем последовательно расположеннь 1 е источник излучения, волоконно-оптический световод с чувствительным элементом, вь 1- полненным в виде передающего и приемного поверхностно-микронеоднородных участков световода одинаковой длины и приемник излучения, выходной торец передающего и входной торец приемного элементов вь 1 полнены светоотражающими,при этом передающий элемент размещен внутри приемного элемента, выполненного в ниде трубчатого световолокна. На чертеже представлена схема оптоволоконного рефрактометра Рефрактометр содержит источник 1 излучения, волоконно-оптический световод 2,передающий элемент 3, приемный элемент 4, приемник излучения 5. Торны 6 элементов 3, 4 выполнены светоотражающими, Передающий элемент 3 снабжен пробкой 7. Приемный элемент 4 снабжен днищем 8.Рефрактометр работает следующим обМикронавеска исследуемой жидкости помещается внутри приемного элемента 4, Затем внутрь приемного элемента 4 помещается оголенный участок передающего элемента 3 и крепится пробкой 7. свет от 10 15 источника света 1 через волоконно-оптический световод 2 поступает на передающийэлемент 3, Вытекающий через рабочую поверхность передающего элемента свет (вытекающие моды) проходит черезисследуемую жидкость, попадает на приемный элемент 4, При этом количество света,попавшего на приемный элемент 4, зависитот показателя преломления исследуемойжидкости, Свет от приемного элемента 4через часть 9 волоконно-оптического световода попадает в приемник излучения 5, гдеи регистрируется мощность светового потока, которая является функцией показателяпреломления исследуемой жидкости,П р и м е р, Для изготовления рефрактометра было выбрано трубчатое волокно иоптоволокно с диаметром сердцевины 600мкм, передающий и приемный элементыимели длину 30 мм, расстояние между волокнами составило 0,5 мм. В качестве источника излучения в лабораторной моделиприменили гелий-неоновый лазер, приемника излучения - ваттметр поглощаемоймощности. При изготовлении действующихприборов рекомендуется использовать в качестве источника излучения полупроводниковые лазеры на основе арсенида гелия, вкачестве приемника излучения - фотодиоды,Для определения коэффициента преломления был составлен калибровочныйграфик, Для построения графика использовались эталонные жидкости, характеристики которых показаны в таблице.В данном рефрактометре используетсяявление частичного нарушения полноговнутреннего отражения на границе передающей элемент (сердечник световолокна) -окружающая среда. Еслиокружающей средой для передающего элемента являетсявоздух с показателями преломления п = 1,то на его боковой поверхности имеет местополное внутреннее отражение света. Присоприкосновении боковой поверхности передающего элемента сердечника световолокна) с жидкостью условия. полноговнутреннего отражения сильно изменяются синус предельного угла падения увеличивается в пж раз, где пж - показательпреломлейия жидкости.Световой поток, образованный вытекающими через боковую поверхность передающего элемента модами, передается вприемный элемент в зависимости от коэффициента преломления жидкости,Формула изобретенияОптоволоконный рефрактометр, содержащий последовательно расположенныеисточник излучения, волоконно-оптическийсветовод с чувствительным элементом, выказ 2886 ВНИИП Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям пр 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 КНТ С роизводственно-издательский комбинат" Патент",г,Ужгород,уд. Гагарина,10 палненным в виде передающего и приемного поверхностно-микронеоднородных участков световода одинаковой длины, и приемник излучения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительно сти и точности определения, выходной торец передающего и входной торец приемного элементов выполнены светоотражающими, при этом передающий элемент размещен внутри приемного элемента, выполненного в виде трубчатого световолок-, на.