Автоматический рефрактометр Советский патент 1981 года по МПК G01N21/41 

(54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕФРАКТОМЕТР

Изобретение относится к рефрактомет рии, а именно к дифференциальным рефрактометрам, и может быть использовано для контроля технологических процессов в нефтеперерабатывающей, химической, пищевой, биомедицинской и других отраслях промышленности. Известен автоматический рефрактомет содержащий источник излучения, оптическую систему, дифференциальную -кювету, фотоприемники и измерительную схему Ц Недостатком данного рефрактометра является зависимость погреишости измерения от абсорбцисжного поглощения света измеряемой жидкостью. Известен также автоматический рефрактометр, содержащий последовательно соединенные источник излучения, оптическую систему, дифференциальную кювету, спаренный фотопрйемник, дифференциальный усилитель и электромеханическую схему компенсации сдвига луча 21. Однако этот рефрактометр имеет псжвженную точность и зависимость значения. развиваемся фотоприемником арв ошом в том же.смещении, от освещенности фотоприемника. Кроме тсяго, наиболее сулест- венное изменение освещенности оря измерении пр жсходит дополнительного поглощения света измеряемой жш 1костЕ ю при изменение ее оптической плотности. Цель (обретения - повышение Гспноств. Поставленная цель достигается теМ| что в автоматический рефрактометр введены блок управления, сумматор, коммутатор, блок эталонного напряжения в блок ксррекдия, одвн вход которого связан с блоком эталоинся о напряжения, другой вход - с одним из входов коммутатора, а выход - с первьпл входом сумматора, вход последнего связан с выходом дифференциального усилителя, входы которого соединены с выходами коммутатора, управляющий вход последнего СВЯЗЕШ с бл(Жом управления. На чертеже дана структурная схема рефрактометра. Предлагаемый рефрактометр содержит источник излучения 1, оптическую систему 2, дифференциальную кювету 3, спаренный фотоприемнкк 4, коммутатор 5, дифференциальный усилитель 6, сумматор 7, реверсивньй двигатель 8, устройство обратйой связи 9, платформу 10, регистрирующее устройство 11, блок эталонного напряжения 12, блок кс рекции 13 и блок управления 14. Рефрактометр работает следующим образом. Световой поток от источника излучения 1 оптической системой 2 направляется на дифференциальную кювету 3, содержащую сравнительную жидкость с показателем преломления П р и измерительную жидкость с показателем преломления . На выходе дифференциальной кюветы 3 световой поток отклоняется на угол, пропфциональный разнице показателей преломления сравнительной н измеряемой жидкости, что приводит к его Ьмещению на поверхности спаренного фотоприемника 4. Выходной сигнал спаренного фотоприемника 4 через коммутатс э 5 поступает на вход дифференциального усилителя 6, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный измеряемой разнице показателей преломления жидкостей, и далее на сумматор 7.о Если оптическая плотность измеряемой жидкости не изменяется относительно начального значения, то выходаой сигнал ди ференциальнся О усилителя 6, пройдя сумма тор 7 без изменения, попадает на реверсивный двигатель 8. Последний , отрабаты вая сигнал разности за счет устройства обратной связи 9, смещает платформу Ю, на которой расположен спаренный фотоприемник 4, на величину, равную смещению светового потока на поверхности фотоприемника. При этом на входы дифференциаль ного усилителя 6 с фотоприемника 4 поступают равные сигналы. Поэтому на выхо де усилителя 6 отсутствует электрический сигнал и двигатель 8 прекращает работу. Регистрация измеряемого сигнала осущест вляется устройством 11, сБЯзанньпл с перемещаемой платформой 1О. В начале, когда производится градуиро ка автоматического рефрактометра, оптиче ские плотности сравнительной и измеряем жидкостей равны. В процессе работы опт ческая плотность измеряемой жидкости ме няется, что вызывает погрешность измене ния, значение которой пропорционально из менению оптической плотности измеряемой жидкости. При градуировке автоматический рефрактометр переводится в режим коррекции. В этом случае коммутатор 5 коммутирует выходы фотоприемника 4 так, что выходной сигнал спаренного фотоприемника пропорционален общему световому .потоку, падающему на фотоприемник, и не зависит от его смешения. Электрический сигнал, пропорциональный начальному световому потоку, падающему на фотоприемник, уравновешивается сигналом Е от. блока эталонного напряжения 12, который фиксируется.- В режиме ксррекции на входах дифференциального усилителя 6 отсутствуют входные сигналы, выход блока коррекции 13 отключен от входа сумматс а 7, поэтому в этом режиме сигнал обратной связи отсутствует и платформа 10 не меняет своего положения. Затем прибср приводится в рефрактометрический режим для проведения измерений. В заданные моменты времени блок управления 14 переводит автоматический, ре4рактометр с рефрактометрического режима измерения в режим коррекции. В этом случае в блоке коррекции 13 электрический сигнал общего светового потока сравнивается с EQ . При изменении оптической плотности измеряемой жидкости в процессе измерения сигнал сравне-. ния отличается от нуля. Значение сигнала сравнения пропорционально изменению оптической плотности измеряемой жидкости. На основе сигнала сравнения в блоке коррекций 13 вырабатывается корректирующий сигнал, равнь1й сигналу погрешности, присутствующему на выходе усилителя 6, который вьЕЗван изменением оптической плотности измеряемой жидкости. Сигнал коррекции запоминается в блоке коррехшии. После этого блок управления 14 переводит автоглатический рефрактометр в рефрактометрический режим измерения - спаренный фотоприемник 4 подключается к дифференциальному усилителю 6, а выход блока коррекции 13 к входу сумматора 7. Б результате этого на выходе сумматора исключается Погрешность, вызванная изменением оптической плотности измеряемой жидкости, а двигатель 8 отрабатывает только сигнал, пропорциональный измеряемой разности показателей преломления. Значение корректирующего сигнала запоминается до следующего цикла коррекции. Временной интервал между двумя последующими циклами коррекции задается предварительно с учетом конкретного тех нологического процесса. Предлагаемый рефрактометр увелвчива ет точность измерений и расширяет диапа зсм допустимых колебаний оптической плотности измеряемой жидкости. Формула изобретения Автоматический рефрактометр, содержащий последовательно соединенные источ ник излучения, оптическую систему, дифференциальную кювету, спаренный (фиемник, дифференциальный усилитель и электромеханическую схему компенсации сдвига луча, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в 8 16 него введены блок управления, сумматор, коммутатор, блсж эталонного каоряженвя и блок ко|фекции, один вход которого связан с блоком эталонного напряжения, Ч) вход - с одним нз выхсшст комму« татора, а выход - с первым входом сум-матора, BTqaoA вход последнего сляавя с выходом фференаиального устнтёля, входы которого соединены с выходамв коммутатора, уп|)авляющий вход поспедне го связан с блоком у|фавленвя. Источники информации, принятые во вняманве при экспертязе 1.Авторское cBvaereobctBo СССР № 124167, кд. q 01 К 21/46, 1959. 2.Иоффе Б. В. Рефрактометрические методы химии. Л., 1974, с 246-249. (прототип).