Рефрактометр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пщв Иб Веюе Оеввтеких Сециалистических Республик(43) Опубликовано 07,03.81. Бюллетень9 (45) Дата опубликования описания 07,03.8 Гесударстееиимй кемитвт СССР(088.8) пе делам изабресеи и аткрытий(71) Заявитель Майсурадзе, Т. Ш, Шотниашвили и Г. Я. Гивиашвилиаучно-исследовательский институт автоматизациипроизводственных процессов в промышленности 54) РЕфРАКТОМЕТР е изменых не- фракто- нутрендля не- протеических ние мориятиях ышленИзобретение относится к техник рения показателя преломления мут прозрачных сред, в частности к ре метрам критического угла полного него отражения, и предназначено прерывного измерения концентраци кающих густых и горячих техноло жидкостей типа шлихты. Изобрете жет быть использовано на предп легкой, химической и пищевой пром ности. Известен рефрактометр, содержащий источник света, коллиматор, измерительную призму, проточную кювету в виде трубки круглого сечения и приемник отраженного 15 света 1.Наиболее близким техническим решением к изобретению является рефрактометр, содержащий источник света, коллиматор, измерительную призму в виде усеченного 20 конуса, проточную кювету в виде трубки с круглым отверстием для измерительной призмы и цилиндрическими патрубками на концах и приемник отраженного света. Рефрактометр предназначен для измерения 25 концентрации непрерывного потока жидкости 2.К недостаткам этого рефрактометра относится то, что в случае контролирования вязкой среды жидкость во время прохож дения по кювете создает неподвижный пограничный слой у поверхности измерительной призмы и отдельные неподвижные участки жидкости внутри кюветы, у ее стенок. В результате происходит образование пленки и налипание сгустков жидкости на призме и на внутренних стенках кюветы, из-за чего возникают значительные искажения результатов измерения. Для устранения сгустков предусмотрена промывная система, которая также вносит погрешности из-за того, что промывная жидкость примешивается в контролируемую среду.Необходимость проведения периодической промывки требует наличия специальной электрической схемы управления работой рефрактометра, что усложняет конструкцию и оослуживание прибора. Кроме того, расположение измерительной части рефрактометра в непосредственной близости с горячей контролируемой средой вызывает нагрев фотоэлементов, что также влечет за собой искажение результатов измерения.Целью изобретения является повышение точности измерений.Для этого в известном рефрактометре трубка выполнена дугообразной и имеет овальное сечение, диаметр патрубков превышает ширину кюветы. а конструктивные(4) 3г 1 араметрь 1 кюветы определены соотноше- нием- = 0,46 -Р чгде 1 - длина кюветы;с - периметр поперечного сечения кюветы;Р - площадь поперечного сечения кюветы;Я - номинальный расход исследуемойжидкости через кювету;- кинематическая вязкость исследуемой жидкости. На фиг, 1 представлена принципиальнаясхема измерительной части рефрактометрас кюветой, разрез; на фиг. 2 - вид кюветысо стороны рефрактометра,Измерительная часть рефрактометравключает источник света 1, направляющийпучок лучей через коллиматор 2, зеркало3 и измерительную призму 4 на поверхностьраздела 5. Зеркало 6 служит для направления отраженного пучка лучей на детекторы 7. Проточная измерительная кювета8 представляет собой плоско-овальную дугоооразную трубку 9 с прямолинейным участком в центральной части и цилиндрическими патрубками 10 и 11 на концах.Призма 4 установлена,в торцовой части тубуса 12, с помощью которого обеспечивается удаление электрической измерительнойчасти рефрактометра от кюветы. Это необходимо для предотвращения влияния температуры измеряемой среды на рабочуюхарактеристику фотоэлементов, в итогеухудшается точность показаний прибора. Вцентральной части трубки 9 имеется отверстие 13, в которое вставляется призма 4,Форма кюветы обусловлена необходимостью избежать застоя жидкости у ее внутренних стенок и предотвратить появлениепленки или сгустков контролируемой жидкости на измерительной поверхностипризмы,Из гидравлики известно, что при переходе потока жидкости из резервуара илитрубы с ббльшим сечением в трубу с меньшим сечением поток на входном участкебудет двигаться с одинаковой скоростью повсему сечению. Это предотвращает застойчастиц жидкости у стенок трубопровода,свойственный ламинарному движению жидкости с параболическим распределениемскоростей.