Автоматический рефрактометр

(23) ПриоритетОпубликовано 15,01.83, Бюллетень Йо 2Дата опубликования описания 150 Х 83 1) М,Ка,з 6 01 И 21/41 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(71) Заявитель 54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕФРАКТОМЕТР Изобретение относится к рефрактометрии и может быть использбвано для измерения показателя преломления жидкостей и газов, в частности в океанологии,Известны автоматические рефрактометры, содержащие последовательно расположенные источник коллимированного излучения, рефрактометрическую кювету, многощелевой обтюратор,и Фотоприемник 11.Недостаток - малая точность измерения.Наиболее близким к предлагаемому является автоматический рефрактометр, содержащий последовательно расположенные и оптически связанные ис" точник света, коллимирующий объектив.рефрактометрическую кювету, фоку-"сирующий объектив, многощелевойобтюратор и два Фотоприемника с Формирователями импульсов23.Недостатком известного устройства является большая погрешность измерения при использовании рефрактометра ,совместно с автоматическими устройствамиобработки информации, Эти уст. ройства требуют представления входной информации в цифровой форме, по-. этому необходимо устанавливать ва вы- З 0 ходе рефрактометра аналого-цифровой преобразователь (АЦП) ваза" - код. При этом точность измеревия ограничивается погрешностью АПД.Цель изобретения - повышение точности измерений.Для достижения указанной цели в, автоматический рефрактометр, содержащий последовательно расположенные и оптически связанные источник света-, коллимирующий объектив, рефрактометрическую кювету, Фокусирующий объектив, многощелевой обтюратор и два фотоприемника с Формирователями импульсов, введены дополнительный источник света с конденсором, дополнительный фотоприемник, умножитель частоты, дополнительный формирователь импульсов, схема И и триггер, входы которого подключены к выходам соответствующих Формирователей импульсов, а выход соединен с одним вхо. дом схемы И, к другому входу которой через дополнительный формирователь импульсов подключен дополнительный фотоприемник, оптически связанный через многощелевой обтюратор с дополнительным источником света.На чертеже показана блок"схема устройства.Устройство содержит последовательно расположенные источник света 1, коллимирующий объектив 2, рефрактометрическую кювету 3, Фокусирующий объектив 4, многоцелевой обтюратор 5 и два фотоприемника б и 7. Выходы Фотоприемников б и 7 соединены через формирователи импульсов 8 и 9 с входами триггера 10. Выход триггерасоединен со входом схемы И 11. Междудополнительными источником. света 12и многощелевым обтюратором 5 установлен конденсатор 13, на оптической оси которого за многощелевым обтюратором 5 помещен дополнительный фото- приемник 14, выход которого соединен через умножитель частоты 15 и формирователь импульсов 16 со входом схемь 1 И 11. Устройство работает следующим образом.Источником света 1 с помощью конденсатора 2 создается коллимированный пучок света, освещающий рефрактометрическую кювету 3, на выходе ксторой возникают два раздельных коллимированных световых пучка, угол между которыми зависит от величины показателя преломления вещества, ее заполняющего, Эти световые пучки падают на Фокусирующий объектив 4, в Фокальной плоскости которого образуются два точечных изображения источника света 1,Расстояние между изображениями также зависит от величины показате ля преломления исследуемого вещест - ва, Изображения периодически перекрываются многощелевым обтюратором 5, вращающимся с постоянной .скоростью. Размер щели и расстояние меж"49 ду смежными щелями превышает расстояние между изображениями при допустимых для данного прибора величинах измеряемого показателя преломления. Пусть в исходном состоянии оба световых пучка перекрыты многощелевым обтюратором. По мере его вращения в направлении показанном на чертеже стрелкой, начинает освещаться ф топриемник б. и устройством 9 Фор мируется импульс, перебрасывающий триггер 10 в состояние "1". Позже та же граница щели многощелевого обтюратора набегает на второе изображение и начинает освещаться фотоРЯ приемник 7, Сигнал с его выхода поступает на вход формирователя импульсов 8, и с его выхода на вход триггера 10 поступает импульс, перебрасы . вающий его в состояние "0", Выход триггера соединен со входом схемы бо И 11, так что она пропускает на выход сигналы, поступающие с Формирователя импульсов 16, только в течение времени, когда граница щели многощелевого обтюратора 5 проходит меж цу первым и вторым изображениями,и при постоянстве скорости его вращения этот период времени пропорционален расстоянию между изображениями, которое характеризует величинупоказателя преломления в исследуемойсреде.Конденсором 13 формируется изображение дополнительного источникасвета 12 на поверхности многощелевого обтюратора 5. При его вращении надополнительный Фотоприемник 14 поступают периодические световые импульсы, частота которых пропорциональнаскорости вращения обтюратора. С выхода дополнительного фотоприемника14 электрические импульсы подаютсяна вход умножителя часто;гы 15 с коэффициентом умножения 10 -10 . Уст 6ройство 16 формирует импульсы, частога которых пропорциональна скоростивращения обтюратора, Эти импульсыпоступают на второй вход схемы И 11и пропускаются этой схемой на выходв течение промежутка времени, когдатриггер 10 находится в состоянии"1". Количество импульсов на выходесхемы И определяется расстоянием между двумя изображениями рабочего источника излучения 1 на окружностиобтюратора, а это расстояние Функционально связано с величиной показателя преломления. Количество импульсовне зависит от скорости вращения обтюратора, так как при увеличении скорости в 1 раз, враз увеличиваетсяколичество импульсов, поступающих навход схемы И с умножителя частоты.Однако длительность прохода границейщели многощелевого обтюратора расстояния между двумя изображениями сокращается враз, так что количествоимпульсов остается неизменным.Данное изобретение позволяет повысить точность, которая повышаетсявследствие преобразования в импульсный (дискретный) сигнал непосредственно расстояния между световымипятнами, несущими информацию о величине показателя преломления, без промежуточного преобразования в амплитуду электрического сигнала. При этомучитываются и кратковременные пульсации скорости вращения обтюратора, происходящие на протяжении малой долипериода его вращения,формула изобретенияАвтоматический рефрактометр, содержащий последовательно расположенные и оптически связанные источник света, коллимирующий объектив, рефрактометрическую кювету, Фокусирующий объектив, многощелевой обтюратор и два Фотоприемника с формирователями импульсов,. о т л и ч а ю щ и й с я989404 Составитель с.чурбакоРедактор Т.Веселова Техред А, Ач орректор Ч.Шар 14/61 Тираж 871 По ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,дписно Заказ илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены дополнительный источник света с конденсо-)ром, дополнительный фотоприемник, умножитель частоты, дополнительный формирователь импульсов, схема И и триггер, входы которого подключены к выходам соответствующих формирователейимпульсов, выход соединен с однимвходом схемы И, к другому входу которой через дополнительный формирователь импульсов подключен дополнительный фотоприемник, оптически связанный через многощелевой обтюратор сдополнительным источником света,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР б 22337, кл. 6 01 й 21/41, 1978,2, АвторскоЕ свидетельство СССРР 401912, кл. С 01 й 21/41, 1973