Устройство контроля стабильности состава оптически прозрачных сред Советский патент 1992 года по МПК G01N21/17 

12 1

с о ел

N

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение степени достоверности результатов. Сущность: исследуемое вещество располагают в обеих кюветах, одна из которых расположена между полюсами постоянного магнита; возможность перемещения кювет. 1 ил.

I

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике, а именно к устройствам контроля стабильности состава оптически прозрачных сред. .

Известны устройства контроля состава и свойств оптически прозрачных веществ, обладающих естественной оптической активностью, по величине угла поворота пло- скости поляризации зондирующего излучения - поряриметры и сахариметры, содержащие источник излучения, светофильтр или монохроматор, коллиматор, кювету с исследуемым веществом, анализатор, жестко связанный с угломерным компенсирующим устройством, зрительную трубу с объективом и окулятором или фотоэлектрический приемник с усилителем и регистрирующим прибором.

Однако поляриметры и сахариметры обладают рядом недостатков: они приспособлены к контролю стабильности состава только веществ, обладающих естественной оптической активностью; необходимо проведение операций компенсации вращения плоскости поляризации зондирующего излучения. Кроме того, имеет место дополнительная погрешность измерения угла поворота, вносимая вращением анализатора.

Наиболее близким к предлагаемому является прибор для непрерывного анализа газовых и жидкостных смесей, содержащий источник излучения, поляризатор, рабочую и контрольную кюветы со своими соленоидами, образующими соответственно рабочую и контрольную ячейки Фарадея, анализатор, приемник излучения и измерительный блок, Соленоиды выполнены в виде соединенных попарно последовательно силовых и компенсационных соленоидов, включенных так, что магнитное поле одной магнитооптической ячейкой образуется сложением магнитных полей силового и компенсационного соленоидов, а поле второй магнитооптической ячейки - вычитанием этих полей, Величины амплитуд модуляции, создаваемые ячейками Фарадея, пропорциональны протекающим через обмотки ячеек токам . Компенсация магнитооптического вращения плоскости поляризации света в кюветах производится изменением тока с помощью реохорда в цепи компенсационных соленоидов. Токи компенсации в случае идентичности образцового и аттестуемого вещества, последовательно помещаемых в рабочую кювету (т.е. в случае стабильности состава), равны, Момент равенства нулю суммарной амплитуды (момент компенсации магнитооптического вращения) устанавливается с помощью приемника

излучения, чувствительного к колебаниям плоскости поляризации относительно среднего положения и индикатора нуля.

Недостатком этого прибора является

следующее: в зависимости от величин токов

в обмотках ячеек Фарадея напряженности

магнитных полей соленоидов различны, а

. магнитные проницаемости конструктивных

материалов прибора зависят от величины

форм-факторов ячеек, которые представляют собой коэффициенты пропорциональности между углами качания плоскостей поляризации ячеек Фарадея, токами в их обмотках и величинами постоянных магнитооптического вращения веществ, помещенных в кюветы ячеек Фарадея. Схема компенсации такова, что ее линеаризация приводит к систематической ошибке измерения. Наличие влияния двулучепреломлекия, отражений и дисперсии на величину форм-фактора не могут быть включены в нулевой отсчет, что увеличивает погрешность измерения. Дрейф значений номиналов сопротивлений, составляющих расход, посредством которого реализуется компенсация угла поворота плоскости поляризации и неодинаковость ступеней реохорда, размывают и без того нелинейную шкалу прибора, Необходимость использования светофильтров для сужения спектрального интервала снижает чувствительность прибора.

Цель изобретения - повышение степени достоверности результатов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве контроля стабильности состава оптически прозрачных сред, содержащем оптически связанные источник

излучения, поляризатор, анализатор, фотоприемник и измерительный блок, исследуемое вещество помещено в ячейку сравнения, состоящую из двух кювет, одна из которых расположена между полюсами

постоянного магнита с отверстиями для зондирующего излучения, причем ячейка выполнена с возможностью перемещения перпендикулярно оси зондирующего излучения и установки в двух фиксированных

положениях.

