Рефрактометр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик нц 366760(22) Заявлено 17. 08, 70 (21) 1468715/26-25 Р 1 М Кз с присоединением заявки М 9 С 01 д 1/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений к открытий(23) Приоритет Опубликовано 07,11.82,Бюллетень М 9141 Дата опубликования описания 29,12.82 53)УДК 535.322(72) Авторыизобретения Б.Л. Желудов, И.А. Журавлев и А.И, Орешко Ленинградский филиал Специального конструкторского бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии,(54 ) РЕФРАКТОМЕТР Изобретение относится к оптичес" кому приборостроению и может найти применение при разработке автоматических рефрактометров, предназначенных для одновременного измерения показателя преломления и его диспер.сии.Известные конструкции рефрактометров, предусматривающие измерение показателя преломления контролируемого вещества относительно показателя преломления измерительной стеклянной призмы методом предельного угла, имеют низкую производительность при измерении дисперсии (осуществляется последовательным измерением по-. казателя преломления на различных длинах волн),Предложенный рефракторметр содержит обтюратор на цилиндрической поверхности которого расположены два ряда прямоугольных отверстий, ширина которых равна промежутку между ними,При этом количество отверстий в одном ряду, умноженное на рабочий диапазон изменения показателя преломления, равно количеству отверстий в другом ряду, умноженному на рабочий диапазон изменения дисперсиипоказателя преломления.За обтюратором установлены дваплоских зеркала и полупрозрачнаяпластина, с помощью которых общийсветовой поток разделен и направленв три оптических канала, В каждомканале установлены интерференционный светофильтр и фотоприемник, Выходы двух фотоприемников подключенык одному фаэорегистрирующему блоку,измеряющему разность фазовых сдвигов,пропорциональную непосредственно величине дисперсии, а выход третьего 15 фотоприемника вместе с выходом фотогенератора подключен к другомуФазорегистрирующему блоку, измеряющему разность фазовых сдвиг"в,пропорциональнуквеличине показателяпреломления анализируемой пробы. Получение одинаковой чувствительности и точности при одновременном измерении дисперсии и показателя преломления (независимо от их диапазонов измерения) достигается соответствующей расстановкой отнрсительно друг друга дифференциальной кюветы, объективов и прорезей ци- ЗО линдрического обтюратора, а также выбором определенного .соотношения их параметров. Эта взаимосвязь в конечном итоге представляет собой равенство"с2, = В (и- пц г 5 где 2 и 2 - число прорезей соответственно одного и другого ряда цилиндрическогообтюраторау 10асс - диапазон измерения по"каэателя преломлениядля красной линииспектра водородаЬЕ -пс)- диапазон измерениясредней дисперсии.Если учесть, что частота модуляции светового луча Е находится в прямой зависимости с числом прорезейГ = - .Хи 20ЬОгде и - число оборотов двигателя(об/мив),то последнее выражение взаимосвязиможно записать в более удобной Форме 25"с"(" "с) т п при ьп 7 Й(пЕ-пс) и Г 7 Е, 30Блок схема рефрактометра приведена на чертеже.Он работает следующим образом.Светящийся элемент источника света 1 сосплошным спектром излучения 35проектируется конденсором 2 на диафрагму 3, являющуюся зрачком входакюветы. Равномерно освещенная белымсветом входная рабочая диафрагма 4в виде узкой светящейся щели) расположена в Фокальной плоскости ахроматического объектива 5. В параллельном пучке белого света междуобъективами 5 и б расположена дифференциальная измерительная кювета 7.