Устройство для рефрактополяриметрического анализа Советский патент 1987 года по МПК G01N21/41 

Изобретение относится к оптическому аналитическому приборостроению, а более конкретно к устройствам для контроля состава и свойств веществ и может быть использовано в различ- ньк областях народного хозяйства, осуществляющих фиэико-химический контроль и оптико-физические измерения параметров выпускаемых изделий,, например, в химической, пищевой,микробиологической промышленности,а так- же в медицине.

Цель изобретения - расширение класса исследуемых сред и числа из- меряемых параметров, а также повышение надежности в работе.

Устройство позволяет одновременно измерять показатель удельного оптического вращения исследуемых сред, зависящий от концентрации оптических активных веществ и показатель, преломления, характеризующий общее содержание веществ, а не только оптических активных. Кроме того, устройство, обрабатывая данные совместных измерений, определяет обилую концентрацию примесей, например, в растворах, отдельно концентрацию оптически,., активных веществ и отдельно кон.це)1Тра.цию оптически изотропных веществ.

На фиг, 1 показана общая схема устройства; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1 (разрез измерительной кю- ветрл вдоль оси рефрактометрического канала).

Устройство для рефрактопохгяриметри- ческого анализа.содержит источник 1 излучения, монохроматор 2, поляризатор 3, кювету 4 с плоскопараллель- иымп торцовыми окнами 5 и боковыми клинообразными окнами-гранями 6, вращающийся анализатор 7,.датчик 8 опорного направления, фотоприемник 9, зеркала 10 - 13, призму 14 полного внутреннего отражения (ПВО) прост- . ранственного фильтра, вторичную призму 15 пространственного фильтра, дополнительный фотоприемиик 16,электронный вычислительный блок 17.

Устройство работает в циклическом режиме развертывающего измерения следующим образом,

Световое излучение источника 1 через монохроматор 2 направляется на поляризатор 3, разделяющий излучение на два пучка равной интенсивности, но ортогонально поляризованные.

5

0

5

Излучение торцового выхода поляризатора проходит через плоскопараллельные окна 5 измерительной кюветы 4, торцовый вход вращающегося анализатора 7, не влияющего на угловое положение этого пучка. Вследствие этого данный пучок фокусируется передней поверхностью призмы 14 ПВО на зону нарушенного полного отражения проходит через вторичную призму 15 и воспринимается фотоприемником 9, преобразующим световой поток в электрический сигнал, поступающий на информационный вход электронного вычислительного блока 17,

В момент прохождения вращающегося анализатором 7 начального положения датчик 8 опорного напра.вления, кинематически связанный с анализатором 7, вырабат.ывает опорный электричес-. кий импульс, поступающий на синхронизирующий вход электронного вычислительного блока 17, По величине временного сдвига сигналов, поступивших на информационный и синхронизирующие входы, электронный вычислительный блоко17 вычисляет величину угла вращения плоскости поляризации в исследуемом образце. Одновременно излучение с бокового выхода поляризатора 3 зеркалами 10 и 11 пропускается через боковые клиновидные грани 6 кюветы 4. В зависимости от соот- . ношения показателей преломления бо- ковых грэней 6 и исследуемой среды световой пучок отклоняется от первоначального напрявления на угол (З . Система зеркал 12 и 13 равномерно вращается вместе с анализатором 7 вокруг продольной оси измерительной кюветы 4 и при совмещении ее оптической оси с осью отклоненного пучка, отклоненный пучок направляется этой системой зеркал на боковую грань анализатора 7, Последний отрат жает пучок, вощедший через боковую грань под углом к оптической оси основного канала, причем величина указанного угла превыщает величину углового разрежения каналов пространственного фильтра. Вследствие этого передняя поверхность призмы 14 ПВО фокусирует излучение рефрактометрического канала на поверхность полного внутреннего отражения, отражающего пучок на фотоприемник 16, вырабатывающий электрический импульс, поступающий на дополнительный инфор0

0

5

0

5

мационный вход электронного вычислительного блока 17.

Электронный вьмислительньш блок .17 вычисляет величину угла отклонения | пучка по времени задержки между сигналами, поступившими на синхронизирующий и дополнительный информационный входы, а затем по величине угла /3 вычисляет показатель преломления исследуемого образца. Измерение величин углов вращения плоскости поляризации и рефрактометрического отклонения производится одновременно одним и тем же угломерным узлом вращающегося анализатора 7 и совместно регистрируется в памяти электронного вычислительного блока 17. Угол, клина, боковых граней кюветы 14 конструктивно выбирается исходя из оптической активности образца и точности работы рефрактометрического канала, а начальные опорные направления поляриметрического и рефрактометрического каналов совмещаются технологической начальной юстировкой.

Формула изобретени

1.Устройство для рефрактополяримет рического анализа,содержащее оптически связанные источник излучения,мо- нохроматор, поляризатор) измеритель ную кювету, анализатор, кинематически связанный с датчиком опорного направления, подключенным на синхронизирующий вход электронного вычислительного блока, и фотоприемник,соединенный с ним, отлйчающее

10

13

25

зо 2953054

с я тем, что, с целью расширения класса исследуемых сред и числа измеряемых параметров, в устройство введены пространственный фильтр нак- 5 лонных пучков, дополнительный фотоприемник и оптический канал, содержащий четыре попарно жестко соединенных плоских отражателя и боковые грани измерительной кюветы,выполненные в виде оптических клиньев, ус- тановленньк наклонными поверхностями внутрь кюветы, при этом первая пара отражателей жестко соединена с поляризатором, а вторая пара отражателя с анализатором, поляризатор и анализатор вьшолнены в виде поляризационных светоделителей, причем боковые торцы светоделителей оптически связаны с дополнительно введенным оптическим каналом, а на выходе анализатора установлен пространственный фильтр наклонных пучков, оптически связанный с дополнительным фотоприемником, включенным на второй информационный вход электронного вычислительного блока.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что,с целью повышения надежности работы,пространственный фильтр выполнен в виде призмы полного внутреннего отражения со сферической выпуклой входной поверхностью, а отражающая . грань призмы имеет в центре зону контакта с элементом, нарушающим полное внутреннее отражение по поверхности оптического контакта, при этом зона контакта расположена в фокусе вьшук- лой входной поверхности.

20

4 подернуто

Редактор Е.Папп

фиг. 2

Составитель С.Голубев

Техред И.Попович Корректор В.Бутяга

Заказ 612/51 Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

,Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, а более конкретно к устройствам для контроля состава и свойств вещества и может быть использовано во всех областях народного хозяйства.- осу// ществляющих физико-химический контроль и оптико-физические измерения параметров выпускаемых изделий, например в химической, пищевой, микробиологической промышленности, а также в медицине. Изобретение позво- ляет расширить класс исследуемых сред и число измеряемых параметров. Устройство содержит дополнительный рефрактометрический канал, включающий четыре жестко соединенных плоских отражателя 10, 11, 12, 13, боковые грани 5 измерительной кюветы 4 и пространственный фильтр 14, 15 наклонных пучков. По величине временного сдвига сигналов,поступающих на информационный и синхронизирующие входы, электронный вычислительный блок 17 вычисляет величину вращения плоскости поляризации.Благодаря одновременной работеполяриметри- рического и рефрактометрического каналов ускоряется процесс исследования. 1 з,п. ф-лы, 2ил. i (Л С и 7- /f S. f