Дифференциальный рефрактометр

ая с присоединен (23) Приоритет ееуддрдтеекяи 3 Вдиктет СССР де делам нзобретеей я еткрытийиковання опигания 07,01,79 Автор изобре вленйя 71) Заявнтел омский автоматизированных системад но электроники ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ РЕФРАКТОИЕТР ние относится к рефрактоме И эобретерии.Известны рефрактометры, содержащиеоптическую часть, фотоприемник и электрронную схему 1,Наиболее близким для данного технического решения является рефрактометр,содержащий оптическую часть с двумятреугольными призматическими кюветами,полупроводниковый координатно-чувствительный фотоприемник и электронную схему 21.Недостатками известных рефрактометров являются, дрейф нулевой точки инверсионной характеристики; зависимость выходного сигнала не только от положениясветового потока на фотоприемнике, но иот его интенсивности, т.е, зависимостьвыходного сигнала не только от коэффициента преломления исследуемой среды,но и от ее оптической плотности; сравнительно узкая рабочая характеристика; работа по амплитуде выходного сигнала сфотоприемника, а не по временному положению импульсного сигнала, поэтому старение фотоприемника, изменение параметров внешней окружающей среды, нестабильность оптической плотности исследуемой среды значительно влияют на точность, надежность, чувствительность и стабильность работы рефрактометра.Цель предлагаемого изобретения - повышение точности, чувствительности, надежности и стабильности работы рефрактометра и расширение диапазона измерения.Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальный рефрактометр введены источник постоянного напряжения смешения, дифференцируюший трансформатор, генератор пилообразного напряжения опроса сканистора, схема выделения видеосигнала со сканистора, измерительвременных интервалов, а фотоприемник выполнен в виде полупроводникового линейного сканистора, на передний фоточувствительный слой которого раздельно спроектированы световые потоки, прошедшие через эталонную и исследуемую среды, и подкпючен источник постоянного напряжения смещения, а к заднему слою - через пер вичную обмотку дифференцируюшего трапб форматора подключен генератор пилообразного напряжения опроса сканистора, а ко 5 вторичной обмотке трансформатора нодсоединена схема выделения видеосигнала со скаиистора, к выходу которой подсоединен измеритель временных интервалов.На фиг. 1 показана блок-схема предла аемоГо рефрактометра; на фиг. 2- осцилдограммы напряжений; на фиг. 3- экспериментальные кривые.Согласно изобретению рефрактометр состоят из источника 1 света, создающе 15 го две световых потока регулируемой интенсивности," из двух идентичных треуголь ных призмаюческих кювет 2 (проточных или непроточных), в одну из которых по 20 мешается эталонная среда, а в другую - исследуемая; из линейного полупроводникового сканистора 3, на передний фоточувствительный слой которого проектируются прошедшие сквозь кюветы 2 световые потоки и, кроме того, к его концам25 с помощью металлических контактов подведено постоянное напряжение смещения от источника 4, а на весь задний спой с помощью металлической подложки подается пилообразное напряжение от генера 30 тора 5 через первичную обмотку дифференцирующего трансформатора 6; из схемы выделения видеосигнала со сканистора 7;из измерителя 8 временных интервалов.Предлагаемый дифференциальный рефЗ 5 рактометр работает следующим образом,СканистОр опрашивается пилообразнымнапряжением и, если на сканистор будут спроектированы два световых потока, тоф" 40в соответствующих местах будут наблюдаться скачки пилообразного напряжения Ю (фиг. 2) и вследствие этого после выделения видеосигнала со сканистора будут наблюдаться имнупьсы, фиксирующие15начадо и конец пилообразного напряженияопроса, и два рабочих импульса о междуними (фщ. 2). Местоположение рабочихимпульсов определяется коэффициентамипреломления эталонной и исследуемой сред50 .соответственно. На измеритель 8 временных интервалов со схемы 7 подаются толь-ко оба рабочих импульса и измеряетсявременное расстояние между ними Ь(фиг. 2). Если в обе кюветы залит эталонный раствор, временное расстояниемежду рабочими импупьаами равно(фиг, 2,6), а когда в одну из кювет вместо эталонного раствора запивается исследуемый раствор, показатель преломлениякоторого отличается на величину Л И отпоказателя преломления эталонного раствора, то в результате этого временное расстояние между рабочими импульсами изменяется пропорционально Ь И -на величину ЬГ (фиг. 2, Ъ), т.е.где конкретное значение коэффициента К определяется конкретными параметрами кювет и сканистора.На фиг, 3 для примера приведены экс.- периментальные кривые для водного раст вора ИоСЫ, снятые с помощью предлагаемого рефрактометра, использующего кремниевый сканистор. В качестве измерителя 8 временных интервалов использовался цифровой измеритель временных интервалов И 2-8. Погрешность измерений экспериментального макета рефрактометра не превышала + 2,5 10 ед. И, так как расстояние 4 между кюветами и сканиотором равно ь =2 О см, а разрешающая способность использованногосканистора и перемещения луча по нему 6 Хп = .40 секПриЬХ;, +1 мк и 4 = 100 см соответственно погрешность не будет превь- шать + 0,810 ед. И, а чнтервал измеряемых коэффициентов преломления при длине сканистора 50 мм составит 0 п = ф 0,05.Поскольку йй определяется по изменению только временного положения рабочих импульсов, то вследствие этого изменение их амплитуд (иэ-аа изменения оптической плотности растворов разной концентрации или параметров окружающей среды и т.д.) влияния иа точность измеренийпрактически оказывать не будет.Таким образом, применение в предлагаемом рефрактометре в качестве фотоприемника полупроводникового сканисторавместо фотоэлемента с продольным фотоэффектом позволяет устранить все вышеперечисленные недостатки и в результате этого повысить точность, стабильность,надежность и чувствительность рефракчометра и обеспечить ему достаточно широкую пикейную рабочую характеристику.Формула изобретенияНифференциапьный рефрактометр, содержащий оптическую часть с двумя треугольными призматическими кюветами, полупроводниковый координатно-чувствительный фотоприемник и электронную схему, о т641333 иг.1 О Ю Г/лзФиг. д БНИИП 501/3 Подписи илиал ППП Патент", г. Ужгород, у ктная, 4 л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности, чувствительности, ндежности и стабильности работы рефрактометра и расширения диапазона измерений,в него введены источник постоянного напряжения смешения, дифференцируюшийтрансформатор, генератор пилообразногонапряжения опроса сканисторасхемавыделения видеосигнала со сканистора,измеритель временных интервалов, а фотрприемник выполнен в виде полупроводникового линейного сканистора, на передний фоточувствительный слой которого раздельно спроектированы световые потоки,прошедшие через эталонную и исследуемую среды, и подключен источник постоянного напряжения смешения, а к заднему 6слою - через первичную обмотку дифф ренцируюшего трансформатора подключен генератор пилообразного напряжения опроса сканистора, а ко вторичной обмотке упомянутого трансформатора подсоединена схемавыделения выдеосигнала со сканис тора, к выходу которой подсоединен измеритель временных интервалов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1. Оптические измерения, Киев, 1967, с. 266-312.2. Андросюк И. Г, и др. Автоматический дифференциальный рефрактометр с продольным фотоэффектом. Сб. Автоматика и приборостроение", Киев, 1962, М 1.