Импульсный рефрактометр

ОП ИСАЙИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Сощиапистических Республик(22) Заявлено 140777 (21) 2508528/18-25с присоединением заявки МО(Я)М. Кл. С 01 Б 21/4 б Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 2 511.79(54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕФРАКТОМЕТР Изобретение относится к аналитической аппаратуре для исследованияпоказателя преломления жидких сред,и может быть использовано в гидрогеологии, в системе зашиты окружающей среды, в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности и т,д,Известны различные химические,электрохимические и оптическиеустройства для анализа жидкостей,Наивысшей точностью обладают оптические и, в частности, рефрактометрические приборы, При поМощи этихустройств определяют разность показателей преломления образцовой средыи исследуемой среды,Известны рефрактометры, содержащие коллиматор, призматическую кювету И регистрирующее устройство1,2,Наиболее близким к изобретениюявляется импульсный рефрактометр,содержащий коллиматор, призматическую кювету, устройство для угловогоколебания светового пучка в плоскости главного сечения кюветы, оптическую приемную систему с анализаторовполя зрения иффотоэлектрическое регистрирующее устройство, а также измерительную систему с потенциометром 3) .Недостаточная точность и помехозащищенность этого устройства заключается в погрешности потенциометра за счет неравномерной намотки, в невозможности точной стабилизации напряжения потенциометра, которое зависит от стабильности источника питания, в наличии электрических наводок и т,д. Кроме того этому устройству свойственна низкая чувствительность и невозможность выдачи результатов в цифровой форме (требуется дополнительный блок преобразования аналогового напряжения с потенциометра в дискретную цифровую форму) .Целью изобретения является повышение точности и помехозащищенности рефрактометра.Достигается это тем, что в рефрактометре анализатор поля зрения выполнен в виде растра, составленного из двух иДентичных частей, симметрично смещенных в разные стороны относительно оптической оси приемной системы, Между ними установлен непрозрачный экран со щелью в центре, а фотоэлектрическое регистрирующееустройство включает н себя дна Фотоприемника, первый из которых воспринимает световой поток от обеих частей растра и соединен со счетчикомимпульсов, а второй воспринимаетсветовой поток от щели и экране,и блок коммутации, включенный междупервым фотоприемником и счетчикомимпульсов,На фиг.1 показана принципиальнаясхема рефрактометра;на Фиг,2,3 и 4виды А, В, С соответственно.Рефрактометр содержит источниксвета 1, конденсор 2, щель 3,объектив 4, рефрактометрическуюкювету 5, устройство для угловогоколебания светового пучка в видеклинового сканера б и диска 7,объектив 8, растры 9 и 10, коллектив 11 с отверстием в центре,Фотоприемники 12 и 13, блок коммутации 14, счетчик импульсов 15,микролампу 16, Фотодиод 17.Диск 7 имеет прорезь 18, междурастрами 9 и 10 расположен непрозрачный экран 19 с щелью 20.Счетчик импульсов 15 имеет входы21, 22, 23 и выход 24.Источник света 1 с помощью конденсора 2 освещает щель 3, находящуюся в Фокальной плоскости объектива4, Коллимиронанный пучок света после объектива 4 направляется на рефрактометрическую кювету 5, призматические полости которой заполненысравниваемыми жидкостями, Преломленный кюнетой пучок света проходитчерез сканер б, образованный днумяоптическими клиньями, вращающимися.в которой расположен анализатор полязрения в ниде растра, составленногоиз двух идентичных частей 9 и 10 инепрозрачного экрана 19 между нимисо щелью 20 вцентре. За двумячастями растра расположен коллектив11, собирающий световые пучки собеих частей растра на один фотоприемник 13. В отверстии коллективарасположен второй фотоприемник 12,воспринимающий световой поток, проходящий через щель 20 ,в экране19, Сигналы фотоприемника 12 управляют блоком коммутации 14, который;направляет сигналы от фотоприемника13 на два различных входа 21 и 22,счетчика импульсов 15, причемФотоэлектрические импульсы от каждойчасти"Растра направляются только наопределенный вход счетчика импульсов,Рефрактомер работает следующимобразс 1 м.