Проточный рефрактометр

 

ПРОТОЧНЫЙ. РЕФРАКТОМЕТР, содержащий последовательно установленные фотоэлектрический автоколлиматор , включающий источник излучения и установленные по ходу излучения конденсор, щель, полупрозрачное зеркало и объектив, и кювету с двугранным зеркалом и входными окнами, а также устройство обработки информации , оптически связанное с полупрозрачным зеркалом автоколлиматора. отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения показателя пpeлo шeш я, входные окна кюветы вьшолнены в виде двух Плоскопараллельньрс пластин, ориентированных под углом 90° одна к другой и наклоненньгх к обращенным к ним соответствующим граням двугранного зеркала под одинаковыми углами, при этом вершина образованного пластинами прямого угла расположена на оптической оси фотоэлектрического автоколлиматора , а величина двугранного угла ( зеркала выбрана из условия /i 90° + 2arcsin где NQ - значение показателя преломления контролируемой среды .5 из диапазона чувствительности рефрактометра.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СО0ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ6ЛИН (! 9) (I 3) (51)4 0 N 21 41

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ р=90 + 2arcsin = — 1 о

1 о

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЭО6РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3701366/24-25 (22) 17.02.84 (46) 23.10.85. Бюл. Р 39 (72) Н.Н, Васильева, 3.И. Красовский

В.В. Лукаш и Б.В. Наумов (53) 535.24 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 705313, кл. С Oi N 21/41, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 911251, кл. G 01 N 21/41, 1982. (54)(57) ПРОТОЧНЫЙ РЕФРАКТОМЕТР, содержащий последовательно установленные фотоэлектрический автоколлиматор, включающий источник излучения и установленные по ходу излучения конденсор, щель, полупрозрачное зеркало и объектив, и кювету с двугранным зеркалом и входными окнами, а также устройство обработки информации, оптически связанное с полупрозрачным зеркалом автоколлиматора, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения показателя преломления, входные окна кюветы выполнены в виде двух Плоскопараллельных пластин, ориентированных под углом 90 одна к другой и наклоненныхк обращенным к ним соответствующим граням двугранного зеркала под одинаковыми углами, при этом вершина образованного пластинами прямого угла расположена на оптической оси фотоэлектрического автоколлиматора, а величина двугранного угла 6 зеркала выбрана из условия где ND — значение показателя преломления контролируемой среды из диапазона чувствительности рефрактометра.

1187029

10 х"

1- у(2 и» гдеИ= —— п

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для измерения показателя преломления жидкостей.

Целью изобретения является повышение точности измерения показателя преломления.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Рефрактометр состоит из последовательно установленных фотоэлектрического автоколлиматора 1, рефрактометрической кюветы 2 и устройства 3 обработки информации, подключенно- !5 го к выходу автоколлиматора 1. Фотоэлектрический автоколлиматор может быть выполнен по любой известной схеме, например, в виде последовательно установленных источника 4 20 света, конденсатора 5, щели 6, полупрозрачного зеркала 7 и объектива 8, за которым расположена кювета 2. Кювета состоит из двух плоскопаpaïëpëüíûõ. пластин 9 идвугранного зер-25 кала I 0,.жестко связанных между собой. о

Пластины ориентированы под углом 90

1 один к другому„ а также наклонены к обращенным к ним соответствующим граням двугранного зеркала под одинаковым углом. Вершина прямого угла, образованного пластинами и направленного на двугранное зеркало, расположена на оптической оси устройства. Зеркало расположено в исследуемой среде.

Устройство работает следующим образом, Световые лучи от источника 4 света проходят элементы 5 †. 7 устройства и попадают на объектив 8.

Пройдя объектив 8, они параллельными пучкаии проходят через входные окна плоскопараллельных пластин 9 и попадают в анализируемый объем

45 среды, пройдя который, лучи отражаются от соответствующих граней двугранного зеркала 10 и идут в обратном направлении до полупрозрачпого зеркала 7, отражаясь от которого они поступают на устройство

3 обработки информации, В данной конструкции кюветы за счет выбора определенной величины . двугранного угла выходящие из кю55 веты через входные окна плоскопараллельных пластин световые пучки образуют между собой некоторый, бли"::êèé к нулевому значению, угол х;

) величина которого меняется в зависимости от изменений показателя преломления в анализируемом объеме.

Этот угол может быть выражен через показатель преломления жидкости в анализйруемом объеме и некоторые уг1 ловые параметры конструкции кюветы. †.отношение показателей преломления жидкости и воздуха; — поправка к прямому углу между плоскопараллельнЫми пластинами вследствие несовершенства изготовления механической конструк" ции их крепления;

E,Š— поправки вследствие клиновидности плоскопараллельных пластин.

Величина угла х определяется при помощи автоколлиматора так же как и величина у, а величину двугранного угла р измеряют гониометром. Таким

S образом, изменениям показателя преломления жидкости, находящейся в анализируемом объеме кюветы, ставятся в соответствие углы отклонения световых лучей, вышедших из кюветы, причем погрешность определения показателя преломления в данном случае не превышает 1 -10 и определяется погрешностью аттестации рефрактометрической кюветы по углам отклонения лучей.

Наклон. плоскопараллельных пластин к обращенным к ним соответствующим граням двугранного зеркала под одинаковым углом и расположение вершины прямого угла, образованного плоскопараллельными пластинами, на оптической оси устройства позволяет организовать работу устройства по методу двойной разности измерения величин, Прямой угол между плоскопараллельными пластинами позволяет свести количество измеряемых угловых величин при помощи гониомет- ра к одной (углу р), а для измерения остальных, применить автоколлиматор, что необходимо для повышения точности измерения. Величина двугранного угла р выбирает1187029

Составитель С. Голубев

Редактор О. Черниченко Техред Л.Мартяшова Корректор О. Луговая

Заказ 6539/47 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 ся из, ус1овия, что угол Х (измеряемый автоколлиматором), образованный световыми пучками, выходящими из кюветы, должен быть близок к нулевому, т.е. в данном случае угол р выбирается из условия

1. х = Я Й с05 р- бРсз1Р +1=о о Д ) и после преобразований

Р=Х.1 .,-м

)2 Йoo

При применении предлагаемого рефрактометра существенно увеличивается точность измерения показателя преломления жидкости. Погрешность измерения определяется следующим выражением

"к 1 И лп + t,"é /3+0,1д(+Ц 0,3)дур ц, и в численном выражении составляет 1 -10, что в несколько раз меньше, чем при использовании устройств, поверенных, например, непосредственно по показателю преломления.

В предлагаемом рефрактометре реализация метода двойной разностИ, основанного на том, что измеряемый угол отклонения световых лучей яв5 ляется разностью углов выхода световых лучей из обеих плоскопараллельных пластин, что на измерительной сетке фотоэлектрического автоколлиматора определяется раз10 ность сдвига изображений световой. марки, происходящей за счет изменения показателя преломления лщцкости в анализируемом объеме кюветы, .позволяет избавиться от составляю15 .щей погрешности, связанной со смещением оптических деталей. А это позволяет обеспечить практическую независимость выходного сигнала от линейных и угловых смещений on20 тических деталей, благодаря чему не. требуется высокой точности при установке преобразователя угла отклонения в выходной сигнал относительно измерительной кюветы.