Автоматический рефрактометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 1043 9) 21/43 15 Ь УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О Й ОПИСА Н АВТОРС И ОБРЕТЕН У СВИДЕТЕЛЬСТВ В. И,Дев вский КТО содерж точник ь, моду ых уст сравни(21) 2618915/18-25(56) 1, Авторское свидетельство СССРР 593123, кл. 6 01 й 21/46, 1974.2. Заявка Японии У 50-24114, к111 Е 4, 1977 (прототип).(54) (57) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕФРАМЕТР для исследования мутных сред,щий последовательно установленные иссвета с блоком питания, светоделителлятор, два канала, в первом из которновлена измерительная, а во втором -тельная кюветы, фотоприемник, к выходу которого подключена электрическая схема, о тл и ч а ю щ и й с.я тем, что, с целью повышения точности измерения, он дополнительно содержит третий канал для прохождения части светового пучка от источника света на фото. приемник, а электрическая схема включает в себя схему разделения сигналов от каждого из трех каналов, три устройства памяти, два линейных преобразователя для преобразования сигналов от первого и второго каналов, схему вычитания, подключенную к выходам линейных преобразователей, источник опорного напряжения, интегратор, регулятор режимаблока питания источника света и схему сравнения сигнала от третьего канала с опорным напряжением,. при этом схема сравнения соединена с источни. ком света через интегратор и регулятор режима блока питания источника света.С:529 10 1 1043Изобретение относится к технике оптическихизмерений и может быть использовано в микро.биологической, медицинской, химической, пище.вой и ряце других промьшшенностей для измерения показателя преломления питательныхсред, культуральных жидкостей, мутных и испеных растворов.Известны автоматические рефрактометрыдля определения показателя преломления раэ.личных сред,Известен автоматический рефрактометр,содержащии 1 тсточник света, функциональныйпреобразователь, устройство разделения светового пучка и фотоприемник, к выходу которогоподключена электрическая схема 111.15Недостатком этого рефрактометра являетсяневозможность измерения показателя прелом.пения мутных сред.Наиболее близким по технической сущностик изобретению является рефрактометр, содержащий последовательно установленные источниксвета с блоком питания, светоделитель, модулятор,два канала, в первом из которых установленаизмерительная, а во втором - сравнительнаякюветы, фотоприемник, к выходу которогоподключена электрическая схема. В каждомканале рефрактометра содержится также призма,соприкасающаяся с образцовой или анализируемой,кидкостью, и линза для фокусировки луча,поступаюгцего от модулятора в одну точку от.30ражаюшей поверхности первой или второй жидкостей. Фотоприемник содержит два фотоэлемен.та. Свет, поступающий от источника разделяетсяна два луча и с помощью модулятора, выполненного в виде вращающегося зеркала, поочередно направляется в два канала, проходитчерез фокусируюшие линзы, призмы и отражается от поверхности жидкостей в кюветах.Величина отраженного света фиксируетсяфотоэлементами, сигналы от которых обрабатываются электрической схемой, выполненой ввиде время-импульсного преобразователя 21,Недостатком известного рефрактометра яв..ляется недостаточная тОчность измерения, вы.званная отсутствием компенсации погрешностей,обусловленных нестабильностью источника света 45и коэффициентов передачи двух фотоэлементовЦелью изобретения является повышениеточности измерения,Поставленная цель достигается тем, что ав.томатический рефрактометр для исследования 50мутных сред, содержа 1 ций .последовательноустановленные источниксвета с блоком пита.ния, светоделитель, модулятор, два канала, впервом из которых установлена измерительная,а во втором - сравнительная кюветы, фотоприемник, к выходу которого подключенаэлектрическая схема, дополнительно содержиттретий канал для прохождения части светового пучка от источника света на фотоприемник, аэлектрическая схема включает в себя схемыразделения сигналов от каждого из трех кана.лов, три устройства памяти, два линейныхпреобразователя для преобразования сигналовот первого и второго каналов, схему вычита.ния, подключенную к .