Прибор для измерения постоянной верде Советский патент 1979 года по МПК G01J4/04 

t

Изобретение относится к устройстваМ измеряющим поворот ппоскости поляризации света веществом, помещенным в продольное магнитное поле и может быть, использовано при физико-химических измерения, т.е. для определения состава, структуры и свойств вешеств.

Известны приборы, предназначенные дпя измерения постоянной Верде константы вещества, связывающей угод поворота плоскости поляризации с напряженностью магнитного поля -и длиной пути света в веществе.1.

Приборы этого, типа не дают возможности измерения малых изменений постоянной Верде, что является необходимым при использовании измерений магнитооптического вращения в физико-химическом анализе.

Недостатком этих приборов является необходимость градуировки образцовыми средствами измерения.

Наиболее близки к предлагаемому ю пртщипу работы является прибор, измеряющий как отношение постоянных Верде двух веществ, так и их разность 2 , Прибор содержит три ячейки Фарадея: сравнительную, рабочую к компенсационную, расположенные последовательно на оптической оси между источником и приемником плоскоподяризо ванного излучения, источник питания, измеритедьное и отсчетное устройства, причем рабочая и сравнительная ячейки Фарадея соединены посдедоватедьно. Прибор градуируется по результатам измерения разности и отношения постоянных Верде двух веществ.

