Рефрактометр Советский патент 1983 года по МПК G01N21/41 

ел

Изобретение относится к рефрактометрическому анализу жидких сред, а именно,к дифференциальным рефрактметрам, и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, фармакологической, пшдевой и др. отраслях промышленности.

Известен рефрактометр, содержащий источник света, измерительную ячейку, фотоприемное и измерительно устройства, измерительная ячейка содержит скрученную проволоку, создакяцую спиральный поток, испытываемого образца. Это обеспечивает сведение к минимуму температурной погрешности т.

Однако данное устройство не обеспечивает высокую точность и стабильность.

Кроме того, имеет место абсорбци онная погрешность, возникающая при измерении поглощения измеряемой жидкости в процессе измерения, перераспределение освещенности в сечении светового пучка, например, из-за смещения или провисания нити источника излучения, приводит к погрешности измерения и т.д.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является рефрактометр, содержащий источник света и последовательно расположенные по ходу излучения коллиматор, дифференциальную кювету, два фотоприемника и измерительную электронную схему. Для преобразования смещения луча во временной импульс исползуется анализатор поля зрения, выполненный в виде растра, составленного из двух идентичных частей, симметрично смещенных в разные стороны относительно оптической оси системы, ними установлен экраг со щелью в центре 23.

Недостатком известного устройства является низкая разрешающая способность в связи с применением растра в измерительном тракте.

Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение диапазона измерения.

Поставленная цель достигается .тем, что рефрактометр, содержащийисточник Света и последовательно расположенные по ходу излучения коллиматор, дифференциальную кювету два фотоприемника и измерительную электронную схему, дополнительно введены призма Дове и модулятор в виде вращающегося цилиндра с вертикальными прорезями, причем призма Дове расположена между дифференциальной кюветой и фотоприемниками так, что перекрывает световой пучок на половину по вертикали, фотопри.емники расположены внутри модулятора, непосредственно друг под другом

по вертикали и смещены по горизонтали симметрично относительно оптической оси на расстояние, равное по-ловине ширины апертуры фотоприемника, измерительная электронная схема содержит два канала, каждый из которых включает усилитель, вход которого связан с одним из фотоприемников, и компаратор, вход которого связан с выходом усилителя,

0 триггер, электронный ключ, генератор счетных импульсов и счетчик, причем каждый из входов триггера подключен к выходу одного из компараторов, выход триггера соединен

5 с управляющим входом электронного ключа, вход электррнного ключа соединен с выходом гейератора счетных импульсов, а выход электронного ключа соединен с выходом счетчика.

0 На фиг. 1 показана оптическая схема устройства; на фиг. 2 - электрическая схема;На фиг. 3 - диаграмма работы устройства.

Рефрактометр содержит источник

5света 1, коллиматор 2, формирующий

параллельный световой пучок 3, диф ференциальную кювету. 4, призму Дове-5, модулятор б с прорезями 7, фотб- приемники 8 и 9, усилители 10 и 11, компараторы 12 и 13, триггер 14, генератор счетных импульсов 15, электронный КЛК1Ч 16 и счетчик 17. Устройство работает следующим образом..

Световой поток от источника све5 та 1 при йомощи коллиматора 2

формируется в параллельный световой пучок 3, который проходит дифференциальную кювету 4. После кюветы установлена призма Дове 5, которая

0 перекрывает половину светового пучка 3 по вертикали (фиг./1 б). Если сравнительная и измеряемая жидкости имеют равные показатели преломления (Дп Пу-Пд 0), то на

5 Фоточувствительных поверхностях фотоприемников 8 и 9 проектируется один световойпучок 3 (фиг. 1 в). При часть светового пучка, не проходящая призму Дове, смещается0 на поверхности фотоприемника 9 (фиг. 1 в) на расстояние Дх. Другая частьпучка, прошедшая призму Дове, отклоняется в другую сторону на поверхности фотоприемника 8.

c Расстояние между рроекциями светового пучка составОтяет 2Дх, т.е. чувствительность измерения в предлагаемом изобретении увеличена в два раза по -сравнению с другими дифференциальными рефрактометрами. Измерение расстояния 22ix между двумя проекциями осуществляется путем преобразования его временного- интервала.. Дпя этой цели фотоприемники 8 и 9 размещены внутри

5 модулятора 6, на боковой поверхносГги которого имеются вертикальные прорези 7, При движении прорези 7 происходит последовательное перекрытие .фоточувствитёльных поверхностей фотоприемников 8 и 9. Сигналы с фотоприемников 8 и 9 усиливаются усилителями 10 и 11 и поступают на входы компаратора 12 и 13, . где они сравниваются с постоянным опорным напряжением Е. При Д.

напряжения 0 и 1/ иа выходах усилителей 10 и 11 равны (фиг За и . Зб). В момент времени tj (имеет место l/i (t 4) Ui( t ) EO ) на выходах компараторов возникают сигналы, которые одновременно поступают на входы триггера 14, поэтому он не меняет своего состояния и не открывает электронный ключ 16. В этом случае счетные импульсы генератора счетных импульсов 15 не

.поступают на счетчик 17, который фиксирует значение 4п,В случае световой пучок раздваивается и равенство напряжений (1)Е4,и U2(t)Eo осуществляется соответственно в моменты t к t (фиг.

Зв и Зг). В момент t сигнал с компаратора 12 поступает на вход триггера 14. Так как на второй вход триггера 14 не поступил сигнал с компаратора 13, то триггер 14 открывает электронный ключ 16 .и счётные и тульсы (фиг. Зд) поступают На вход счетчика 17. В момент t| на второй вход триггера поступает сигнал от компаратора 13 и триг0гер закрывает ключ 16. Счетчик 17 просчитывает количество импульсов в интервале At-t3-t, который пропорционален измеряемой величине Д п. В предлагаемом изобретении иэ5 менение интенсивности светового

пучка в результате поглощения света в кювете не вызывает абсорбционной погрешности. При изменении интенсивности меняется амплитуда cHrHaJjoB

0 Ui,(t) и (i2.(t}, но временной интервал 4t tg-tl, сохраняет свое значение, i.e. Л ,

Таким образом, предлагаемый рефрактометр позволяет повысить чувст5 вительность и расширить диапазон измерений.

РЕФРАКТОМЕТР, -содержагаий источник света и последовательно расположенн 1е по хоДУ излучения коллиматор, дифференциальную кювету, два фотоприемника и Измерительную электронную схему, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона измерений, в него дополнительно введены призма Дове и модулятор в виде вращающегося цилиндра с вертикальными прорезями. ,причём призма Дове располохсена междуДифференциальной кюветой и фотоприемниками так, что перекрывает световой пучок на половину по вертикали, фохоприемники расположены внутри модулятора, непосредственно друг ПОД другом по вертикали и смещены.по горизонтали симметрично относительно оптической оси на расстояние, равное половине ширины апертуры фотоприемника, измерительная электронная схема содержит два канала, каждый из которых включает усилитель, вход которого связан с одним из фотоприемников, и компаратор, вход которого связан с выхоо S дом усилителя, триггер, электронный ключ, генератор счетных импуЛьсов О) и счетчик, причем каждый из входов триггера подключен к выходу одного из компараторов, выход триггера соединен с управляющим входом электронного ключа, вход электронного ключа соединен с выходом генератора счетных шотульсов, а выход электронного ключа соединен с входом счетчика. о:

€J - FФиг.

ff,

4

V,

/