Рефрактометр Советский патент 1988 года по МПК G01N21/43 

1 . 13

Изобретение относится к оптическому приборостроению, более конкретно к оптическим устройствам для исследования жидкостей по изменению свойств отраженного на их поверхности освещающего светового потока и измерению критического угла отражения, и может найти применение в химии, анализе загрязнений морской и пресной воды, пленок на их поверхности .и аналогичных областях.

Цель изобретения - обеспечение возможности рефрактометрических исследований многокомпонентных жидкостей и повышение точности измерений.

На фиг. 1 представлена оптическая схема рефрактометра} на фиг. 2 - элемент эвода-вьшода излучения, вариант выполнения, сплошным с полусферическими выемкамиi на фиг. 3 и 4 - возможное расположение жидкости и пленк на ней и ход лучей при меньшем, чем у жидкости, показателе преломления

вещества пленки. :

Рефрактометр состоит из осветительной системы 1, включающей последовательно расположенные источник 2 излучения, которым может быть лазер, конденсатор 4, диафрагму 4, зеркало 5 и объектив 6, элемент 7 ввода-вывода измерения, кюветы 8 и наблюдательной системы 9, включающий угломерную шкалу 10, зеркало 11 и окуляр 12.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от источника 2 фокусируется в фокус (фокальную линию) эле мент а 7 и после ряда отражений вновь фокусируется в другом фокусе элемен

та, совпадающем с центром кюветы 8 и поверхностью исследуемой жидкости. В точке фокусировки лучи, падающие {на поверхность жидкости под углом полного внутреннего отражения (ПВО) и большим, отражаются от ее поверхности и после ряда отражейий попадают на шкалу 10 системы 9. По измеренному углу ПВО определяют коэффи-. циент преломления жидкости. Если жидкость в кювете покрыта пленкой ЯРУ гой 5КИДКОСТИ, то гомоцентричность лучей при ПВО нарушается. На фиг. 4 показано возможное расположение жидкости и пленки на, ней и ход лучей

при меньшем, чем у жидкости, показателе преломления вещества пленки. В , этом случае на шкапе 10 наблюдаются две области с разной освещенностью.

0

5

0

5

0

5

образованные лучами при ПВО на границе жидкость - пленка, пленка - воздух. Величина смещения негомбцентричных лучей зависит от коэффициента преломления вещества пленки и измеримых параметров: толщины пленки, коэффициента преломления жидкости и конструктивных данных элемента 7 и наблю- дательной системы 9. По величине смещения определяют коэффициент преломления пленки.

В рефрактометр может быть введен : плоский полупрозрачный отражатель 13, установленный в одном из фокусов

.элемента ввода-вьтода излучения, совпадающем с его большей осью.

На фиг. 2 показан ход лучей в рефрактометре с полупрозрачным отра - жателем. Такой рефрактометр является интерферометром сдвига с обратнокру- говым ходом лучей. При наклоне отражателя в .плоскости фигуры образуется интерферограмма при интерференции лучей, отраженных от поверхности жидкость-пленка и пленка-воздух, что расширяет возможности исследований и повьш1ает точность измерений.

Преимуществом рефрактометра является расширение диапазона исследуемых сред и повьшение точности измерений по счету полос на интерферограмме сдвига.

Формула изобретения

« 40

5

0

5

1.Рефрактометр, содержащий осветительную и наблюдательную системы, оптически связанные с элементом ввода-вывода излучения в кювету для исследуемой жидкости, отличающийся тем, что, с целью ббеспе- чения возможности рефрактометрических исследований многокомпонентных жидкостей и повышения точности измерений, элемент ввода-вывода излучения вьщолнен в виде полого эллипсоида

вращения или эллиптического цилиндра с зеркально отражающей внутренней поверхностью, усеченного фокальными плоскостями, перпендикулярными его большей оси, а кювета выполнена в виде полусферы или кругового полуцилиндра и центр ее или ось цилиндра совмещена с другим его фокусом или фокальной линией.

2.Рефрактометр по п. 1, отличающийся тем, что в него введен плоский полупрозрачный отража- .

Фиг.1

Изобретение относится к оптическим измерениям. Цель изобретения - обеспечение возможности рефрактометрических исследований многокомпонентных жидкостей и повышение точности измерений. Рефрактометр для исследо- ,вания жидкостей содержит источник излучения, осветительную и наблюдательную с углоизмерительной шкалой системы, элемент ввода-вьшода излучения в кювету с исследуемой жидкостью. Элемент ввода-вьюода излучения выполнен в виде полого эллипсоида вращения или эллиптического цилиндра, с зеркально, отражающей внутренней поверхностью, усеченного фокальными плоскостями, перпендикулярными еТо большей оси, а кювета вьшолнена в виде полусферы или кругового полуцилиндра и центр ее (или ось цилиндра) совмещен с другим его фокусом. Освещающее излучение фокусируется на поверхности жидкости после отражения от поверхности элемента. Состав исследуемой жидкости определяется по ее коэффициенту преломления путем измерения угла полного внутреннего отражения на границе жидкость-воздух, жидкость - пленка, пленка-воздух. В рефрактометр может быть введен плоский полупрозрачный отражатель, установленный в одном из фокусов элемента ввод-вывод излучения в плоскости, совпадающей с большей erd осью, что превращает рефракто- . метр в интер|ферометр сдвига с обрат- нокруговым ходом лучей. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (О со 00 со О5 со

Фи.г

ФигЗ

Фи.Ц