Малоугловой нефелометр Советский патент 1986 года по МПК G01N21/47 

1

Изобретение относится к устройствам для диагностики светорассеивающи сред, в частности для измерения интенсивности излучения, рассеяного по малыми углами к направлению зондиру- ющего потока.

Цель изобретения - расширение диапазона измерений рассеяния в области малых углов, повьшение чувствительности и точности за счет увеличения светосилы оптической системы.

На фиг. 1 представлена оптическая схема малоуглового нефелометра с указанием хода оптических лучей; на фиг. 2 - схема действия оптического аксикона.

Устройство содержит источник 1 монохроматического излучения, конденсор 2, светозадающую диафрагму 3, коллимирующий объектив 4, анализиру- емый объем 5, фокусирукиций об бектив 6, кольцевую диафрагму 7, приемный объектив 8, аксикон 9, полевую диафрагму 10 и фотоприемник 11.

Поток излучения от источника 1 после конденсора 2 и еветозадающей диафрагмы 3 попадает на коллимирующи объектив 4, который формирует параллельный пучок через анализируемый объем 5. Пучок собирается на С1птичес кой оси в фокусе объектива 6 и перекрывается кольцевой диафрагмой 7, диаметр внутреннего кольца которой определяется размером пятна Эри в фокальной плоскости объектива 6. Далее в устройстве проходит лишь рас- сеянньй свет, который фокусируется с помощью приемного объектива 8, отклоняется с помощью аксикона 9 и попадает через полевую диафрагму 10 па фотоприемник 11.

В отсутствии аксикона свет, рассеянный под определенным углом oi к оптической оси, собирался бы в неко

торой точке плоскости диафрагмы 10. Расстояние от этой плоскости до главной плоскости S приемного объектива 8 связано с расстоянием меяаду плоскостью диафрагмы 7 и главной плоскостью S приемного объектива 8 следующим соотношением

S

1.

где f, - передний фокусный отрезок; f, - задний фокусный отрезок.

-f

Приближенно можно считать С

Применение аксикона в данной оптической схеме позволяет собирать рассеяное в объеме под определенным углом излучение непосредственно в точке пересечения оптической оси с плоскостью диафрагмы fO, причем каждому значению объемного угла рассеяния соответствует определенное положение аксикона на оптической оси.

Зависимость меж,цу величинами об и текущим расстоянием L между плоскостью диафрагмы Ю и передней плоскостью аксикона можно выразить следующим образом:

L 1- (п-1) &

ot

b- (S - 1)

- показатель преломления материала аксикона; преломлякмций угол аксикона; постоянные величины, определяемые из следующих соотношений :

Б

iz-(i.-a) (i,-a)-Uz-0-i

-, b-,t-.(i,-o, J-i

где

a - длина анализируемого объема;

f - фокусное расстояние приемного объектива 8.

На фиг. 2 представлена схема действия оптического аксикона, отклоняющего пучок лучей, рассеяных на некоторой неоднородности (расположенной в точке А просматриваемого объема под углом об к оптической оси), в заданную точку оптической оси. В зтой точке установлена диафрагма, для определенности представляющая собой квадратное отверстие.Размер диафрагмы соответствует угловому разрешению ЛЬ.

Формула изобретения

Ма,11оугловой нефелометр, содержащий последовательно установленные вдоль оптической оси источник излучения, конденсор, светозадающую диафрагму, коллимирующий и фокусирующий объективы, полевую диафрагму и фотоприемник, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений рассеяния в области малых углов, повьш1ения чувствительности и точности, между фокусирующим объективом и полевой диафрагмой последовательно введены непрозрачный экран, приемный объектив и оптический аксикон, при этом непрозрачный

экран, размер которого определяется циаметром пятна Эри, установлен и фокусе фокусирующего объектива, приемный объектив установлен на расстоянии, большем своего фокального отрезка от непрозрачного экрана, а оптический аксион установлен с возможноо- тью перемещения вдоль оптической оси.

Изобретение относится к фотометрической технике. С целью расширения диапазона измерений рассеяния в области малых углов, повышения чувствительности и точности в устройство введен оптический аксикон, имеющий возможность перемещения вдоль оптической оси, что позволяет осуществлять прием излучения,рассеянного под определенными углами, в зависимости от положения оптического аксикона. 2 ил. (Л С

Фиг.1

Фиг. г