Автоматический рефрактометр

Союз Советских Социалистических Республик(6 т) Дополнительное (22) Залвлено 1209.7 4422/18-2 С 01 Н 21/ рисоединеннем зеваки Мо осударстаенный комитет СССР по делам изобретений и открытий(5 СКИЙ РЕФРАКТОМЕТ ТО 2 Изобретение относится к области рефрактометрии и может быть использовано в приборах для измерения показателя преломления жидкостей.Известны автоматические рефрактометры, содержащие последовательно расположенные источник света, оптическую систему, формирующую два световых пучка, рефрактометрическую кювету, многощелевой обтюратор,фотоприемники и фаэоиэмерительное устройство, в которых производится фазовая регистрация угловых отклонений светового пучка, прошедшего кю" вету с жидкостью 115Наиболее близким техническим реше" нием к данному изобретению является автоматический рефрактометр, содержащий источник света, рефрактометрическую кювету, оптическую систему, 20 многощелевой обтюратор, фотоприемники и фазоизмерительное устройство пути второй части пучка между автоколлимационным объективом и обтюратором установлена отрицательная линза и призма, раэдваивающая в однойплоскости вторую часть пучка на две частиРазделительная призма выполнена так, что расстояние между раздвоенными пучками, а следовательнои разность фаз сигналов фотоприемников, регистрирующих световые потоки этих пучков, зависит от угла входа в призму раздваиваемого светового пучка Благодаря введению отрицательной линзы и разделению Лучка на две части достигнуто повышение чувствительностиприбора, но при этом во столько же раз умень" шился диапазон измерения.Недостатком известного устройства является узкий диапазон измерения.Цель изобретения - расширение диапазона измерения при одновременном обеспечении высокой чувствительности во всем диапазоне, Это достигается тем, что в многощелевом обтюраторе одна или несколько щелей или проме" жутков между щелями выполнены шире на целое число шагов распределе. ния элементов обтюратора и в рефрак рефрактометре часть свека после прохождения кюируется автоколлимационннепосредственно на щели и используется для изме ьших угловых отклонений, чувствительностью, На В этом тового пуч веты фокус объективо обтюратор рения боно,с мало ЗОтометр дополнительно нцедены устройство счета целого числа фазовых сдвигов, равных пределу измерения Фазоизмерительного устройства, и устройство согласования результа" та счета фазовых сдвигов с показанием Фазоиэмерительного устройства, причем входы устройства счета Фазовых сдвигов соединены с выходами фотоприемников, а его выходы соединены,со входами устройства согласования, другие входы которого соединены с выходами фазоизмерительного устройства.Сущность изобретения поясняется чертежом, где на Фиг. 1 и фиг. 2 изображена функциональная схема автоматического рефрактометра; на фиг. 3 показана часть многоцелевого обтюратора, а на фиг4 изображены ос. циллограммы выходных сигналов фотоприемников. 20Устройство содержит последовательно расположенные источник 1 света, коллимирующий объектин 2, кювету 3 с исследуемой жидкостью, кювету 4 с эталонной жидкостью, диаФрагму 5 с 25 двумя отверстиями, стеклянные клинья 6, 7, фокусируюций объектив 8, цилиндрический многощелевой обтюратор 9, фотоприемники 10, 11, фазоизмерительное устройство 12, устройство 13 счета фазовых сдвигов и устройство 14 согласования результата счета фазовых сдвигов с показанием Фазоизмерительного устройства. Обтюратор 9 имеет цилиндрическую поверхность 15, Кювета 3 с исследуемой жидкостью содержит две стеклянные пластины,установленные параллельно друг другу, а кювета 4 с эталонной жидкостью выполнена в виде ромбовидной призмы со стеклянными стенками и расположена 4 О внутри кюветы 3. Стеклянные клинья 6, 7 предназначены для разведения световых пучков, прошедших отверстия диафрагмы 5, на фотоприемники 10, 11. Щели обтюратора 9,расположены в Фо кальной плоскости объектива 8Устройство работает следующимобразомСвет от источника 1 Формируется объективом 2 в параллельный пучек, который проходит кюветы 3, 4 и диафрагму 5. После диафрагмы 5 образуется дна одинаковых световых, пучка 16 и 17, которые через клинья 6, 7 попадают на объектив 8, Объектив 8 формирует в плоскости щелей обтюратора 9 два одинаковых изображения 16 и 17 (фиг. 3) источника 1, .