Объектив б проектирует диаФрагму4 в свою Фокальную плоскость, совпадающую с рабочей поверхностью рас"положения прорезей обтюратора 8. СоОтношение параметровобъективов 5и 6, обтюратора 8 и длины щели выбрано таким, что оба ряда равномерных прямоугольных прорезей обтюратора перекрываются по длине изображением светящейся щели. 55Общий световой лоток разделяетсяобтюратором 8 на. две части, иэ которых одна модулируется с частотой Р,а другая с частотой Е. Часть свето"ного потока, промодулированная с 60частотой Е, зеркалами 9 и 10 .направляется в канал измерения средней дисперсии оЕ-п, другая - вканал измерения показателя преломления пс,Объектив 11, установленный в,ка нале измерения средней дисперсии, проектирует зрачок входа кюветы диафрагму 3 ) на светочувствительную поверхность Фотоприемников 12 и 13, обеспечивая тем сажм его неподвижность на этой поверхности при значительных перемещениях изображения диафрагмы 4 в рабочей плоскости обтюратора. За объективом 11, под углом 45 к падающему пучку света, ус-. тановлена полупрозрачная пластина 14, разделяющая белый свет на проходящую и отраженные части. Выделение необходимого узкого рабочего интервала длин волн Ве и М с осуществляется с помощью интерференцибнных светофильтров соответственно 15 и 16.Разность Фазовых сдвиговизмерительных сигналов на выходе фотоприемников 12 и 13"1="В( 1)0=0 щсов (рм., - ),Япропорциональная средней дисперсиипе-и , измеряется фазорегистрирующим блоком 17.Часть светового потока, промодулированная частотой Р 2, зеркалом 18 направляется в канал измерения показателя преломления.В канале измерения показателя преломления установлен объектив 19,аналогичный по параметрам и назначению объективу 11. Интерференционныйсветофильтр 20 выделяет рабочую длину волны Лс фазовый сдвиг 9 измерительного сигнала на выходе фотоприемника 21О с 05 (А 1 Упропорциональный величине вс, измеряется фазорегистрирующим блоком22 относительно опорного напряженияО "-0 соз ю 1вырабатываемого фотогенератором.В качестве фотогенератора использованы источник света 23 и фотоприемник 24, выставленные соответствующим образом относительно прорезей большого шага обтюратора 8.Как видно из блок-схемы рефрактометра и описания принципа ее работы, величина показателя преломленияпс и непосредственное значение бредней дисперсии пЕ-и могут непрерывно измеряться без какого-либо влияния измерения п на измерения пе-д .Кроме того, иэмерейие показателя преломления п и частной дисперсии надругих длинах волн производится простой заменой светофильтров 15, 16и 20,366760 5,Применение одной дифференциальнойкюветы с призматической ячейкой для.жидкого эталона позволяет резко :снизить требования к термостатироваиию исследуемой пробы. Если измерения показателя преломления для различных длин волн на всех и мющнхсялабораторных рефрактометрах требуютточности термостатирования х +0,02 С,то в предлагаемом рефрактометре точность термостатирования ли измерении с погрешностью +110" ед. составляет ы +1 аС, а при измерениинепосредственно п п- с погрешностью +2 10 ед. +10 фС.15форМула изобретенияРефрактометр, содержащий источники и приемники света, входную щель КорректорН Б астелеви е юраж 8рствезобреЖ г,7 Подниснного комитета СССРенйй и открытийРаушская наб., д,4/5/2 ВНИИПИ Госу по делам 13035, Иосквгород, ул ктная, 4 филиал ППП "Пате Редактор О. Филиппова Техр акаэ 10456 Ти 6оптическую систему, дифференциальную кювету и обтюратор, о т л и ч а ю щ и й, с я тем, что, с целью одновременного измерения показателя преломления и его дисперсии, обтюратор в нем выполнен в виде полого цилиндра с двумя рядами прямоугольных отверстий на цилиндрической поверхности, ширина которых равна промежутку между ними, причем коли- . чество отверстий в одном ряду, умноженное на рабочий диапазон изменения показателя преломления, равно количеству отверстий в другом ряду умноженному на рабочий диапазон изменения дисперсии показателя преломления, а эа обтюратором введены три оптических канала с двумя фаэометри- ческими устройствами на выходе.