Устройство для поверки дифференциальных рефрактометров

ФФ 4 ЯЩЪ -"Ч Союз Советских ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ60326 Социалистических Республик(43) Опубликовано 23,05.82. Бюллетеньсударственныи комитет СССР о делам изобретен и открытий(72) Авторы изобретения В. Иоффе, Е Михеева, Б. А, Желудов нградский ордена Ленина Трудового Красного Зна й университет им, А. А. филиал специального ко ке в нефтепереработке и А. М. Орешко Заявител Лени орденагосударственн и Ленинградский бюро по автомат ен Ждановатрукторскогнефтехимии) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИЕРЕНЦИАЛЬНЫХ РЕФРАКТОМЕТРО ляющие углы и показатели преломления материалов этих клиньев связаны с угловыми отклонениями световых лучей для двух длин волн следующим соотношением: ользовани оптически ып (9 - ";с) ггчс ггг яп (9 - г) ипг: и.с и (Р - хс 1 и 2 с с 1 п (о - ;с) п (Р - ) и.,з 1 п (о -) где пс,- заданные углы опклонения световых лучей для длин волны Хс и Х соответственно; ггс: и, г и.с, ггпу - показатели преломления материалов для длин волн 1.с и л соответственно для первой и второй частей клина; ус, у - углы между лучами с длиной волны ,с и л, преломленными на границе двух частей клина и оптической осью клина; р - угол между последней гранью второй части клина и плоскостью, перпендикулярной к оптической оси; 0 - угол преломления первой части клина. На фиг,1 иовленный в овойного клинаа, проходящего Изобретение относится к области физико-химических измерений и предназначено для поверки дифференциальных рефрактометров.Известно исп е для поверки рефрактометров х элементов в виде клиньев 111.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для поверки дифференциаль ных рефрактометров, выполненное в виде клиньев 12, Эти клинья выполнены из оптических материалов, прозрачных в рабочей области спектра, с различными углами преломления. 1Недостатком таких устройств является то, что преломляющие углы и дисперсия материалов определены соотношениями, исходя из условия полной ахроматизации клина для исключения окраски изображе ния, Таким образом, указанные известные клинья не позволяют получать дисперсию световых лучей, что снижает метрологическую надежность поверки.Целью изобретения является повышение 25 метрологической надежности поверки.Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве каждый из клиньев выполнен из двух частей, а форма и материалы клиньев выбраны из условия, что преломазан двоиной клин, уста- раве; на фиг. 2 - схематраектория светового луерез этот клин(2) а условие для расчета Устройство содержит стеклянный клин 1, оправу 2, корпус 3, регулирующее устройство 4.Конструктивно каждый клин 1 из набора устанавливается в оправу 2, которая, в свою очередь, вставляется в корпус 3, соответствующий по форме и размерам измерительной кювете поверяемого дисперсионного рефрактометра и имеющий регулирующее устройство 4 для ориентации преломляющего ребра клина и закрепления его в оправе в выбранном положении.В общем случае клин, состоящий из двух стекол разных марок с различными показателями преломления и перпендикулярным к входной грани клина падением светового пучка лучей (фиг. 1), рассчитывается по системе уравнений и 1 с зп э = п 2 с яп (О " Тс)и 2 с з 1 п (р - .1 с) - зп (р - ас); п 1 р зп 0 п 2. з 1 п (О - .р); и 2 р зп (;. - р) . - Ь - 1 г) где пк, п 2 с, зр, и; - показатели преломления первой и второй частей клина, соответственно для длин волн Х,с и Х0 - преломляющий угол первой частиклина;р - угол между последней граньювторой части клина и плоскостью, перпендикулярной к оптической оси;с, ",р - углы между преломленным награнице двух частей клина лучом и оптической осью, соответственно для длин волн лс и Хр.Для одиночного прямоугольного клина п 2=1 (воздух) и р отсутствует, поэтому система уравнений (1) принимает вид а условия для расчета вид зп ас зп ар 1 д 0 -- : -- (3) пс - соз ас и; - соз ар.где ас и ар - углы отклонения световых лучей клином соответственно для длин волн )с илр,Для клина, состоящего из двух частей, входные и выходные грани которого параллельны между собой и перпендикулярны оптической оси (р=0), выражение (1) принимает вид 1 К 9 =, (4) 1 и 22 - З 1 П 2 а, - и П,На основании указанных зависимостейпроизводят расчет углов и выбор стеколдля набора клиньев, необходимых для по 1 О верки рефрактометра, измеряющего одновременно разности показателей преломления Лис и средних дисперсий Л(пр - пс)Как одиночные, так и двойные клиньянабора позволяют производить поверкушкалы дифференциального рефрактометрас положительным и отрицательным отклонением контролируемого параметра путемих разворота на 180" вокруг оптической оси.Требования к материалу клиньев - невыше второй категории по Лпс и Л(пр -- пс), а к точности изготовления прелом.ляющего угла - не выше 1 - 3 угловыхминут. Такие клинья имеют стабильные параметры, небольшую погрешность от изме 25 нения температуры окружающего воздуха(1 10 -единицы показателя преломленияна 1 С) и удобны в обращении. Это позволяет применять их в качестве поверочногосредства для дифференциальных рефрактометров, имеющих погрешность измерения(Лпс) . до 1 10- ед. и Л(п; - пс) до2 10 -5 ед.Изготовленные клинья аттестуются спомощью гониометра по углам отклонения35 для выбранных длин волн Хс и Х;. Значения углов гравируют на корпусе, клина,а регулировочное устройство пломбируют.