сдвинутые клинвями 6 и 7 вдоль щелей обтюратора так, чтобы световые пото" кипучкон 16 и 17 попадали на отдель ные фбтоприемники 10 и 11, При этбм иэображения 16 и 17 находятся на одной образующей 20 цилиндрической поверхности обтюратора (фиг. 3) и разность Фаэ между сигналами фотоприемников 65;равна нулю. Если показатель преломления исследуемой жидкости меняется томежду пучками 16 и 17 появится угловое смещение, которое приводит к смещению изображений 16 и 17 в направлении, перпендикулярном щелям обтюратора, в противоположные стороны на величину, пропорциональную величине измерения, показателя преломления. С помощью обтюратора расстояние Ь х между смещенными иэображениями 18 и 19 преобразуется в фазовый сдвиг между сигналами 0 и 0 фотоприем 2ников 10, 11 (Фиг. 4) . В предлагаемом рефрактометре разность фаз между сигналами фотоприемников определяется по моментам 6 споследовательного пересечения изображений 18 и 19 расширенным элементом 15 обтюратора 9 (фиг, 3)Введение н обтюратор одного или нескольких расширенных на шаг и разнесенных между собой эле-. ментов практически не влияет на показание фаэоизмерительного устройства, так как при этом не изменяется фазасинусоидальных участков сигнала Фазовый сдвиг Ч между сигналами О и Ц определяется из соотношения( ( пр+где М - целое чйсло фаэоных сдвигов, равных Чяр за время(ЬС,-4-)Чпр - предел измерения фаэоиэмерительногб устройства;Ь - разность фаз между синусоидальными участками сиг-налов О, О соответствует оказанию фаэоиэмерительного устройства 12,Число М определяется с помощьюустройства 13 счета фазовых сдвигов. Суммирование показаний фаэоизмерительного устройства 12 и устройства 13 счета числа К производится устройством 14 согласоваНия. При этом учитывается знак при йчи знак изменения показателя преломления, который определяется в устройстве 13 по взаимному временномуположению моментов времени Сс и 1 А,Устройство счета числа М построено по следующему принципу Известными методами иэ сигналов О 0 произЬводится временная селекция и формирование импульсов в моменты времени 1 , 1 д- пересечения расширеннымиэлементами обтюратора снетоных пучков16 и 17. Формируется, временное окнов течение которого на вход счетчикаиьипульсон подаются импульсы, периодследования которых равен периодумодуляции светового потока пучков 16и 17 не расширенными Элементами обтюратора, умноженному на отношение Юрр//360 , Например, если Мдр = + 180 О, топериод следования счетных импульсов .равен половине периода модуляциисветового потока, при этом счетные- импульсы формируются по моментам пересечения сигналами ОцО нулевого (среднего) уровня. Для обеспечения согласования показаний Фазоиэмерительного устройства 12 с результатом счета числа Й счетные импульсы надо формировать из сигнала того Пучка, который пересекается обтюратором первым по ходу вращения.Данное изобретение позволяет обеспечить однозначное измерение фазовых "сдвигов, превышающих 360 , что " дает возможность расширить,предел измерения показателя преломления. Это дает также возможность уменьшать, ыаг распределения элементов обтюратора(5 и тем самым обеспечить высокую чув" ствительность рефрактометра.Формула изобретенияАвтоматический рефрактометр, содержащий источник света, рефрактометрическую кювету, оптическую систему, многоцелевой обтюратор, Фото приемники и фазоизмерительное устрой" ство, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью расширения диапазона измерения при одновременном обеспечении высокой чувствительности во всем циапазоне, в его многощелевом обтюраторе одна или несколько шелей или промежутков между щелями выполнены шире на целое число шагов распределения эдементов обтюратора, и в рефрактометр дополнительно введены устройство счета целого числа фазовых сдвигов, равных пределу измерения Фазоиэмери-. тельного устройства, и устройство согласования результатов счета фазовых сдвигов с показанием фазоиэмерительногб чстройства, причем входы устройства счета фазовых сдвигов соединены с выходами Фотоприемников, а его выходы соеди" нены со входами устройства согласования, другие входы которого соединены с выходами фазоизмерительного устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторскоесвидетельство СССРР 163390, кл. С 01 И 21/46; 1964.2. Авторское свидетельство СССР9 401912, кл. С 01 Ы 21/64, 1973