Рефрактометр-колориметр Советский патент 1984 года по МПК G01N21/41 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению свойств веществ, и предназначен для контроля свойств жидкостей с использованием оптических характеристик . Известно устройство для измерени оптических свойств веществ, содержа щее источник двух световых потоков, две кюветы, фотоприемник и электрон ную часть Cl 3. Недостатки данного устройства необходимость применения двух свето вых потоков, что снижает точность измерений, так как невозможно получить два идентичных потока, а также необходимость применения двух кювет что также снижает точность измерени Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является рефрактометр-колориметр, содержащий последовательно установленные источник излучения, оптическую систем дифференциальную кювету с полупрозрачной зеркальной перегородкой, деляш ей кювету на измерительную и сравнительную полости, фотоприемник расположенный перпендикулярно оптической оси рефрактометра-колориметра, и измерительное устройство Устройство содержит также второй интегрально-чувствительный фотоприемник, расположенный на оптической оси, и работает так, что световой поток от источника направляется оптическим устройством на дифференциапьную кювету. На поверхности полупрозрачного зеркала поток раздваивается, отраженный световой поток проходит измерительную полость, в которой содержится исследуемая жидкость, и преобразуется фотоприемником в электрический сигнал, значени которого определяет измерительное устройство. Часть потока, прошедшая полупрозрачное зеркало, проходит сравнительную полость, заполненную эталонной жидкостью, и отклоняется на величину, пропорциональную разни показателей преломления эталонной и исследуемой жидкостей. Отклонение светового потока регистрируется поз ционно-чувствительным фотоприемнико и измерительным устройством t2, Недостатком известного устройств является низкая точность измерения оптических характеристик, обусловленная неидентичностью характеристи используемых фотоприемников. Цель изобретения - повьшение точности измерения показателя преломления и оптической плотности исследуемой жидкости путем изменения конструкции кюветы. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем последовательно установленные источник излучения, оптическую систему, дифференциальную кювету с полупрозрачной зеркальной перегородкой, делящей кювету на измерительную и сравнительную полости, фотоприемник, расположенный перпендикулярно оптической оси рефрактометра-колориметра, и измерительное устройство, выходная грань сравнительной полости дифференциальной кюветы выполнена зеркальной и параллельной полупрозрачной перегородке, а фотоприемник - в виде фотоприемника развертывающего типа (сканистор, прибор с зарядовой связью, и т.п.). На фиг. 1 показан рефрактометрколориметр; на фиг. 2 - эпюра видеоимпульсов , полученных на выходе развертывающего фотоприемника. Рефрактометр-колориметр состоит из источника 1 света, оптического устройства 2, формирующего световой пучок, дифференциальной кюветы 3, развертывающего фотоприемника 4. Дифференциальная кювета 3 разделена полупрозрачным зеркалом-перегородкой 5 на измерительную 6 и сравнительную 7 полости. Одна грань 8 полости 7, параллельная перегородке 5 является зеркальной. Измерительное устройство 9 регистрирует сигналы развертывающего фотопреобразователя 4. Устройство работает следующим образом. Световой поток от источника 1 направляется оптическим устройством 2 на дифференциальную кювету 3. На поверхности полупрозрачной зеркальной перегородки 5 поток раздваивается. Отраженный световой поток проходит измерительную полость 6, в которой содержится исследуемая жидкость, изменяет свою интенсивность из-за абсорб1 ионного поглощения в исследуемой жидкости, проецируется на развертывающийся фотоприемник 4 и преобразуется в электрический сигнал, который несет информацию об оптиче- ской плотности исследуемой жидкости. Часть потока, прощедшая полупрозрачное зеркалоs проходит сравнительную

полость 7, заполненную сравнительной жидкостью, и отклоняется на величину пропорциональную разности показателей преломления сравнительной и исследуемой жидкостей, затем отражается от зеркальной грани 8, регистрируется и преобразуется в электрический сигнал развертывающим фотоприемником 4.

На выходе развертывающего фотоприемника 4 формируются два видеоимпульса, один из которых является опорным его амплитуда несет информацию об оптической плотности исследуемой Ж1ЩКОСТИ, а временная координата второго импульса относительно первого несет информацию о показателе преломления исследуемой жидкости (фиг. 2). Видеоимпульсы регистрируются измерительным устройством.

Использование одного развертывающего фотоприемника приводит к повышению точности измерения как оптической плотности, так и показателя ломления. При измерении оптической плотности повьшение точности достигается за счет применения разностной схемы измерения, в частности вьгаитания из измеренного значения оптической плотности значения оптической

плотности для эталонного вещества, при этом сигнал снимается с одного развертывающего фотоприемника, При измерении показателя преломления координата светового потока, несущего информацию о показателе преломления, измеряется позиционно-чувствительным фотоприемником (ПЧФ). При использовании амплитудного ПЧФ то.ч ность регистрации координаты низка вследствие влияния на процесс измерения нестабильности источников питания источника, света и элементов измерительной схемы. Поэтому предложено в устройстве использовать времяимпульсный способ преобразования координаты светового потока во временной интервал с помощью развертьшающего фотоприемника. В этом случае создают опорный импульс, который формируется с помощью эталонного светового потока, поскольку-эталонный световой поток проходит через ту же кювету (т.е. находится в одинаковых условиях с Измеряемым) и регистрируется тем же развертывающим фотоприемником. Среднеквадратичная погрешность измерений предложенным устройством с помощью одного развертьгеающего фотоприемника не превышает 1-2%.

РЕФРАКТОМЕТР-КОЛОРИМЕТР, содержащий Последовательно установленные источник излучения, оптическую систему, дифференциальную кювету с полупрозрачной зеркальной перегородкой, делящей кювету на измерительную и сравнительную полости, фотдприемник, расположенный перпендикулярно оптической оси рефрактометра-колориметра, и измерительное устройство, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности измерений оптических характеристик, выходная грань сравнительной плоскости дифференциальной кюветы выполнена зеркальной и параллельной полупрозрач ной перегородке, а фотоприемник . в виде фотоприемниКа развертывающего типа. ю сд СП