Паспортизованный набор клиньев становится основным поверочным средством при40 серийном выпуске приборов и хранится напредприятии-изготовителе,Для поверки рефрактометров, работающих с жидкостями, набор клиньев паспортизуют в значениях разностей показателя45 преломления Лпс и средней дисперсииЛ (пг - пс) по предварительно отградуированному с помощью жидкостей дисперсионному рефр актометру.Таким образом, каждый клин получает50 аттестацию в углах отклонения ас и ар взначениях разностей показателя преломления и средней дисперсии с учетом качестваизготовления дифференциальных, кювет ипараметров рефрактометра.55 Пример расчета и применения предлагаемого устройства.Исходными данными для расчета являются;диапазон измерения Лпс и Л(п р - ис);60 углы отклонения кюветы, применяемойв дифференциальном дисперсионном рефрактометре, соответствующие диапазонамизмерения.Для дифференциальной кюветы типа65 тройной полой призмы с углом измери603261 бор из девяти клиньев, подбираемых по по. казателям преломления, дисперсиям и отклоняющим углам так, чтобы угловые отклонения лучей клином обеспечивали для каждой поверяемой точки шкалы показателя преломления одновременную поверку средней дисперсии в начале, середине и конце шкалы. Исходные значения углов отклонения лучей для расчета набора клиньев должны соответствовать данным табл. 1. тельной части 90 без автоколлимации диапазону измерения разности показателей преломления Ьп с =О - 200 10-" единиц соответствует угол отклонения лучей кюветой ас = 0 - 216, диапазону измерения разности средних дисперсий Л (пг - ггс) =-0 - 200 10единиц соответствует угол Л(аг - а с) =0 - 1 Т 36",Для поверки дифференциального дисперсионного рефрактометра необходим наТаблица 1 Шкала показателя преломленияпоисп ясака яточка шкалы угол отклоненняначало начало Преломляющие углы клиньев, марки стекол из которых изготовляются клинья, углы отклонения лучей 1, и Хс, поверяемые точки шкал показателя преломления и типкаждого клина представлены в табл. 2,Таблица 2 Углы отклонення луча Углы клина Материал частей клина Л(п -- "с) 10Тип клина клина г"05 Г11,2 4,4 3 К 8 ТФ 510 ю 1500" 100,0 948" 3 ю 05 Я)" Ф 51 Ою 1820 4,4 90,2 сЫ 2КЧ 556 30943" 3 а 0903" 1 ч 08 11459 о 08 К 8 9 ю 10 ЛФ 5 19 ю 1 О 2057 00,2 1 О 08 ТФ 5 1950 5 ю 5240" 2 а 1056" ю 09 89 4 о У ю 16989 209 45 5 2245 8 189,7 2 ю 22 10 33 ю 33 3 К 8 Л 1 2 3 4 6 7 8 9603261 зи (0 - ;с) зи 0 - ) зи (; - хс) зи (о - р;.) и Р п 2 с п,с зи (о - с) и зп( - ;р) фиг. Клинья 1, 4, 7 рассчитаны по формулам(5), 2, 3, 6 - по системе управлений (1).Поверку дисперсионного рефрактометрапроизводят следующим образом,5С помощью регулируюцего устройстваустанавливают нулевые значения п с и(п - пс) по шкале регистрирующего прибора. Вместо измерительной кюветы вставляют в прибор клин, соответствующий по 10аттестации концу шкал разностей показателей преломления и средних дисперсий,Г 1 роизводят установку диапазона шкалпо показаниям регистрирующего прибора.Поочередно устанавливают аттестованные клинья, соответствующие сочетаниямразностей показателя преломления и средней дисперсии согласно табл. 2, и сопоставляют показания регистрирующего прибора с паспортными данными клиньев. По 20результатам проверки производят метрологическую аттестацию дифференциальногорефрактометра по классу точности,Устройство для поверки дифференци альных дисперсионных рефрактометров, одновременно измеряющих показатель преломления и среднюю дисперсию, позволяет быстро выявить возможные систематические ошибки прибора и либо устранить их, 30 либо ввести соответствующие поправки к результатам измерений, обеспечивает всестороннюю поверку прибора одновременно по двум шкалам, что важно при использовании дисперсионного рефрактометра для 35 анализа состава светлых нефтепродуктов, В этом случае обеспечение заданного класса точности дисперсионного рефрактометра во всем диапазоне измерения средней дисперсии и показателя преломления является 40 основой для точного определения группового состава светлых нефтепродуктов, что важно для процессов каталитического рифорвинга в нефтепереработке. Формула изобретения Устройство для поверки дифференциальных рефрактометров, выполненное в виде клиньев, отличающееся тем, что, с целью повышения метрологической надежности поверки, каждый из клиньев выполнен из двух частей, а форма и материалы клиньев выбраны из условия, что преломляющие углы и показатели преломления материалов клиньев связаны с угловыми отклонениями световы.ых лучеи для двух длин волн следующим соотношением: где асаг - заданные углы отклонения световых лучей для длин волн Хс и : соответственноно; пс,пю, пс, п - показатели преломления материалов для длин во/волн с )р соответственно для первой и второй частей клина; ус, г - углы межд лучами с длиной волны Хс и 1 р, преломленными на границе двух частей клина и оптической осью клина; р - угол между последней гранью второй части клина и плоскостью, перпендикулярной к оптической оси; О - угол преломления первой части клина. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. ц. Погарев Г. В. Юстировка оптических приборов. М., 1968, с, 115 - 127.2. Инструкция 279 - 66, разработанная Комитетом стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров. СССР, 1966.603261 ив Составитель Н, Гусева Техред И. Пенчко Корректор С. Фай гирова едакт Заказ 450/419 Изд, Мо 148 Тираж 883 ПодписноеНПО сПоиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 п. Харьк. фил. пред. сПате