Коллимированный пучок света после прохождения клинового сканера 6 5 10 15 20 25 за 35 40 45 50 55 60 совершает угловые гармонические колебания в плоскости главного сечениякюветы. Соответственно изображениещели 3 н плоскости растра совершаетлинейные колебания, Ширина изображения щели 3 выбирается не превышающейширину прозрачных зон растра, поэтому при перемещении изображения щели3 по растру оно дважды за периодколебания (при ходе туда и обратно)пересекает каждую из частей растра9, 10 и на выходе последних образуются две серии световых импульсов,число которых пропорционально длине.перемещения иэображения щели 3 посоответствующей части растра.Серии световых импульсов от обеихчастей растра регистрируются однимфотоприемником 13, причем эти серии сдвинуты но времени, Для разделения этих серий по двумкана)йми направления их на входы 21 и 22счетчика импульсов 15 служит блоккоммутации 14 в виде электронногоуправляемого ключа. Этим ключомуправляет Фотоэлектрический импульс,выдаваемый Фотоприемником 12 припересечении изображением щели 3щели 20 в экране 19. Этот импульскоммутации выдается по время пере(хода изображения щели 3 с одной:части растра на другую, т.е. между.сериями импульсов отчастей растра,Рефрактометр юстируется такимобразом, чтобы н начальномположеии (при равенстве показателей преломления сравниваемых сред, т,е.,-когда кювета не преломляет пучоксвета) центр колебания изображениящели 3 совпадал с центром непрозрачного экрана 19 междучастями растра,В этом случае при колебании иэображения щели 3 она пересекает одинаковую длину на каждой из частей растра,Соответственно на входы 21 и 22 счетчика импульсон 15 поступает одинаковое количество фотоэлектрическихимпульсов, Счет импульсон осуществляется таким образом, что количество импульсов, поступивших на вход21, вычитается иэ количества импульсов, поступивших на вход 22 (реверсивный счетчик) . Поэтому н начальном положениисчетчик импульсоврегистрирует цифру нуль,При изменении показателя преломления одной из сред рефрактометрическая кювета преломляет световыепучки на некоторый угол, при этомцентр колебания изображения щелисмещается с центра экрана,Соответственно,на входы 21 и 22счетТйка 15 поступает различноеколичество фотоэлектрическихимпульсов, Счетчик регистрируетцифру, характеризующую разностьчисла импульсов. Эта цифра в своюочерещ характеризует величинуугла отклонения света кюветой, аследовательно, и искомую разностьпоказателей преломления,Счет импульсов необходимо производить один раз за период колебания, после чего следует сброситьпоказания, Для осуществления этогосброса один из клиньев сканераб жестко соединен с диском 7 спрорезью 18. Свет от микролампы 16перекрывается диском 7 и один разза период через прорезь 18 в диске7 поступает на фотодиод 17, Фотоэлектрический импульс с фотодиода17 поступает на вход 23 .(сброса)счетчиков импульсов, сбрасывая показания счетчика на нуль.С выхода 24 счетчика сигналы поступают на ЭВМ (на чертеже не показано) .Таким. образом, применение предлагаемого импульсного рефрактометрапозволяет повысить точность и помехозащищенность измерений, а такжедает воэможность получить результаты измерения непосредственно в цифровой форме без дополнительного переобразования, как это имеет местов прототипе,Формула изобретенияИмпульсный рефрактометр, содержащий коллиматор, призматическую кювету, устройство для угловогоколебания светового пучка в плоскости главного сечения .кюветы, оптическую приемную систему с анализатором поля зрения и фотоэлектрическое регистрирующее устройство, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности и помехозащищенности, анализатор поля зрения выполнен в виде растра, составленного из двух идентичных частей,симметрично смещенных в разные стороны относительно оптической осиприемной системы, между ними установлен непрозрачный экран с щелью вцентре, а фотоэлектрическое регистрирующее устройство включаетв себя два фотоприемника, первыйиэ которых воспринимает световой поток от обеих частей растра и соединен с счетчиком импульсов,а второй 20 световой потокот щели в экране,и блок коммутации, включенный междупервым приемником и счетчиком импульсов. 25 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9166519, кл. С 01 Н 21/46, 19642. Авторское свидетельство СССР30 9271833, кл, С 01 Н 21/46, 1970,3. Патент Японии М 50-17147,кл, 111 Р 4, опублик. 1975 (прототип).699403 Фиг. 3 оставитель Н.Гусеваехред С,Мигай орректор Т,Скворцов дак Г,Гончар каз 7214 Подписное 113 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Тира ИПИ Государстве по делам изобре 5, Москва, Ж73ого комитета СССРний .и открытийРаушская наб;, д.4/5