Устройство для поверки дифференциальных рефрактометров Советский патент 1982 года по МПК G01N21/17 

Устройство содержит стеклянный клин 1, оправу 2, корпус 3, регулирующее устройство 4. Конструктивно каждый клин 1 из набора устанавливается в оправу 2, которая, в СБОЮ очередь, вставляется в корпус 3, соответствующий по форме и размерам измерительной кювете поверяемого дисперсионного рефрактометра и имеющий регулирующее устройство 4 для ориентации преломляющего ребра клииа и закрепления его Б оправе Б выбранном полол :епии. В общем случае клин, состоящий из двух стекол разных марок с различными показателями преломления и перпендй;кулярным 1к входной грани клина падением светового пучка лучей (фиг. 1), рассчитывается по системе уравнений WIG sin 5 :- П-2С sin (б - ус); /i2csin (р - 7-) sin (р - KC); /ii.FSin 9 : /г2/--sin (6 - 7/) «2/- sin (р - : -- (р - IFJ,(1 ) где riic, Пзс, n,i- - показатели преломления первой и второй частей клина, .соответственно для длин волн Ас и kp; 9 - преломляк щий угол первой части клина; р - угол между последней гранью второй части клина и плоскостью, перпендикулярной к оптической оси; Тс, F - углы между преломленным на границе двух частей клина лучом и оптической осью, соответственно для длин волн лс и Лр. Для одиночного прямоугольного клина Пу (воздух) и р отсутствует, поэтому система уравнений (1) принимает вид II;. - COS 7.;, а условия для расчета вид tg6 -. (3) Лс - cos ас llF - COS а/.где «с л - углы отклонения световых лучей клином соответственно для длин воли АС и /.. Для клина, состоящего из двух частей, входные и выходные грани которого параллельны меледу собой и перпендигкулярны оптической оси (), выражение (1) принимает вид Кл-гх- sin-а/. - Пг,. а уоювие для расчета V П--2С -. - П{С У ii--,F - siii-a/.На основании указанных зависимостей производят расчет углов и выбор стекол для набора клиньев, необходимых для поверки рефрактометра, измеряющего одновременно разности показателей преломления Аяс передних дисперсий Д(). Как одиночные, так и двойные клинья набора позволяют производить поверку щкалы дифференциального рефрактометра с положительным и отрицательным отклонением контролируемого параметра путем их разворота на 180 вокруг оптической оси. Требования к лматериаду клиньев - не выше второй категории по Длс и Д(п/-- - -Пс), а к точности изгот1овления преломляющего угла - не выше -3 угловых минут. Такие клинья имеют стабильные параметры, небольшую погрешность от изменения температуры окружающего воздуха (1 Ю единицы показателя преломления на 1°С) и удобны в абращении. Это позволяет применять их в качестве поверочного средства для дифференциальных рефрактометров, имеющих погрешность измерения (Ал с) ДО 1 Ю ед. и А(л/---Яс) ДО 2 10-5 ед. Изготовленные клинья аттестуются с помощью гониометра по углам отклонения для выбранных длин волн ис и )г- Значения углов гравируют на корпусе .клина, а регулировочное устройство пломбируют. Паспортизованный набор клиньев становится основным поверочным средством при серийном выпуске приборов и хранится на предприятии-изготовителе. Для поверки рефрактометров, работающих с жидкостями, набор клиньев паспортизуют Б значениях разностей показателя преломления Алс и средней дисперсии А() по предварительно отградуированному с помощью жидкостей дисперсионному рефрактометру. Таким образом, каждый клин получает аттестацию в углах отклонения ас и в значениях разностей показателя преломления и средней дисперсии с учетом качества изготовления дифференциальных жювет и параметров рефрактометра. Пример расчета и применения предлагаемого устройства. Исходными данными для расчета являются:диапазон измерения Алс и А(); углы отклонения кюветы, применяемой в дифференциальном дисперсионном рефражтометре, соответствующие диапазонам измерения. Для дифференциальной кюветы типа тройной полой призмы с углом измерительной части 90° |без автоколлимации диапазону измерения разности показателей преломления Длс 0-200 единиц соответствует угол отклонения лучей кюветой ас О-2°16, диапазону измерения разности средних дисперсий А(пр - Лс) - 0-200 едини:ц соответствует угол Д(а/-ас) 0-1336.

Для поверки дифференциального днеперсионного рефрактометра необходим набор из девяти клиньев, подбираемых по показателям преломления, дисперсиям и отклоняющим углам так, чтобы угловые отклонения лучей клином обеспечивали для каждой поверяемой точки шкалы показателя преломления одновременную поверку средней дисперсии в начале, середине и конце шкалы. Исходные значения углов отклонения лучей для расчета набора клиньев должны соответствовать данным табл. 1.

Таблица 1

Преломляюш,ие углы клиньев, марки стекол из которых изготовляются клинья, углы отклонения лучей и Лс, поверяемые точки шкал показателя преломления и тип каждого клина представлены в табл. 2. Таблица 2

Клинья 1, 4, 7 рассчитаны по формулам (2) и (3), 5, 8, 9 - по формулам (4) и (5), 2, 3, 6 - по системе управлений (1).

Поверку дисперсионного рефрактометра производят следующим образом.

С помощью регулирующего устройства устанавливают нулевые значения п с и (nf-Пс) по шкале регистрирующего прибора. Вместо измерительной кюветы вставляют в прибор клин, соответствующий по аттестации концу шкал разностей показателей преломления и средних дисперсий. Производят установку «диапазона шкал по показаниям регистрирующего прибора.

Поочередно устанавливают аттестованные клинья, соответствующие сочетаниям разностей показателя преломления и средней дисперсии согласно табл. 2, и сопоставляют показания регистрирующего прибора с паспортными данными клиньев. По результатам проверки производят метрологическую аттестацию дифференциального рефрактометра по классу точности.

Устройство для повер,ки дифференциальпых дисперсионных рефрактометров, одновременно измеряющих показатель преломления и среднюю дисперсию, позволяет быстро выявить возможные систематические ощибки прибора и либо устранить их, либо ввести соответствующие поправки к результатам измерений, обеспечивает всестороннюю поверку прибора одновременно по двум шкалам, что важно при использовании дисперсионного рефрактометра для анализа состава светлых нефтепродуктов. В этом случае обеспечение заданного класса точности дисперсионного рефрактометра во всем диапазоне измерения средней дисперсии и показателя преломления является основой для точного определения группового состава светлых нефтепродуктов, что важно для процессов каталитического риформинга в нефтепереработке.

8

Формула изобретения

Устройство для поверки дифференциальных рефрактометров, выполненное в виде клнньев, отличающееся тем, что, с целью повышения метрологической надежности поверки, каждый из клиньев выполнен из двух частей, а форма и материалы клиньев выбраны из условия, что преломляющие углы и показатели преломления материалов клиньев связаны с угловыми отклонениями световых лучей для двух длин волн следующим соотнощением:

sin(e1C)

HlC n-2F

Sin (6 - -V--) «2C

sin(p- y.c) rt2c-sin (р---7с) sin() «2/ --sin ()

где ас UF- заданные углы отклонения световых лучей для длин волн Ас и /./--соответственно; /lie, пц-; П2с, HZF - показатели преломления материалов для длин волн АС и л/.- соответственно для первой и второй частей клина; с, - углы между лучами с длиной волны Лс и /-..р, преломленными на границе двух частей клина и оптической осью клина; р - угол между последней гранью второй части клина и плоскостью, перпендикулярной к оптической оси; в - угол преломления первой части клина.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

////////////////Л(///7/7///// фиг. 2