Сопоставительный анализ с другими известными устройствами контроля показывает, что в предлагаемом устройстве в ячейке Фарадея используется постоянное магнитнов поле вместо переменного. Кроме того, в устройстве контроля обеспечена возможность перемещения ячейки Фарадея относительно зондирующего излучения, благодаря этим отличиям обеспечивается повышение достоверности контроля.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство контроля стабильности состава оптически прозрачных сред содержит оптически связанные между собой лазер 1, ячейку 2 сравнения, фотоэлектрический умножитель 3 с усилителем 4, имеющим выход на регистрирующий цифровой прибор 5.

Ячейка сравнения представляет собой жестко закрепленные на подвижной планке 6 два идентичных гнезда 7 с кюветами 8, помещенными в светоизолирующий кожух 9, имеющий симметрично расположенные отверстия для прохождения зондирующего излучения от лазера 1. Подвижная планка 6 установлена с возможностью перемещения посредством рукоятки 10 вдоль направляющих 11, закрепленных на боковых стенках светоизолирующего кожуха 9. Гнезда 7 представляют собой направляющие конструкции для кювет 8, изготовленные из диамагнитного материала с симметрично расположенными отверстиями для прохождения зондирующего излучения, причем одно из гнезд 7 размещено между полюсами постоянного магнита 12, также имеющих симметрично расположенные отверстия, совпадающие по расположению и размерам с отверстиями для прохождения зондирующего излучения в светоизолирующем кожухе и в полюсах постоянного магнита 12. Гнезда 7 разнесены на расстояние, равное половине длины подвижной планки 6. С наружной стороны светоизолирующего кожуха 9 на входном отверстии жестко закреплен поляризатор 13, а на симметрично ему расположенном выходном отверстии кожуха 9 с возможностью поворота и фикса- ции-анализатор 14.

Устройство контроля стабильности состава оптически прозрачных сред работает следующим образом.

Зондирующее излучение от лазера 1 последовательно проходит через поляризатор 13, отверстие в светоизолирующем кожухе 9 ячейки 2 сравнения, кювету 8 со стандартным веществом в гнезде 7, находящемся вне магнитного поля, анализатор 14, установленный в положение Скрещивание и падает на фотоэлектрический умножитель 3 с усилителем 4, с которого сигнал поступает на регистрирующий Цифровой прибор 5, например цифровой вольтметр. С последнего снимается цифровой отсчет М0. Посредством рукоятки 10 подвижная планка 6 перемещается до упора так, что зондирующее излучение проходит через поляризатор 13, кювету 8 со стандартным веществом, помещенным в гнездо 7, находящееся между

полюсами постоянного магнита 12, анализатор 14 и далее на фотоэлектрический умножитель 3 с усилителем 4, сигнал с которого поступает на регистрирующий цифровой прибор 5, с которого снимается отсчет N. Отношение снятых отсчетов N и No определяет стабильность состава контролируемого вещества, так как любое изменение состава изменяет постоянную

магнитооптического вращения стандартного вещества, являющуюся по определению параметром-свидетелем строения вещества и носителем свойств последнего. По приведенной методике аттестация

стандартного вещества по отношению N/No производится аттестация контроля стабильности состава исследуемых образцов вещества, при этом соответственно снимаются отсчеты на регистрирующем

цифровом приборе 5 NI и N0i. В случае нарушения стабильности исследуемого образца по сравнению со стандартным отношение Ni/Noi для него отлично отношения N/No для стандартного образца.

Использование устройства по сравнению с существующими устройствами для контроля стабильности состава оптически прозрачных сред позволяет упростить процесс контроля стабильности состава последних, устранить погрешности измерений, возникающие при использовании переменных магнитных-полей соленоидов, влияющих на величину форм-факторов ячеек Фарадея, а также влияния двулучепреломления, отражения и дисперсии, устранить схему компенсации, вносящую погрешность в результат измерений, исключить из измерительной схемы реохорд, дрейф значений номиналов которого размывает шкалу устройства.

Формула изобретения Устройство контроля стабильности состава оптически прозрачных сред, содержащее оптически связанные источник излучения, поляризатор, ячейку сравнения, включающую две кюветы, анализатор, фотоприемник и блок измерения, отличающееся тем, что,, с целью повышения

достоверности результатов, обе кюветы заполнены исследуемым веществом, причем одна из кювет расположена между полюсами постоянного магнита с отверстиями для прохождения излучения, при этом кюветы

помещены в светозащитные кожухи с возможностью перемещения перпендикулярно направлению распространения излучения и установки в двух фиксированных положениях.