выходам линейныхпреобразователей, источник опорного напряжения,интегратор, регулятор режима блока питанияисточника света и схему сравнения сигнала оттретьего канала с опорным напряжением, приэтом схема сравнения соединена с источникомсвета через интегратор и регулятор режимаблока питания источника света.На чертеже представлена функциональнаясхема предлагаемого устройства.Устройство содержит источник 1 света, зеркала 2, фокусирующие устройства 3, коллиматор 4, модулятор 5, светофильтры 6, проточныестержневые кюветы 7 (эталонную и измерительную), световоды 8, фотоприемник 9, блок 10синхронизации, блок 11 разделения каналов,блоки 12 памяти, масштабные усилители 13,выполняющие роль линейных преобразователейамплитуд с регулируемым коэффициентомпреобразования, схему 14 вычитания, схему 15сравнения, интегратор 1 б, управляемый блок17 питания, термодатчики 18, схему 19 сравнения, блок 20 управления температуры эталонИОЙ жидкости.Устройство работает следующим образом.Свет от источника 1 света, отражаясь отзеркал 2, попадает в фокусирующие устройства3 и коллиматор 4, а при выходе модулируетсямодулятором 5. Далее, пройдя светофильтры б,вырезающие заданный (рабочий) спектральныйинтервал, один из световых потоков проходитчерез проточную стержневую кювету 7 с анали.зируемой средой, другой - через стержневуюкювету 7, заполненную эталонной жидкостью.Свет, прошедший через стержневые кюветы,а также свет третьего светового канала с помощью световодов 8 собирается на фотоприемник 9, преобразующий световые сигналы вэлектрические,В момент прохождения модулированногосветового потока по каждому из трех каналовв блоке 10 синхронизации вырабатываютсясинхроимпульсы,В блоке 11 разделения каналов электри.ческие импульсы, соответствующие каждомуиз трех световых каналов, пространственноразделяются и преобразуются в блоках 12памяти в сигналы постоянного напряжения.Сигналы, соответствующие первому и второмусветовым каналам, через масштабные усилители13, выполняющие роль линейных преобразователей амплитуд с регулируемым коэффициен.том преобразования, поступают на схему 14-К 4 5 О3 которые посто де К 1 К 2 К . янные величины.Напряжение О ным и равным 0 питания источника легко мог елям Таким образом, выр ходному напряжению йно связано с измеря держит таких нестаби жение, соответствующе емы вычитания, ли ои величинои и нных величин как руется величина 03оэтому всегда можно ть источника света, ю чувствительность звычитания, выходной сигнал которой прямопропорционален показателю преломления анализируемой среды. Сигнал, соответствующийтретьему световому каналу, йоступает на схему15 сравнения, сравнивается с эталонным напря.жением О ., выход которой через интегратор16 подключен к управляемому блоку 1.7 пита.ния,В измерительной и эталониои кювете разме.щепы термодатчики 18, сигналы от которыхпоступают на схему 19 сравнения, а выходпоследней подключен к блоку 20 управлениятемпературы эталонной жидкости.Амплитуды сигналов на выходах блоковпамяти можно записать в следующем виде+1 пхбГСС 05 3П 1КО,К - коэффициенты передачи оптических,трактов трех каналов;Ф - световой поток от источника 3Освета;О - показатель преломления эталон.8ной жидкости (например, воды) Ь 1 тх - приращение показателя преломления анализируемой среды(измеряемая величина);- показатель преломления мате .риала стержня кюветы; ,У - углы, характеризующие геометрию светового пучка в стержне 4кюветы;Кф - коэффициент преобразованияфотоприемника; 4 К К К - коэффициенты передачи блоковразделения каналов; Кп, Кп, К - коэффициенты передачи блоковпамяти.Выражение справедливо при равенстве температур в измерительной и эталонной кювете, что достигается контуром регулирования температур. В частном случае С: К =КЯ: 1 и К =К = Кл:.р р р и п иРешая уравнения (1), (2) и (3) относительно параметра и (полагая о,о получимь дх 1 (пстКф) Поскольку все функции Е в выражении (4) являются функциями некоторых постоян ных величин, выражение можно переписать поддерживается постояв., за счет управления блокомвета. Коэффициенты К 2 ить заданы масштабными"в "фо.В устройстве стабилизи следовательно, ф,(3) изадать максимальную яркобеспечивающую достаточн схемы, т. е. оптимизировать использованиеисточника и продлить его срок службы,1043529 Филиал ППП Патент",г.Ужгорол, ул.Проектная,4 ВНИИП Тираж Заказ 732846 3 Пол,нисное