Оптический измеритель Советский патент 1988 года по МПК G01N21/03 

Изобретение относится к лабораторному оборудованию и может быть использовано при изучении физических и химических свойств веществ, в часткости керамики.

Целью изобретения является повьше- ние точности измерений.

На чертеже изображен оптический измеритель, общий вид в разрезе.

Оптический измеритель представляет собой керамическую кювету 1 цилиндрической формы. Снаружи на кювете I смонтирован нагреватель 2. На внутренней поверхности кюветы 1 вы- полнены винтовые канавки 3, расположенные равномерно по периметру, а в средней части кюветы 1 выполнены упоры 4 световода 5. По одной оси со световодом 5 установлен световод 6 с зазором для помещения в нем образца 1, Наружные концы световодов 5 и 6 выполнен в виде концентраторов соответственно 8 и 9. Со стороны концентратора 8 установлен источник 10 све- та, а торец 11 зтого концентратора имеет сферическую форму. На конце, концентратора 8 установлен фотоэлемент 12. Боковые поверхности световодов 5 И 6 металлизированы.

Измеритель работает следующим образом.

В исходном состоянии образец 1, изготовленный в виде таблетки, перекрывает световой поток от источника Ю счета через световоды 5 и 6 к фо- тозлементу 12.

При нагревании образца 7 с помощью нагревательного элемента 2 происходит его размягчение и усадка (спека- иие), сопровождающиеся выделением летучих продуктов реакции.

По мере спекания часть светового потока от источника 10 света, пропорциональная усадке, образца 7, прохо- дит через световод 6, зазор между корпусом кюветы I и образцом 7, световод 5 и попадает на фотоэлемент 12 вызывая соответствующее изменение фототока.

Летучие продукты выделения удаляются по винтовым канавкам 3, причем, если эти продукты легче воздуха (например, фториды), удаление идет вверх, если они тяжелее воздуха (например, бромидьО , удаление идет вниз. Так как канавка 3 имеет несколько заходов, то удаление летучих продуктов происходит равномерно по периметру

Q

5 0 5 о

.Q

с

5

0

5

кюветы. Металлическое покрытие боковых поверхностей световодов 5 и 6, выполненное методом плазменного напыления, эффективно предотвращает боковую подсветку световодов от внешнего освещения и освещения элементами нагревателя 2. Винтовая форма канавки 3 предотвращает засветку торцов световодов через эти канавки в зоне образца.

Концентратор 8 выполняет роль оптической системы, согласукицей диаметр световода 5 с величиной приемного окна фотоэлемента 12, а концентратор 9, имеющий сферическую поверхность 11, является эквивалентом оптической системы, согласующей световод 6 с источником 10 света.

Расстояние между световодом 5 и поверхностью образца 7 выбирается порядка 0,1 толщины образца. В этом случае толщина поглощающего слоя X мала, а коэффициент поглощения света материалом световода не зависит от концентрации выделений и имеет постоянную величину в широком диапазоне температур.

Это снижает потери светового потока в поглощающем слое.

Вследствие мгшой величины указанного зазора градиент температуры в нем мал, поэтому интенсивность конденсационных процессов также мала.

Изготовление корпуса кюветы из керамики с винтовой вентиляционной канавкой позволяет вывести летучие продукты выделений из измерительной зоны. Форма канавки предотвращает засветку торцов световодов от внешних источников света в зоне образца, повышая точность измерений.

Такой способ вентиляции позволяет использовать корпус кюветы как элемент конструкции нагревателя, устраняя дополнительный тепловой экран между печью и образцом. Непрозрачный материал кюветы уменьшает подсветку световодов в зоне образца от элементов печи.

Конструкция кюветы не предъявляет высоких требований к герметизации оптических окон и допускает использование для них материала с коэффициентом термического расширения (к.т.р.), отличающимся от к.т.р. керамики. Это позволяет выполнить оптические окна в виде световодов, боковые поверхности которых дополнительно защищены от подсветки слоем металла, а концы световодов в гиде . концентраторов выполняют функхши Сог- ласунхцих оптических систем.

Ф.о рмула изобретения

Оптический измеритель, содержащий источник света, оптические системы для формирования излучения, световод, кювету с устройством для нагревания и фотоэлемент, отличающийся тем, что, с целью повыше- -ния точности измерений, оптический

измеритель дополнительно содержит второй световод, расположенный соос- но с первым и с зазором между ними в центральной Части кюветы, кювета выполнена из керамики с винтовыми канавками на внутренней поверхности, расположенными равномерно по периметру, с упором для первого световода, внешние боковые поверхности световодов металлизированы, их наружные концы выполнены в виде концентраторов оптического излучения, при этом торец концентратора, обращенный к ис- точнцку света, выполнен сферическим.

Изобретение относится к области лабораторного оборудования для изуче. ния физических и химических свойств веществ, в частности керамики. Цель- повьшение точности измерений оптического измерителя, содержащего источник света, кювету и фотоэлемент. Цель достигается за счет изготовления корпуса кюветы 1 в виде трубы, внутри которой сделана многозаходная винтовая вентиляционная канавка 3 и упоры, а снаружи смонтирован нагревательный элемент 2, Оптические окна кюветы выполнены в виде световодов 5,6, боковые поверхности которых металлизированы, а концы выполнены в виде концентраторов 8,9, причем-концентратор, обращенный к источнику света, имеет сферическую поверхность. 1 ил. л $fi w ( f 00 со 00 -jr iff