Автоматический рефрактометр Советский патент 1961 года по МПК G01N21/41 

В ОСНОВНОМ авт. св. № 130210 описан автоматический рефрактометр, в следящей системе которого применено термокомпенсационпое устройство, состоящее из термистора и калиброванного сопротивления.

В предлагаемом автоматическом рефрактометре - приборе для измерения, регистрации и регулирования концентрации сахара (сухих веществ) в промывных водах, вместо указанного термокомпенсационного устройства нрименено оптическое термокомпснсационное устройство, что обеспечивает автоматическую компенсацию температурной погрешности и позволяет получить более точные показания.

На чертеже изображена электрическая схема рефрактометра с оптическим термокомпенсационным устройством.

От источника 1 света луч через светофильтр 2 и конденсор 3 надает на измерительную призму 4, омываемую промывными водами (содержащими сахар - сухие вещества). Часть светового луча поглощается промывными водами, г остальная его часть претерневает полное внутреннее отражен1 е в призме. Отраженный луч выходит из призмы 4 и образует светлую часть поля. Граница между светлой и темной частью поля (граница светотени) образзется предельным лучом отражения; положение границы светотеии оиределяется показателем преломления измеряемого раствора. Выходящий из измерительной призмы 4 яуч (граница светотеии) проектируется двухлинзовым объективом 5-6 иа блок 7 фотосонротивлений, отражаясь от зеркала S.

По второй ветви луч от источника 1 света через светофильтр 9 и конденсор 10 падает на измерительную нризму 11, плоская поверхность которой соприкасается с образцовой жидкостью (днстиллнрованной водой). Луч (граница светотени), выходящий из призмы 11, проектируется двухлинзовым объективом 12-13 на блок 14 фотосоиротивлений, отражаясь от зеркала 15.

№ 137689- 2 -

Промывные воды постоянно омывают кювету с образцовой жидкостью, которая принимает темнературу промывных вод (этому способствует тонкая стенка кюветы из латуни). Напряжение с диагонали моста, в плечи которого включены блоки 7 и 14 фотосопротивлений, подается на вход усилителя электронного моста. Вы.ход усилителя этого моста связан с реверсивным электродвигателе., 16, который через редуктор соединен с встроеины.л в электронный мост сельсином-датчиком 17, связан :ым с сельсииом-ириеминком 18, находящимся в датчике концентрации, и с сельсином-ириемником сельсинного указателя (на чертеже не показан). Сельсин-приемник 18 посредством кулачка связан с зеркалом 8.

При равновесном состоянии следящей системы граница светотени от призмы 4 проектируется на центргкчьную часть блока 7 фотосопротивлений, а граиица светотени от призмы 11 - на центральную часть блока /-/ фотосспротивлений. При это.м полезный снгкал на выходе электрснного моста недостаточен для приведения в движение реверсивного электродвигателя и сельсина-датчика. Изгленение концентрации сахара (сухих веществ) в промывных водах приводит к смещению границы светотени, и блок 7 фотосопротивлений оказывается в светлой или темной зоне. На блок 14 фотосопротнвлений проектируется луч (граница тени), поло 11ение которого в пространстве не зависит от изменения концентрации, а зависит от изменения телтаературы образцового раствора. В зависимости от того, какая часть луча падает па блок 7 фотосоиротивлений (темное или светлое nOoie), определяется фаза выходпого напряжения усилителя электронпого моста, что обусловливает направленне вращения реверсивного электродвигателя 16, сельсииа-датчика 17, сельсинаприем1н- ка 18 и зеркала 8. Сельсин-приемник 18 гзращает зеркало 8 таким образом, что грап1ща светотеии, проектируемая на блок 7 фотоеопротивлени;, возвращается в исходное иоложение, соответствую1цее равновесному соетоянгно следяп1,ей спстемы. Угол поворота сельсннадатчика 17 для приведеиия границы светоте1и-1 в исходное ноложеиие пропорционален изменению концентрации сахара (сухнх веществ) в иромывных водах и фиксируется на щка, электрониого моста и на шкале сельсииного указателя (показания па этих приведены i; температуре 20°).

Компенсация измеие} ия показателя преломлення npo.AHjHiHbbx вод от изменения температуры, осуществляется второй ветвью оптической схемы (светофильтр 9, конденсор 10, призма 11, двухлиизовый объектив 12-13 и зеркало 15). Если вследетвие нзменеиий температуры нромьншых вод, нри неизменной концентрации изменяетея иоложение границы светотени на блоке 7 фотосопротивлеинй, то соответственно вследствие температуры образцового раствора изменяется положение границы светотени на блоке 14 фотосопротивлений. В рез льтате напряжение на диагоналн моста, в -плечи которого вмонтировапы блоки фотосопротивлений, будет равно нулю и рефрарстометр не своих показаний. Так как из.меряемая и образцовая жидкости имеют один и тот же температурный коэффициент, призмы 4 и // аналогичны одна другой, а блоки фотосонротивлений расположены на одинаковом расстоянии от своих проекционных объективов е разиым фокуеиым расстояпием, то изменение температуры растворов приводит к одному и тому же линейному смещению границ светотеней в обеих ветвях оптической системы. В обоих плечах мостовой схемы происходит изменение сопротивлений блоков на одинаковую величину и, как следствие этого, равновесное еостоянне следящей системы не нарушается.