Автоматический рефрактометр

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУбЛИК ЯО 854137 51)4 С 01 М А 1 ТИИПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ ВИДЕТЕЛЬСТВ сис1 й 1 Г Ьт й% ЙИК и есрадиус ениягол ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(71) Институт аналитического приборостроения научно-технического объе динения АН СССР(56) Авторское свидетельство СССР В 405059, кл. С 01 И 21/46, 1971,Авторское свидетельство СССР У 656385, кл . С 01 В 11/00, 1976.(54) (57) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕФРАКТОМЕТР, содержащий источник света и установленные последовательно по ходу светового луча оптическую проекционную систему, кювету, полый цилиндр с вин товой прорезью, фотоприемник, опорный фотогенератор и самописец, о т." л и ч а ю щ и й с я тем, что, с4. целью увеличения точности, чувствительности и расширения динамического диапазона измерений угловых и линейных отклонений светового потока,полый цилиндр установлен передфотоприемником так, что ось еговращения совпадает с направлениемперемещения светового луча, причемширина 1 и угол наклона о винтовой прорези связаны соотношением где и - показатель преломления,Р - преломляющий угол кюветы1 в , - фокусное расстояние оптичкой проекционной системы; М- чисвитков винтовой прорези; Й -цилиндра; Ь- диапазон измерпоказателя преломления, Ю - унаклона винтовой линии,Изобретение относится к областианалитического приборостроения иможет быть использовано для измерения показателя преломления исследуемой жидкости относительно эталон-ной, а также для измерения толщины или клиновидности стеклянныхпластин при исследовании в химической промьппленнасти, биологии, медицине и т.д.16Известен рефрактометр, состоящий из источника света, конденсаторапризм, коллимационного объектива,кюветы, зеркал, объектива., фотоприемного устройства и редуктора, в15котором используется устройство,состоящее из решетки, выполненной ввиде винтовой линии на цилиндрической поверхности или спиральной линиина плоской поверхности, расположенной после осветителя и соединеннойс приводом и отсчетным устройством,Недостатками известного рефрактометра являются зависимость точностиизмерений от точности совпаденияиэображения спиральной решетки с оптической решеткой, т.е. от точности изготовления решеток, наличиеперемещающего устройства, определяющего стабильность работы рефрактометра, в системе передачиизображения, что недопустимо в прецизионных измерениях, высокие требования к качеству оптических элементов; применение амплитудногоспособа измерения отклонений светового потока, что предъявляет высокие требования к стабильностисветового потока, параметрам фотоприемника и чистоте измеряемого продук Ста еНаиболее близким техническим решением к изобретению является авто=матический рефрактометр, содержащийисточник света и установленные паспоследовательно по ходу световоголуча оптическую проекционную систему, кювету, польй цилиндр с вин. -товой прбрезью, фотоприемник, опорный фотогенератор и самописец, 5 УК недостаткам известного рефрактометра относится то что моцуляторвыполненный в виде полого цилиндра свинтовой прорезью,не может обеспечить все требования к точности иэ- у,мерений (точность изготовления прсреэи частота модуляции максимальное приближение траектории модуляции к траектории отклонения свето вого потока).Целью изобретения являются повышение точности, чувствительности, расширение динамического диапазона измерений угловых и линейных отклонений световогб потока.Поставленная цель достигается тем, что в автоматическом рефрактометре, содержащем источник света и установленные последовательно по ходу светового луча оптическую проекционную систему, кювету, полый цилиндр с винтовой прорезью, фото- приемник, опорный фотогенератор и самописец, полый цилиндр установлен перед фотоприемником так, что ось его вращения совпадает с направлением перемещения светового луча, причем ширина Й и угол наклона с винтовой прорези связаны соотношениемби 1 М где- показатель преломления;. - угол кюветы, 1 - фокусное расстояние оптической проекционной системы; М - число витков винтовой прорези; К - радиус цилиндра, ЬИ =- диапазон измерения показателя преломления Ы - угол наклона винтовой линии,увеличение чувствительности реф" рактометра происходит за счет возможности исполнения прорези любой ширины без увеличения частоты изменения переменного светового потока и повышения треоований к точности изготовления цилиндра с большим числом одинаковых по размерам прорезеи оПовышение точности измеренияугловых и линейных перемещений светового потока в предлагаемом устройстве достигается тем, что траектория модуляции светового потока совпадает с направлением перемещения светового потока вдоль образующей цилиндра, так как ось его вращения и направление перемещения светового потока лежат в одной плоскости,На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого рефлектора, на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.854137 ИИПИ Заказ 11 б 7/ Тираж 778 Подписно Филиал,ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Рефрактометр содержит источниксвета 1, оптическую проекционнуюсистему в виде линз 2,3,4, кювету5., модулятор 7, фотоприемное устройство 8 и опорный фотогенератор 9,фазовый детектор 10 и самописец 11.Модулятор снабжен двигателем 12.Рефрактометр работает следующимобразом,Световой поток от источника света 1 проходит через линзы 2, 3оптической проекционной системы,формирующей параллельный световойпучок, в котором помещается кювета5, После отклонения в кювете световой поток проектируется линзами4,7 на фотоприемное устройство 8.Перед фотоприемным устройством происходит модуляция света с помощьюустройства б, представляющего собойвращающийся полый цилиндр с винтовой прорезью на его поверхности.Сигнал с фотоприемного устройства8 поступает на Фазовый Детектор 10,измеряющий разность фаэ между опор"ным сигналом с фотогенератора 9и рабочнм сигналом. Конечные результаты измерения выводятся на самопи"сец 11.Преимущества предлагаемого рефрактометра можно пояснить на примере.Если в рефрактометре имеетсяцилиндрический модулятор с единственной прорезью шириной, выполненной вдоль образующей цилиндра, то длительность переменного све.тового импульса будет равной :. -лВ:случае использования пологоЮ 5 цилиндра с винтовой прорезью тойже ширины 1 , длительность светового испульса будет"Г: Ть тАгде Т - период модуляции; Ь- поле модуляции (длина окружности)о - угол наклона винтовой прорези.Из примера очевидно, что макси мальное перемещение и в том и в" другом случае равно, но в устройстве с винтовой прорезью измерение в пределах перемещенияравных 6 , осуществляются на знаФ 20 чительно большей длительности светового импульса.Таким образом, при использовании предлагаемого автоматическогорефрактометра с устройством, сос тоящим из цилиндра с нарезаннойпо его поверхности винтовой линией,используемым в качестве модулятора и расположенным перед фотоприем"ным устройством, увеличивается точ ность и чувствительность измеренийугловых и линейных перемещенийсветового потока, при одновременном уменьшении габаритов модулятора и упрощении технологии его изготовления