Рефрактометр Советский патент 1980 года по МПК G01J1/44 

(54) РЕФРАКТОМЕТР

Изобретение относится к области рефракто(етрии, более ксяскретио - к дифференциальны рефрактометрам. Область применения изобретения - нефтеперерабатывающая, химическая, пищевая и др. отрасли промьщ1ленности, где используются дифференциальные рефрактометры. Известен рефрактометр, содержащий последо вательно установленные источник излучения, оптическую систему, дифференциальную, .кювету дифференциальный фотопреобразователь и регистратор 1 . Наиболее близким к изобретению является рефрактометр, содержащий последовательно установленные источник излучения, оптическую систему, дифференциальную кювету, два диффе ренциально включенных последсжательио с ре. зисторами фототранзистора, установленных OIMметргшо на расстоянии ширины луча, фотоприелшое устройство, измерительное устройство 2J. Недостатком известного устройства является пониженная точность из-за нестабильности источника излучения. Цель изобретения - повышение точности. Для достижения указанной цели в известное устройство дополнительно введены две пары фототранзнсторов и резистор, включенный между змиттерами двух основных фототранзисторов и коллекторами двух дополнительных фототранзистс ов, б. за одного из которых связана с коллектором третьего дотолнительного фототранзистора, установленного между двумя основными фототранзисторами, а база другого связана с базой и коллектором четвертого дополнительного фототранзистора. На фиг. 1 псосазано расположение фототранэисторов, в предлагаемом рефрактометре; на . 2 - блок-схема рефрактометра; на фиг. 3 принципиальная схема фотоприемника. Устройство содержит измерительные фотоприемники 1 и 2 с фоточувствительными поверхностями 3 и 4, которые частично освещены, фотоприёмник 5, полностью освещенный световой полоской 6. Фоточувствительная поверхность 7 фотоприемника 3 освещена полностью (tpK любом положении световой полоски 4, позгому выходной а1гнал приемника 3 пропорционален освещенности и позволяет корректи378роИть измерение показателя преломления с учетом реальной освещенности фотоприемников 1 и 2. Прибор содержит источник излучения 8, оптическую систему 9, дафференциальную кадвету 10, состоящую из сравнительной полоски 11, измерительной полоски 12, фотоприeivfHoro устройства 13, усилителя 14, измерительного устройства 15. Схема фотоприемного устройства содержит .измерительные фототранзисторы 16 и 17, фототранзисторы 18 и 19, компенсационный по световому потоку фототрйнзистор 20, компенсационный по температуре фототранзистор 21, подстроенные резисторы 22 и 23, резистор 24, выходные клеммы 25, клеммы питания 26 и 27. Устройство работает следующим образом. Световой поток, создаваемый источником 8, нфравляется оптической системой 9 на диффере|нциальиую кювету 10, сравнительная полость И которой заполнена сравнительной жидкостью с показателем преломления Пд. Измерительная полость 12 заполняется измеряемой жидкостью При световой поток проходит кювету 10 без преломления. Световой поток в виде световой полоски падает на фотоприемное устройство 13. При световой поток отклоняется и на выходе фотоприемного устройства 13 возникает злектрический сигнал рассогласования который усиливается усилителем 14 и измеряется устройством 15. При фоточувствительные поверхности фртотранзисторов 16 и 17 освещены одинаково позтому на клеммах 25 отсутствует сигнал. При Пд площади фоточувствительных поверхностей 16 и 17, освещенные световым потоком, различны из-за смещения световой полоски относительно начального положения. В зтом случае на клеммах 25 имеется сигнатг, который поступает на вход усилителя 14. Питание фотоприемного устройства осуществляется через клемму 26 и клемму 27. Выходной сигна фототранзистора зависит от освещенности, позтому при изменении светового потока источника излучения или изменении освещенности из-за загрязнения стекол кюветы или поглощени света измеряемой жидкостью (изменение оптической плотности относительно начального значения) будет возникать оишбка измерения.. Для ее исключения используется генератор тока собранный на фототранзисторах 18 и 20. Фототранзистор 18 находится в темновом режиме, а фототранзистор 20 освещен световой полоской постоянно. Включение фототранзистора 20 в базу пассивного фототранзистора 18 позволяет скомпенсировать изменение сигнала на клеммах 25 при измене1ши освещенности изме, рйтельных фототранзисторов. Настройка генератора тока на фототранзисорах 18 и 20 осуществляется следующим образом. При начальной освещенности (при ) на выходных клеммах 25 наблюдается сигнал (зквивалентно наблюдению результата на табло измерительного устройства). Затем в световой поток перед фотоприемным устройством помещается нейтральный фильтр, что вызывает изменение сигнала на клеммах 25. Регулировкой постоянного резистора 22 добиваются достижения сигналом своего первоначального значения. В этом случае влияние изменения освещенности автоматически, компенсируется. Учитьшая, что коэффициент преобразования фототранзисторов зависит от температуры окружающей среды, вводится второй генератор тока, собранный на фототранзисторах 19 и 21, которые находятся в темновом режиме. Настройка генератора происходит при повыщении температуры относительно начальной при помощи подстроечного резистора. Оба генератора подключены к резистору 24, который способствует выравниванию базовых потенциалов при Д , упрощает настройку и расширяет диапазон сигналов. Данное изобретение позволяет значительно снизить влияние температуры и нестабильности источника излучения на точность измерений. Форму л а изобретения Рефрактометр, содержащий последовательно установленные источник излучения, оптическую систему, дифференциальную кювету, два дифференщ1ально включенных последовательно с резисторами фототранзистора, установленных симметрично на расстоянии ширины луча, фотоприемное устройство, измерительное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены две пары фототранзисторов и резистор, включенный между змиттерами двух основных фототранзисторов и коллекторами двух дополнительных фототранзисторов, база одного из которых связана, с коллектором третьего дополнительного фототранзистора, установленного между двумя основными фототранзисторами, а база другого связана с базой и колектором четвертого дополнительного фототранзистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Иоффе Б. В. Рефрактометрические методы химии. М., Химия, 1974, с. 54. 2.Гринштейн М.М. и Кучикян Л.М.Фото-электрические концентратомеры для автоматического контроля и регулирования. М., Машиностроение, 1966, с. 142 (прототип).