Рефрактометр нарушенного полного внутреннего отражения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 938109 Сфюэ СоветскикСфциалистическикреспублик(51)М. Кл. 6 01 8 21(43 с присоединением заявки3 Ьаудерствавей квинтет СОВР аф делам изобретений и вткрмтнй(54) РЕФРАКТОМЕТР НАРУШЕННОГО ПОПНОГО ВНУТРЕННЕГО ОТРАЖЕНИЯ1Изобретение относится к технической физике, а именно к рефрактометрам для измерения показателей преломления поглощающих сред 1 и может быть использовано прежде всего в нефтехимии, а также5 фармацевтической, пищевой и друщх областях промышленнос ттт.Известен рефрактометр нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО), предназначенный для измерения показате- , лей преломления поглощатстцих сред, содержащий осветитель, входную щель, измерительный элемент НПВО с кюветой для исследуемой среды и элемент НПВО с ктсгветой цля сравнительной среды, модулятор, приемную оптическую систему и фотоэжктрическое регистрирующее устройство 11.Наиболее близким к изобретению является рефрактометр НЛВО, предназна- га ченный для измерения показателей преломления поглощающих сред, содержащий последовательно установленные в корпусе осветитель, коллиматор с двухщелевой 2циафрагмой, измерительный эжмент НПВО с кюветой, имеющей рабочую и эталонную зоны, приемную оптическую систеМу, щ левой модулятор и фотоэлектрическое регистрирующее устройство, а также механизм перемещения коллиматора и части приемной оптической системы, расположенной вблизи элемента НПВО 2,Недостатком известного рефрактометра является трудность его выполнения в промышленном варттанте ввиду сложности обеспечения взрывозащищенности рефрактоьегра, необходимой для приборов общепромыш-. ленного применения, предназначенных для взрывобезопасных помещений и наружных установок.Источник света, а также модулятор и фотоэлектрическое регистрирующее устройство связаны соответственно с коллиматором и приемной оптической системой, перемещающимися в пространстве для уста новленту необходимого угла падения света на элемент НПВО. Все это нарушает стабильность и воспроизводимость покаэтвтий938109 4т- конденсатор 2, первый волоконный светоль вод 3, двузщелевую пиафрагму 4, устанои- вленную в коллиматоре 5, обьектив 6, изя- мерительный элемент НПВО 7 с кюветой ас с рабочей поверхностью 8, имеющей этаас- лонную зону 100% отражения 9 ирабочую ес- зону 10 для исследуемой седы, приемнуюоптическую систему 11, включающую ить объектив 12, светоделитель 13, второй и очтретий волоконные светодиоды 14 и 15, и ограничительную диафрагму 16 в плосконюю сти выходного зрачка прибора, щелевой дна- модулятор с двигатежм 17, имеющий две их системы щелей, объектив 18, призму 19, ю 15 светоделитель 20, фотоприемники 21 и22 фотоэлектрического регистрирующегоустройства (не показано), параллелограмкой мный механизм 23 перемещения коллиматора и части приемной оптической систе 20 мы, расположенной вблизи элемента НПВО, Юа Ммвзрывозащищенный корпус 24. Все элементы рефрактометра заключены в светозашишенный кожух (корпус) 25. а 25Рефрактометр работает следующим образом.Источник света 1 с помощью конденсатора 2 через световод 3, вьводной торецкоторого связан с коллиматором 5, освещает двухщелевую диафрагму 4, находяосщуюся в фокальной плоскости обьектива а 6. После обьектива выходят два коллиенмированных пучка света, которые направкюляются на полусферический элемент НПВО о 7 и падают на рабочую поверхность 8з 5 элемента НПВО, освещая эталонную 9 ирабочую 10 зоны под двумя углами пазмдения Ч и Ч, О:обенности дальнейшего хода лучей объясняются тем,чтонеобходимое для измерения двух оптических нуао констант разделение пучков по углам паидения производится с помощью разделенияизображений двух щелей диафрагмы 4, амодуляция света производится путем его ыйпрерывания в плсскости рабочей и эталона 5 ной зон (плоскость зрачка). Поскольку газги плоскости не совпадают, то для осуйшествления обеих операций (разделениесветовых пучков по углам падения и морефрактометра, а также усложняет конс рукцию, Источник света, электродвигате модулятора и фотоприемники фотоэлектр ческого регистрирующего устройства явл ются элементами повышенной взрывооп ности вследствие наличия искрящих ч тей, возможности образования электрич ких пуг и нагрева. Взрывоопасность перечисленных элементов мскно обеспеч применением взрывонепроницаемой обол ки, предотвращающей передачу взрыва пр воспламенении внутри оболочки во внеш среду (поэлементная взрывозашита). О ко такое конструктивное выполнение эт элементов приводит к резкому увеличени их габаритов и веса, что делает невозм ным их расположение на вращающихся коллиматоре и часщ приемной оптичес системы ввипу конструктивных усложне ний. Кроме того, в этом случае трупне обеспечить стабильность и воспроизводи мость показаний рефрактометра.Бель изобретения - повышение стаби ности и воспроизводимости показаний и упрощение конструкции рефрактометра, также обеспечение взрывозащищенностиПоставленная цель достигается тем, что в рефрактометре нарушенного полно внутреннего отражения, содержащем пос ледовательно установленные в корпусе ветитель, коллиматор с двухщелеэой ди фрагмой, измерительный элемент наруш ного полного внутреннего отражения с ветой, имеющей рабочую и эталонную з ны, приемную оптическую систему, шел вой мопулятор и фотоэлектрическое реги стрирующее устройство, а также механи перемещения коллиматора и части прием ной оптической системы, расположенной вблизи элементанарушенного полного в треннего отражения, межпу осветителем пвухшелевой диафрагмой коллиматора вв пен первый волоконный световод, а межпуобьективом приемной оптической систем и модулятором введены второй и трети волокнистыесветоводы, оптически сопря юшие изображения рабочей и эталонной зон кюветы с соответствующей системо щелей модулятора.