Рефрактометр

Сфюз Советсииа Сфциалистичесиик РвснублниОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(3) М. Кл.С 01 И 21/46 Государственный комитет ГГСР по аелам изобретений и открытий(088. 8) Опубликовано 1504.79 Бюллетень Ж 14 Дата опубликования описания 1504.79(54) РЕФРАКТОМЕТР Изобретение относится к области аналитической измерительной техники и может быть применено в лабораторной и промышленной практике для измерения показателя преломления прозрачных и непрозрачных жидких сред.Рефрактометрические методы контроля широко распространены в лабораторной практике различных отраслей промьааленности - химической, нефтепере 1.абатывающей, пищевой и др.Известен рефрактометр, содержащий прецизионное угломерное устройство, позволяющее измерять углы с погреш ностью до 5, систему фотоэлектрического отсчета, которая состоит из датчика, представляющего собой фотоэлемент, перед которым установлен обтюратор, синхронный детектор, уст- а 0 ройство кодирования угла перемещения отсчетного устройства в цифровой выход, Конструктивно система наведения и фотоэлектрическое устройство собраны на поворотном основании, жестко 25 связанном приводным валом, который вращается в прецизионных подшипниках 111.Однако эти рефрактометры обладают циэкой надежностью и чувствитель- Ж ностью, что вызвано большим количеством элементов и сложностью конструкции,Наиболее близким по техническойсущности к данному изобретению является рефрактометр содержащий источниксвета, формирователь узкого параллельного пучка, кюветный узел, блоксинхронного преобразования угловыхперемещений в цифровой выход 21 .Недостатком такого рефрактометраявляется низкая надежность и чувствительность измерений.Целью изобретения является повышение надежности и чувствительностиизмерений,цель достигается тем, что в предлагаемом рефрактометре кюветный узелвыполнен в виде двух одинаковых стеклянных полуцилиндров полного внутреннего отражения - неподвижного эталонного и измерительного, снабженногомеханизмом поворота, при этом поверхности отражения полуцилиндров установлены в одной плоскости, а подуглом полного внутреннего отраженияк ним установлены примыкающие к выпуклым поверхностям полуцилиндроввогнутой поверхностью, общей дляобоих полуцилиндров, неподвижная ци,линдрическая линза и вогнутыми поверхностями два плосковогнутых зеркала, одно иэ которых закреплено неподвижно, а второе снабжено механизмом поворота.На чертеже показана оптико-электри,ческая схема, которая содержит ис точняк света 1, конденсор 2, диафрагму 3, обтюратор 4, оптические клинья 5, 6, полупрозрачное зеркало 7, плосковогнутую цилиндрическую линзу 8, эталонный стеклянный полуцилиндр 9, 10 измерительный стеклянный полуцилиндр 10, зеркала 11, 12, линзу 13, фото- приемник 14, коромысло 15, диафрагму 16, конденсор 17, источник света 18, реверсивный счетчик импуль сов 19, усилитель 20, индикатор нуля 21, микрометрический винт 22, диск со штрихами 23, фотоприемник 24.Рефрактометр работает следующим образом.Свет, излучаемый источником света 1, с помощью конденсора 2 и диафрагмы 3 формируется в узкий параллельный световой лучок, модулируется обтюратором 4, выполненным в виде цилиндра с двумя парами щелей, расположенных по высоте цилиндра и совмещенных друг относительно друга на 90. Затем пучок проходит содответственно один иэ оптических30 клиньев 5, 6 в зависимости от того, какая часть пучка перекрыта обтюратором, и полупрозрачное зеркало 7 и направляется в кюветный узел, Кюветный узел выполнен в виде двух одина ковых стеклянных полуцилиндров - неподвижного эталонного 9 и измерительного 10, вращающегося вокруг оси цилиндра, Полуцилиндры расположены таким образом, что световой пУчок 40 охватывает соответствующий полуцилиндр и входит в него со стороны цилиндрической поверхности под углом, близким к критическому (стеклодистиллат) к плоской грани, проходящей через центр цилиндра. цля сохранения параллельности светового пучка внутри полуцилиндра на входе светового пучка в полуцилиндры вплотную к последним установлена плосковогкутая цилиндрическая линза, изготовленная из того же материала, что и полуцилиндры и имеющая радиус кривизны, равный радиусу полуцилиндров.