Автоматический рефрактометр полного внутреннего отражения

СОЮЭ СОВЕТСОЦИАЛ ИСТИЧРЕСПУБЛИК 093 А 21/4 заГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ ФТ(ЩЯ 3 э Ф а 3 Е:.1 зф.: х. ЙМк 1 а" ОписАНИЕ ИЗОБРЕтК АВТОРСКОМУ СВИД 5 ТЕЛЬСГВУ(21) 2958307/18-25 ..новленные последовательно по ходу из.-.(22),15,07,80 .: лучения конденсвр-измерительную приз(46) 30.06,84 Бюл. Яф 24му, объектив и фотоприемники, раз(72) Н.П. Байдаков Мещенные на подвижном рычаге, о т"(71) Киевский технологический инсти- : л и, ч а ю щ и й с я тем, что, с цетут пищевой промышленностилью повышения чувствительности и точ(53) 535.24(088.8) ности измерений, объектив установлен,(56). 1. Дикий Б,Ф. Автоматический на подвижном рычаге на минимальномконтроль состава и свойств пищевых расстоянии от выходной грани призмы,продуктов. И., "Пищевая промышлен- обеспечивающем рабочий ход подвижногоность", 1968, с. 64; . . рычага,2. Авторское свидетельство СССР .: 2. Рефрактометр по п. 1, о т л иВ 137689, кл, С 01 Я 21/43, 1961 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью(прототип). упрощения его обслуживания и юстировки, подвижный рычаг и механизм уст(54)(57) 1, АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕФРАКТО-. ройства следящего уравновешивания, ЯМЕТР ПОЛНОГО ВНУТРЕННЕГО ОТРАЖЕНИЯ расположены на поворотном кронштейне,с устройством следящего уравновеши- выполненном с возможностью перемещевания, содержащий осветитель и уста- ния вдоль оси поворота.Изобретение относится к автоматизации производства и может быть использовано для измерения показателяпреломления жидкостей в пищевой,химической, медицинской и фармацевтической промышленности.Известен автоматический рефрактометр с устройствами следящего уравновешивания, содержащий осветитель -лампу накаливания или ртутный осветитель, конденсор измерительную приз.му, и рычаг с установленными на немодним или несколькими фотоприемниками. Нить накаливания осветителярасположена перпендикулярно плоскости 15перемещения рычага и обеспечиваетсравнительно резкое изображениеграницы светотени, проецируемойна фотоприемники Ц ,Однако в данном рефлектометре воз" 20можно изменение положения нити нака-.ливания вследствие ее провисания впроцессе работы или вследствие заменыосветителя. Смещение нити накаливанияв направлении, перпендикулярном к оси 25конденсора; приводит к появлениюаддитивной погрешности измерения, асмещение ее вдоль оси,конденсора -к появлению,мультипликативной погрешности измерения. Аналогичные погрешности возникают и при смещении конденсора относительно призмы, например,в случае профилактического ремонта.Указанные погрешности могут возникнуть и в случае смещения относительнопризмы механизма следящей системы вме-; З 5сте с осью рычага, на котором установлены Фотоприемники.Наиболее близок к предлагаемомупо технической сущности автоматичес 40кий рефрактометр полного внутреннегоотражения с устройством следящегоуравновешивания, содержащий освети"тель и установленные последовательно.по ходу излучения конденсор, измери.45тельную призму, объектив и фотоприемники, размещенные на подвижном рычаге 121. В случае установки объектива на расстоянии от фотоприемников, равном 50 фокусному, возможно обеспечение устойчивости показаний при смещении осветителя или конденсора когда предельный луч на выходе из призмы расположен параллельно оси объектива. Для ,55 предельного луча, расположенного под углом к оси объектива, смещение осветителя или конденсора:приводит к смещению границы светотени относительно фотоприемников и появлению погрешности измерения. Длина луча, соответствующего предельному, расположенногомежду объективом и фотопреобразовательным устройством и совпадающего сглавной или побочной осью объектива,изменяется в процессе рефрактометра.Поэтому для большей. части шкалы наблю"дается несовпадение Фокуса объективасо светочувствительной поверхностьюФотоприемников. Вследствие этогосмещение относительно призмы, осветителя,. конденсора или механизмаследящей системы вместе с объективом приводит к снижению чувствительности и точности измерений.Цель изобретения - повышение чувствительностии точности измерений, а,также упрощение обслуживания,Поставленная цель достигается тем,что в рефрактометре полного внутреннего отражения с устройством следящего уравновешивания, содержащем осветитель и установленные последовательно по ходу излучения конденсор измерительную призму, объектив и Фотоприемники, размещенные на подвижном рычаге, объектив установлен на подвижном рычаге на минимальном расстоянии от выходной грани призмы, обеспечивающем рабочий ход подвикного рычага.Кроме того, подвижный рычаг и механизм устройства следящего уравновешивания могут быть расположены на поворотном кронштейне, выполненном с возможностью перемещения вдоль оси поворота,На фиг. 1 представлена схема. автоматического рефрактометра полного внутреннего отражения, на Фиг. 2 и 3 - ход предельных лучей, направленных под углом к оси объектива, и влияние расположения объектива на величину отклонения границы светоте,ни от оси рычага.Автоматический рефрактометр полного внутреннего отражения (Фиг. 1), содержит осветитель 1, конденсатор 2,измерительную призму 3, омываемую контролируемой жидкостью, подвижный рычаг 4 с объективом 5 и фотоприемниками,б, реверсивный электродвигатель 7, кулачок 8 и толкатель 9,тягу 10 и поворотный кронштейн 11,который может поворачиваться и смещаться в вертикальном направлении относительно направляющих, в которых онустаноВлен.42 4 3 11005Устройство работает следующим образом.