При этом, источник света, модулятор50 и фотоприемники фотоэлектрического регистрирующего устройства заключены в общий взрывозашищенный корпус.На фиг, 1 представлена схема рефрактометрд НПВО"на фиг. 2 - вид Л нафиг, 1; на фиг. 3 - ограничительная пиаграмма.Рефракточетр НПИО содержит осветитель, экю иооши й источчик света 1 и пуляции света) необходим последовательный перенос изображений щелей и зрачкавдоль оптической оси. Такой перенос визвестном осуществлен с помацью линзовых систем. Однако в данном рефрактометре его невозможно осуществлять, всвязи с чем используются пва световопа 14 и 15, а не один вместо линзовых систем, поскольку в случае одного световода осуществляется только перенос изобра5 938жения, сформированного на одном торцесветовода, на другой торец, а изображе-.ний щелей в этом случае не образуется.Таким образом, необходимо использсаатьдва световода 14 и 15, Отраженные зонами 9 и 10 световые пучки направляют-ся на объектив 12, который строит всвоей фокальной плоскости изображениедвухщелевой диафрагмы. В плоскости изображения этой диафрагмы расположен свеОтоделитель 13, ребро которого располагается между изображениями щелей диафрагмы. Огражающие грани светоцелителя,на каждую, из которых проектируется соответствующее иэображение щели, разделя- .иют световые потоки на два канала, соответствующкх определенному. углу падениясвета на элемент НПВО. В каждом из каналов далее по ходу луча тем же обьективом 12 строится изображение рабочей 20и эталонной зон элемента НПВО, Такимобразом, строятся две пары изображенийзон, причем каждая пара соответствуетопределенному углу падения 9 илиПоскольку полученные изображения зон 25уже привязаны к соответствующим углам падения, то отпадаег необходимость вдальнейшем псстроении изображения щелей. Поэтому перенос изображений зон отподвижной части приемной оптической си- З 0стемы 11 к неподвижному узлу, заключенному во взрывозащищенный корпус,произвоцится с помощью двух световодов14 и 15, на входные торцы которых проектируются изображения соответствующей 5пары зон.Таким образом, последовательностьсветовых импульсов, снимаемых с каждогофотоприемника, дает козффициент отражения света для цаннаго угла падения Й 40и Кв, по значениям которых вычисляютсят.показатель преломления и показатель поглощения Ж исследуемой срецы,Коллиматор 5 и приемная система 11выполнены поцвюкными цля установленияоптимального угла падения на элементНПВО. Изменение угла падения производится с помощью параллелограммного механизма 23, обеспечивающего оцновременный и оцннаковый наклон коллиматора ичасти приемной оптической системы. Концы световоцов, соециненные с ними, перемешаются вместе с коллиматором и частью приемной оптической системы.Источник света 1, модулятор с двигателем5517, фотоприемники 21 и 22 ивторыеконцы световоцов, связанные с источником света и модулятором, вынесены нанеподвижное основание, что позволяет все 109 бэлементы повышенной взрывоопаснссти заключить в единый взрывозащищенный корпус 24, а элементы конструкции,перемещающиеся в пространстве, подвергающиеся перенастройке в процессе эксплуатации(параллело граммный механизм. зле ментНПВО), разместить вне взрывозашкщенного корпуса в светозащктном корпусе 25,Таким образом, выполнение рефрактометра согласно изобретению позволяетосуществить более стабильные кзмеренкя,упростить конструкцию, обеспечить взрьвозашищеиность прибора,ф ормула изобретения 1Рефрактометр нарушенного полного внутреннего отражения, содержащий последовательно установленные в корпусе осветитель, коллкматор с двухщелевой диафрагмой, измерительный элемент нару- щенного полного внутреннего отражения с кюветой, имеющей рабочую и эгалонную зоны, приемную оптическую систему, щежвой модулятор и фотоэлектрическое регистрирующее устройство, а также метлнизм перемещения коллиматора и части приемной оптической системы, расположенной вблизи элемента нарушенного,одного внутреннего отражения, о т л и ч аю ш и й с я тем, что, с целью повышения стабильности и воспроизводимости показаний и упрсщения консгрукции: рефрактометра, между осветителем и двухщелевой диафрагмой коллиматора введен первый волоконный световоц а между обьективом приемной оптической системы и модулятором - второй и третий волоконныа светаводы, оптически сопрягающие изображения рабочей эгалонной зон кюветы с соответствующей скстемой щелей ме цулятора.1 2. Рефрактометр по п. 1, о т л и ч аю ш и й с я тем, что, с целью обеспечения взрывозащищенностк, источнкк света, модулятор и фотоприемники фотоэлектрического регистрирующего устройства заключены в общий взрывозащищенный корпус. Источники информации,принятые во внимание . прн экспертизе 1. Патент фРГ М 1233618,кл. 6 01 М 2 1/46, опублкк. 1967. 2. Авторское свидетельство СССР М 623143, кл.б 01 Ч 21/43, 1978938 109 г.Г та Составитель В. К 3 р евРедактор Р. Циника Техред А.Бабинец Корректор Н. Стецое Заказ 4448(64 Тираж 887 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и откры 113035, Москва, Ж, Раущскаяул. Проектная лиал ППП фПатентф, г. Ужгород Подписита СССРтийнаб., д. 4