На пути выхода светового пучка к полуцилиндрам примыкают два плоско- Ы вогнутых зеркала 11 и 12, радиус кривизны которых равен радиусу кривизны полуцилиндров. Зеркала изготовлены из того же материала, что и полу- цилиндр. Зеркальное покрытие нанесе но со стороны плоской поверхности. Зеркало 12 неподвижно, а зеркало 11 вращается вокруг оси измерительного полуцилиндра, Угол поворота зеркала в два раза больше угла поворота самого полуцилиндра. 4.На отражательную поверхность измерительного полуцилиндра помещают исследуемое вещество, а эталонного вещество, относительно которого происходит сравнение. Световой пучок, прошедший в полуцилиндр, отражается от его отражательной поверхности и попадает соответственно на одно из зеркал 11, 12, отразившись от последних вновь попадает на отражательную поверхность полуцилиндра, Вторично отразившись от отражательной поверхности полуцилиндра, световой пучок, выходящий из полу- цилиндра, распространяется по тому же пути, что и входящий.Световой пучок, вышедший из полу- цилиндров, отражается от полупрозрачного зеркала 7, концентрируется линзой 13 и попадает иа фотоприемник 14, На фотоприемник попадают световые лучи поочередно в зависимости от того, какой световой пучок перекрыт обтюратором. Сигнал от фотоприемника поступает в индикатор нуля 21, нулевое значение выхода которого наблюдается только в том случае, когда световые лучи падают на отражательную грань измерительного полу- цилиндра, установленного под критическим углом, соответствующим исследуемому веществу.Подбор критического угла для данного исследуемого вещества осуществляется поворотом измерительного полу- цилиндра с помощью микрометрического винта 22, соединенного с полуцилиндром посредством коромысла 15. На микрометрическом винте жестко закреплен диск 23. На диске концентрически расположены штриховые дорожки, масштаб которых соответствует выбранной единице измерения - показатель преломления, концентрация содержания сухих веществ.Переход с одной дорожки на другую осуществляется путем изменения взаимного расположения оси диска и оптической оси вспомогательного светового канала, сформированного от источника света 18 с помощью конденсатора 17 и диафрагмы 16.Параллельный световой пучок просвечивает соответствующую штриховую дорожку диска и направляется на фото- приемник 24, откуда сигнал, усиливаясь усилителем 20, поступает на реварснвный счетчик импульсов 19, на котором фиксируются показания при поступлении сйгнала от индикатора нуля.Электронно-измерительная часть рефрактометра позволяет фиксироватьизменение освещенности, равное 0,05.Данный рефрактометр позволяет повысить надежность измерений и чувствительность. Формула изобретения Рефрактометр, содержащий источник света, формирователь узкого параллель657324 Составитель МТехред М,Пет едловскийКорректо Редактор И. Шуби О, Бнл ююэ 1783/42 Тираж 108 И Государст делам изобре Москва, Ж-ЗПодпиного комитетаний и открытийРаушская наб. сно ССС 1303 илиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного пучка, кюветный узел, блок синхронного детектирования и системупреобразования угловых перемещений вцифровой выход, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности и чувствительности измерений,кюветный узел выполнен в виде двух 5одинаковых стеклянных полуцилиндровполного внутреннего отражения-неподвижного эталонного и измерительного,снабженного механизмом поворота, приэтом поверхности отражения полуцилиндров установлены в одной плоскости,а под углом полного внутреннего отражения к ним установлены примыкающиек выпуклым поверхностям полуцилиидров вогнутой поверхностью, общей для обо их полуцилиндров, неподвижная цилиндрическая линза и вогнутыми поверхностями два плосковогнутых зеркала, одно иэ которых закреплено неподвижно, а второе снабжено механизмом поворота.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Лейкин М.В Молочников Б,И., Исхаков Б.О. Лабораторный автомати" ческий реФрактометр Приборы и системы управления, В 8, 1973, с, 25,2, Х 6 гейе 1, О. Ре 1 егвоп Зюе 1- вт.геЬХгейгасове 1 ег Меее 1 есЬп 1, 1972, 80; Н 10, р. 279-283.