Способ измерения показателя преломления Советский патент 1983 года по МПК G01N21/45 

1

Изобретение относится к рефрактометрии .

Известен способ измерения показа-теля преломления с помощью автоматических рефрактометров по принципу измерения предельного угла полного внутреннего отражения с использованием следящей системы. В качестве индикаторов в этих рефрактометрах применяют фотоприемники, включенные по .. дифференциальной схеме.

В известном способе на один (рабочий) фотоэлемент проецируется граница светотени, а на -другой (компенсационный) - светлая зона. В положении равновесия световой поток Фр, падающий на рабочий фотоэлемент, равен световому потоку Ф, который воспринимается компенсационным фотоэлементом

При этом условии

,- Фк cS,

интенсивности светлой

ЕТ. де Е. и темной зон .соответственно

Sj,- площадь светочувствительной поверхности ра-. бочего фотоэлемента, освещенная лучами светлой ЗОНЫ ,

S - площадь, освещенная у1учами темной зоны/

S - площадь светочувствительной поверхности компенсационного фотоэлемента/

А - коэффициент, определяемый степенью поверхности компенсационного фо0тоэлемента.

Однако при использовании известного способа возникают временные ошибки, связанные с увеличением в те5чение времени измерения оседания на поверхности, призмы твердых частиц или пузырьков газа. В этом случае изменяется освещенность светлой и темной зон из-за изменения угла полного

0 внутреннего отражения.

Известно, что предельный угол полного внутреннего отражения при прохождении света из стекла в газы мень5ше, а при прохождении из стекла в твердые вещества - больше угла полного внутреннего отражения растворов, например сахарозы. Известно также, что углу отражения больше предельно0го соответствует светлая зона, а углу меньше предельного - затемненная зона. Поэтому при недостаточном омывании призмы автоматическохю рефрактометра исследуемым раствором или осаждении на призме пузырьков газа; освещённость участков темной зоны в рабочем диапазоне, соответствующая изменению предельного угла полного внутреннего отражения нсследуемыХ растворов, увеличивается на величину дЕ, а при осаждении твердых частиц освещенность светлой зоны уменьшается на величину . В этом случае происходит нарушение равенства световых потоков, падающих на рабочий и компенсационной фотоприемники, т.е. .Фк

в за: исимости от того, осаждаются На призме твердые частигщ или газовы пузырьки, по-разному изменяется величина угла полного внутреннего отражения. Это приводит к значительной ошибке измерения коэффициента преломления..

Цель изобретения - повышение -точности измерения и исключение ошибок, связанных с изменением интенсивности световых потоков светлой и темной зон, вызванных присутствиемв жидкости, твердых частиц или пузырьков газа при оседании их на поверхности измерительной призмы. . .

Цель достигается тем, что при измерении показателя преломления среды по предлагаемому способу сравнивают световые потоки светлой и темной зон, прилегающих к границе светотени, со световыми потоками этих же зон, расположенных в центре зон, и при достижении равенства сравнивае- . мых световых потоков определяют показатель преломления, г

В положении равновесия световые потоки Фр и Ф по предлагаемому способу вообще определяются формулой

Фр 5т+.Ет5т

где ,дЕд и дЕ, - изменение освещенности светлой и темной зон.

Равенство сохраняется за счет того, что фотоэлементы (рабочий и компенсационный) освещены .лучами как светлой, так и темной зон (в известном же способе компенсационный фотоэлемент освещен только лучами светлой зоны). Разностный сигнал между рабочим и компенсационным фотоэлементами в ЭТ.ОМ случае равен нулю.

При изменении плотности исследуемой жидкости равенство Фр и Ф нарушается, так как изменяется предель- НИИ угол полного внутреннего отражения и граница светотени смещается. В результате этого изменяется освещенность рабочего фотоэлемента (освещенность компенсационного остается постоянной), появляется разностный сигнал, который после усиления приводит в действие следящую систему. Последняя перемещает рабочий 4ютоэлемент до положения равновесия. По стрелочному индикатору определяют показатель преломления исследуемой жидкости.

Формула изобретения

Способ измерения показателя преломления с использованием автоматических рефрактометров, работающих по

35 методу предельного угла, со следящей, системой для определения положения границы светотени, отличающийся, тем, что, с целью повышения точности измерения, сравнивают

40 световые потоки светлой и темной зон, прилегающих к границе светотени, со световыми потоками- этих же зон, расположенных в центре зон, при достижении равенства сравниваемых световых потоков определяют показатель преломления.