Фотоэлектрический поляриметр Советский патент 1975 года по МПК G01N21/40 

в эксплуатации - не требуют специальных источников питания, более долговечны и дешевы.

Однако, заменить в известных поляриметрах спектральный источник излучения на источник излучения в виде лампы накаливания с интерференционным светофильтром не представляется возможным, так как при этом погрешность измерения, связанная с влиянием на измеряемый угол вращения немонохроматичности светового потока из-за спектральных характеристик интерференционных светофильтров может достигать величин порядка 0,5- 0,8°.

Устранение погрешности прибора, связанной с немонохроматичностью потока - излучения, проходящего через его оптический тракт, возможно за счет введения промежуточного звена между анализатором и шкалой отсчетного устройства, которое позволяет изменять передаточное отношение между углами поворота анализатора и шкалой отсчетного устройства.

Известен автоматический поляриметр с компенсатором в цепи обратной связи, в котором с целью изменения цены деления шкалы отсчетного устройства компенсатор выполнен в виде сектора и связан со щупом кулачкового механизма.

Однако, применение кулачкового механизма для изменения цены деления шкалы отсчетного устройства допустимо лишь в случае малых пределов измерения (порядка 3- 5°), когда профиль кулачка выполнен по архимедовой спирали. В этом случае изменение цены деления отсчетного устройства осуществляется изменением длины рычага, связанного с кулачком.

При больших же пределах измерения, а в приборах общепромышленного назначения пределы измерения составляют 30-40°, применение кулачкового механизма позволяет лишь существенно снизить требования к точности изготовления шкал, но изменять цену деления шкалы изменяя длину рычага, как в предыдущем случае, недопустимо, так как подъем кулачка существенно нелинейно связан с углом его поворота.

Цель изобретения - повышение точности измерения угла вращения плоскости поляризации оптически активным веществом при использовании в нем спектрального источника излучения и обеспечение возможности использования в качестве источника излучения лампы накаливания.

Для достижения поставленной цели в кинематическую цепь, связывающую анализатор с отсчетным устройством, введен рычажный шарнирный механизм, в котором ведомое звено жестко связано с анализатором и выполнено регулируемым по длине.

На чертеже схематически показан предлагаемый фотоэлектрический поляриметр.

Прибор содержит источник излучения 1 (лампу накаливания или спектральную лампу) , конденсатор 2, интерференционный светофильтр 3, поляризатор-модулятор света по колебаниям его плоскости поляризации 4, блок установки объекта измерения 5, анализатор 6, фотоэлектронное устройство 7, 8, реверсивный электродвигатель 9 и 10 с редуктором, кулачковый механизм 11 и 12, отсчетное устройство 13 и рычажный шарнирный механизм 14, в котором ведомое звено 15 жестко связано с анализатором 6 и выполнено регулируемым по длине.

Поляриметр работает следующим образом.

Световой поток от источника излучения 1

конденсатором 2 направляется параллельным

пучком через интерференционный светофильтр

3 на поляризатор-модулятор 4. Модулированный по плоскости поляризации (относительно среднего ее положения) световой поток проходит далее через оптически активный объект измерения 5, который поворачивает плоскость

поляризации каждой из присутствующих в световом потоке монохроматических составляющих на угол, пропорциональный удельному вращению исследуемого вещества для данной длины волны.

После анализатора 6 каждая монохроматическая составляющая светового потока оказывается промодулированной по интенсивности. При этом переменная часть интенсивности модулированного светового потока для каждой

монохроматической составляющей содержит слагаемую, изменяющуюся с частотой модуляции и с удвоенной частотой.

Затем световой поток преобразуется фотоэлектронным устройством 7 и 8 в переменное

напряжение, которое подается на одну из двух обмоток статора реверсивного двигателя 9. Вторая обмотка двигателя 9 питается от общего источника с модулятором. Такой двигатель, связанный с анализатором 6 посредством кинематической цепи, включающий кулачковый 11, 12 и рычажный 14 механизмы автоматически обеспечивает поворот анализатора 6 из любого промежуточного полол ения и установку его в положение баланса. Если

фильтр пропускает монохроматический компонент излучения уравнение баланса будет иметь вид:

(ao

Ji) 0,

1 1

де /oi - спектральная интенсивность лучистого потока для монохроматической компоненты;

Ti - спектральный коэффициент пропускания интерференционного светофильтра;

Тг - коэффициент спектрального пропускания оптической системы при параллельных поляризаторах;

5г - спектральная чувствительность фотоприемника;

/г - угол поворота плоскости поляризации излучения оптически активным веществом для г-той компоненты;

осо - угол между направлениями колебаний, пропускаемыми поляризатором и анализатором.

Систематическая погрешность измерения, связанная с немонохроматичностью излучения А/ может быть определена из уравнения:

2/o;7-oi-AsIn2S/; Ду - arctg ,

2/oi7i-Acos26/;

где 8 Ji - Jj.

Для исключения этой систематической погрешности достаточно изменить с помошью микровинта длину рычага 15, жестко связанного с анализатором 6, добиваясь соответствия между величиной, введенной в оптический тракт эталонной оптической активности и показаниями по шкале отсчетного устройства. Изменение длины ведомого звена 15 в пределах до 0,2-0,3 мм оказывается достаточным для устранения погрешности порядка 0,5-0,8° при измерении угла до 25°.

Предмет изобретения

Фотоэлектрический поляр иметр, содержаш,ий источник излучения, поляризатор-модулятор света по колебаниям его плоскости поляризации, блок объекта измерения, анализатор, связанный кинематической цепью с отсчетным устройством, фотоэлектронное устройство и двигатель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и обеспечения возможности применения в качестве источника излучения лампы накаливания, в кинематическую цепь введен рычажный шарнирный механизм, ведомое звено которого жестко связано с анализатором и выполнено регулируемым по длине.

,uir