В результате отражения от границыраздела стекло-жидкость коническогопучка лучей, прошедших от осветителя 1 через конденсор 2, на выходеиз измерительной призмы 3 образуется луч, соответствующий предельному, по сторонам от. него расположены лучи, образующие световые по- Отоки светлой и темной зон. Границараздела между световыми потоками светлой и темной,зон при соответствующейнастройке следящей системы рефрак-;тометра проецируется в момент измере 15ния в середину фотоприемников 6. Ес:ли объектив 5 установлен на расстоя-.нии от фотопреобразовательного устрой-.,ства, равном фокусному, то рычаг 5в момент измерения расположен параллельно предельному лучу, расположен.-ному на выходе из призмы 3. Непараллельность между предельным лучом, рас.положенным на выходе из призмы, иосью рычага с объективом, возникшаяв результате изменения показателя преломления жидкости, приводит к смещению границы светотени относительно середины фотоприемников 6, на выходе которых появляется сигнал разбаланса, Этот сигнал после усиленияпоступает на реверсивный двигатель 7,который перемещает кулачок 8, толкатель 9, тягу 10 и рычаг 4 в на.правлении совмещения границы свето"тени с серединой фотоприемников 635и уменьшения сигнала разбаланса. Показатель преломления жидкости определяется по положению указывающейстрелки, расположенной на одной осис кулачком 8,Смещение осветителя 1 приводит к смещению предельного луча на выходе из, призмы 3. Ход луча, соответствующего предельному, от смещенного осветйтеля 45 через оптическую систему показан пунктиром на фиг. 1. Для одного и того же показателя. преломления контролируемой жидкости лучи, соответствующие предельному и распространяющиеся 50 от смещенного и несмещенного осветителя, расположены на выходе из призмы под .одним и тем же углом к ее выходной грани, т.е. параллельно друг другу. Любой луч, соответствующий 55 предельнойу и расположенный параллель" но рычагу 4 и оптической оси объектива 5, после прохождения через .объектив попадает в фокус, совпадающий с серединой фотоприемников, Таким образом, смещение нити накала осветителя 1 при правильной установке объек" тива не приводит к смещению границы светотени относительно фотапреобразовательного устройства и показания автоматического рефрактометра не изменяются, Если задняя фокальная плоскость объектива не совпадает с плоскостью светочувствительной поверхности фотоприемников 6, то при изменении положения осветителя происходит смещение границы светотени относительно фотоприемников, вследствие чего возникает погрешность измеренияСледовательно, смещение или поворот конденсора.2 . относительно первоначального положения. при условии отсутствия виньетирования и правильной юстировке объектива не приводит кзаметной погрешности измерения. Перемещение кронштейна 11 в направлении, указанном стрелкой, когда следящая система находится в уравновешенном состоянии, не оказывает существенного влияния на результаты измерения, так как в случае вертикального смещения кронштейна предельный луч, расположенный на выходе из призмы, остается параллельным рычагу 4 и оптической оси объектива 5.Для уменьшений погрешностей, связанных со смещением осветителя, кондея" сора. или механизма следящей системы, наряду с установкой объектива на рычаге требуется правильная юстировка объектива, заключающаяся в совмещении главной оптической оси :. объектива 5 с осью рычага 4 и задней главной фокальной плоскости объектива со светочувствительной поверхностью фотопреобразовательного устройства. В результате того, что визуальная юстировка объектива затруднительна, в предлагаемом.рефрактометре используется перемещение кронштейна 11 в вертикальном направлении вдоль нащав. ляющих, в которых он установлен.При правильной юстировке объектива перемещение кронштейна в момент измерения не приводит к изменению показаний. В то же время измерение показаний рефрактометра указывает на не" обходимость дополнительной юстировки объектива. Указанное устройство по" зволяет одновременно улучшить условия обслуживания. В случае необходимости осмотра или ремонта кронштейн 11 можно повернуть относительно направляющих, в которых он установлен.5На работу автоматического рефрактометра влияет расположение объектива 5. на рычаге 4, которые являются элементами следящей системы .автоматического рефрактометра. В слуО чае наличия рассогласования (фиг. 2 и 3). между . предельным лучом на выходе йз призмы и рычагом с установленным на нем объективом величина и смещения границы светотени относительно фотоприемников зависит от места установки объектива, Из фиг. 2 и 3 видно, что величина 5 тем больше; чем больше расстояние между объективом и фотопри О емником.Увеличению расстояния между фото- преобразовательным устройством и объективом препятствует выходная грань призмы. При одной и той же величине рассогласования.Ь О увеличение смещения позволяет увеличить сигнал небаланса на выходе фотопреобраэовательного устройства и уменьшить порог чувствительности рефрактометра. Это способствует уменьшению рассогласования Ь 6 между предельным лучом на выходе иэ призмы и осью рычага и увеличению точности при измерении показателя преломления.Использование предлагаемого авто" матического рефрактометра позволяет уменьшить погрешности, возникающие вследствие смещения осветителя, конденсора или механизма следящей системы относительно призмы, обеспечивает правильную юстировку объектива и уменьшаетсвязанные с юстировкой объектива погрешности измерения, а также практически исключает необходимость настройки рефрактометра в случае замены осветителя или конден- . сора и улучшает условия обслужива1100542Составитель С. Бочинский Редактор Л. Лчелинская Техред М. Гергель Корректор М, Демчик Закаэ 4573/34Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Мо-ква, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул Проектная, 4