Недостатком этого прибора является несоверщенство его измерительной схемы, в которую входит реохорд. Ванду того, что реохорд включен в цепь рабочей и сравнительной ячеек, возникает ограничение по допустимому номиналу сопротивления из-за наличия большого тепловыделения, приводящего к нестабильности. Кроме TOtx), существует нелинейная зависимость между положением движка реохорда и эквивалентным сопротивлением. Указанные причины не дают возможности расширить допустимый диапазон измерения, а следова- тельно, и. повысить точность прибора. С целью повышения точности измерений прибор снабжен магнитооптическим блоком, состоящим из источника и приемника попяризованного излучения, между которыми последоиательпо распол жёны три ячейки Фарадея, средняя ио которьрс выполнена с секционированной обмоткой, усилителя и нуль-индикатора, и регулятором параметров тока, которы включен в цепь компенсационной ячейки, а измерителг ное устройство включено г цепь рабочей и сравнительной ячеек, ячейка Фарадея с секционированной обмоткой подключена к измерительному устройству, а две другие ячейки Фараде магнитооптического блока соединены последовательно и включены в цепь ком пенсационной ячейки Фарадея, пртпем перед ячейкой Фаралея и секционированной обмоткой установлено тюлуволно(юе фазосдвигаюшее устройство. На фиг. I приведена блок-с.хема прод лагеьемого устрой . т(а; па фиг. 2 - схема секционированной ячейки. Прибор содержит три ячейки 1арадея рабочую 1, компенсационную 2, г:рал11Ительную 3, ряспо;1оженш,1е между источником 4 и приемником Г плгюкополяризованного излучения. Pafxyia t 1 н суччвнительртая Л ячейки последовательно, а компенсационная ячейка 2 {ерез регулятор О подключены к источнику питания 7. Выход приемника излучения 5 через усилитель 8 подключен к нуль-индикатору 9. Прибор снабжен маг нитооптическим блоком -1.0, состоящим из источника 11 и приемника 12 плоско поляризованного излучения, между которыми расположепы три ячейки Фара доя 13, 14, 1ч. Ячейки 13 и 15 включены последовательно и череп ячейку 2 и регулятор б параметрюв тока 1юдключегал к источнику питания. 7. Ячейка 1-1 выполнена с секционировапноГ; обмоткой и 4eped измерител1,ное усп-ройство ., представляющее сюбой коммутачхэр обмо ток, подключена к цепи ячеек 1, 3. Ме ду ячейками 13 и 14 устапогиюно полу- BOjmoBoe ф К1Осавигаю1Ц р ycTjx.HCTBo 1 7. Выход 1фиомника 12 через угпшитель 1 подключен к нуль-тшика-ппру 10. Отсче ное устропстрда 20 соединено п изморите y(-T(x iti;TBOM LO. Каждая из ячеек Фарадея представяет г:обой модулятор положения плоскоти поляризации проходящего через нее гэтоск1)ПЛяризованното излучения, часота модуляции paBFia частоте питающего чейку пхжа, а амплитуда модуляции прямо пропо)ииональиа постоянной Верде вепюства, noMeirtouHoto в ячейку. Прибор настраивается так, что тфи помещении в ячейки 1 и 3 вешеств с одинако1и(ми ПОСТОЯНШ.1МИ Верде СИГЕШЛ на выходе усилителя 8 О1ч::утствует. При поме111онии в ячейки 1, 3 вешеств с различными постоянными Верде возникает сигнал. Э7от сигнал сравнивается с сяг-налом, coздaвae ым ячейкой 2, и при их раггенстве по соотношению токов, протекаюшЪс через ячейки 1, 2 и 3, определяют разность постг.янпых Вердевеществ, помещенных в ячейки 1 и 3, как часть постоянЕгой Верде вещества, пометенного 1) ячейку 2. Магнитооптический блок 1О предназначен для определения отношения токов, протекающих через ячейки 1 и 3 и ячейку 2.Для этого блок 10 снабжен ячейками 13, 14 и 15. Ячейки 13 и 15 включены последовательно и через них течет Tf)T же ток, что и через ячейку 2. Ток. в ячейках. 13 и 15 создает тюля, направленные встречно, что вызвацо необходимостью устранения наводок на ячейку 14. Наличие полуволповой пластинки приводит к тому, то при встречно направленных полях амплит} ды модуляции, созДс1ваом1ле в этих ячейках, складываются и эти ячейки для простоты можно рассматривать как одну ячейку. Ячейка 14 выполнена с секционированной обмоткой. Союши ячейки 14 (OJ - сц, ) выполня- . юте я таким образом, что а.1плитуды создаваемой ими модуляции юдчиняются двоичному закону, т.е. есть секции,, создающие амплитуш г 1, 1, 2, 4, 8, 16, ; 32, 64, 128, 250, 512, 1024. Достигается это следующим образом: секции W и 2 включаются Г5стречно и настраиваются, например, посредством изменения числа витков так, что сигнал на выходе равен О. Затем эти обмотки включаются согласно, а секция отключается - стречно, и регулирогяниеМ сейнии tt) добиваются равенст1 а О вы- ходнохх) сигнала. Операции проводятся с. том же порядке и для остальных секций. Эта настройка можот производителе я при воличттах тс1кп, значптелтло прег},г5( niaioiiutx рабочий, что значительно уменьшает погрешность настройки. Проверка сохранения настройки может 6i,iTb произведена на работающем приборе без привлечения образцовьрс средств измерения. Измерение на приборе заключается в том что при появлении сигнала на нулг -ивпикаторе 9 его устраняют с помощью регулятора 6. Отсутствие сигнала на нульиндикаторе 9 говорит о том, что разност амплитуд модуляции в ячейках 1 и 3 равна амплитуде модуляции в ячейке 2. Отношение токов, протекающих через эти ячейки, измеряется путем изменения числа витков в ячейке 14 посредством измерительного устройства 1G до получения нулевого сигнала на нуль-индикаторе 10. Отсчет снимается с отсчетного устройства 20. Формула изобретения Прибор для измерения постоянной Верде, содержащий измерительное устройство, источник питания, отсчетное устройство, сравнительную, рабочую и компе сашгонную ячейки Фарадея, причем рабочая и сравнительная ячейки соединены последовательно, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения , точности измерения, он с набжен регулятором параметров тока, включенным в цепь компенсационной ячейки Фарадея, и магнитооптическим блоком, состоящим из источника и приемника поляризованного излучения, усилителя, нуль-индикатора и трех ячеек Фарадея, расположенных между приемником и источником полярисюванного. излучения, средняя из которых выполнена с секционированной обмоткой, измерительное устройство включено в цепь рабочей и сравнительной ячеек, ячейка Фарадея с секционированной обмоткой подключена к измерительному устройству, а две другие ячейки Фарадея магнитооптического блока соединены последовательно и включены в цепь кЬмпенсационной ячейки Фарадея, причем перед.ячейкой Фарадея с секционированной обмоткой установлено полуволно- гзое фазосдвигающее устройство. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Успехи химШ, ;(L , вып. 4, 1971. . 554-658. 2.Авторское снидетел лтво СССР O 197258, кл. G OIN 21/4О, 1964 (прототтОФи. i

nnnnnnn COi 02 ъ Ц 5 6 7 2 nnnnn 8 9 /0 Q// 03/2