Рабочая часть кюветы выполнена с меньшим поперечным сечением, чем ее входнойи выходной патрубки, с тем, чтобы контролируемая жидкость двигалась в нужном режиме.Кювета имеет плоско-овальное сечение,что вызвано необходимостью увеличенияплощади соприкосновения призмы с потоком измеряемой жидкости. 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Дугообразйая форма кюветы обеспечивает плавный подвод жидкости к измерительной поверхности призмы.Длина. входного участка трубопровода, на котором движение потока жидкости происходит с равномерной скоростью по всему сечению, определяется по формуле1 = 0,02875 где Г - средняя скорость жидкости;д - диаметр поперечного сечения трубопровода;- кинематическая вязкость жидкокости;Р определяется по формулерб где Я - расход жидкости;д - поперечное сечение трубопровода.Поскольку кювета имеет некруглое сечение, ее диаметр определяется по величине гидравлического радиуса Я.д=4 Д где С - периметр поперечного сечения,С учетом выражений (2), (3) и (4) из (1) получим окончательную формулу для определения конструктивных параметров кюветы в зависимости от номинального расхода измеряемой жидкости через кювету- = 0,46 - (5) Призма данного рефрактометра выполнена в форме сферического сегмента и усеченным конусом в основании. Коническая часть призмы обеспечивает ее надежное уплотнение в отверстии кюветы и плавный переход от внутренней поверхности кюветы к измерительной поверхности призмы. Сферическая часть призмы устраняет возможные отклонения от точной ориентации при установке призмы, так как угол падения пучка лучей на сферическую поверхность призмы не зависит от ее положения.Устройство работает следующим образом.Световой поток от источника 1 через коллиматор 2 и зеркало 3 направляется на находящуюся в кювете 8 измерительную поверхность 5 призмы 4. Отраженный от поверхности призмы пучок лучей с помощью зеркала 6 направляется на детектор 7.Контролируемая жидкость, переходя из трубопровода с технологической жидкостью (на чертеже не показан) через входной патрубок 10 в узкую плоско-овальную трубку 9, создает поток, в котором все частицы движутся с одинаковой скоростью. Это предотвращает застой и образование пленки илп8 И 115 Формула изобретения аР Составитель Н. Гусева едактор О. филиппова Техред О. Павлова Корректор А. СтепановаЗаказ 368/17 Изд.184 Тираж 915 ПодписноеНГ 10 Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раугиская нао., д. 415 ипография, пр. Сапунова сгустков на измерительной поверхности 5 призмы 4, находящейся внутри кюветы. Одновременно обеспечивается непрерывное омывание и самоочистка поверхности призмы. 5Данная конструкция рефрактометра обеспечивает повышенную точность измерений и не требует наличия промывной системы и системы охлаждения. В результате отпадает необходимость периодической чист О ки прибора. Рефрактометр, содержащий источник све та, коллиматор, измерительную призму в виде усеченного конуса, проточную кювету в виде трубки с круглым отверстием для измерительной призмы и цилиндрическими патрубками на концах и приемник отра женного света, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, трубка выполнена дугообразной и имеет овальное сечение, диаметр патрубков превышает ширину кюветы, а конструктивные параметры кюветы определены соотношением- = 0,46 -Р где 1 - длина кюветы;с - периметр поперечного сечения кюветы;Е - площадь поперечного сечения кюветы;Я - номинальный расход исследуемойжидкости через кювету;- кинематическая вязкость исследуемой жидкости. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе