Автоматический поляриметр Советский патент 1982 года по МПК G01N21/21 

(5) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПОЛЯРИМЕТР

Изобретение .относится к устройствам для физико-химического анализа жидкостей, в частности для определения концентрации прозрачных раство ров органических веществ путем измерения угла вращения плоскости поляри .зации света оптически активными веществами, и может быть использовано в медицинской, микробиологической, сахарной и химической промышленности Известен фотоэлектрический поляри метр с применением неподвижного и , вращающегося поляризаторов для модуляции светового потока, где с целью, автоматического получения показаний концентрации вещества в измеряемом растворе, он выполнен двухканальным, с кюветой для раствора в одном канале и фотоэлектрической системой с двумя отдельными для каждого из каналов фотоприемниками, измеряющей угол сдвига фаз между двумя модулированными световыми потоками , один из которых прошел через измеряемый раствор П1. Недостатком известного поляриметра является большая погрешность измерений. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автоматический поляриметр, содержащий установленные последовательно по ходу луча источник монохроматического иалучения, поляризатор-модулятор, блок установки объекта измерения, анализатор, фотоэлектронное- устройство, а также преобразователь и регистрирующий прибор 2. Недостатком этого устройства является низкая точность измерений, что связано с отсутствием компенсационной автоматики в измерительном тракте прибора. Цель изобретения - повышение точности измерений. Эта цель достигается тем, что iasтоматический поляриметр, содержащий установленные последовательно по хо ду луча источник монохроматического излучения, поляризатор-модулятор, блок установки объекта измерения, анализатор, фотоэлектронное устройство, а также преобразователь и регистрирующий прибор, снабжен механизмом угла вращения, электропневмо преобразователем, элементом памяти, элементом ИЛИ, RC-цепочкой, пневмопереключателем, генератором импульсов, звеном линейнонарастающего сиг нала, двумя переключающими пневморе ле, пневмопреобразователем угла вра щения, сумматором, при этом механизм угла вращения и пневмопреобразователь механи,чески связаны с анализатором , электропневмопреобразователь соединен входом с выходом, преобразователя, а выходом - с управляющими камерами элемента памяти, элемен та ИЛИ, и через RC-цепочку - с упра ляющей камерой пневмопереключателя, выход которого соединен с входом генератора импульсов и звена линейнонарастающего сигнала, управляющие камеры переключающих пневмореле соединены с выходом генератора импульсо входы - с выходом звена линейнонарастающего сигнала, выход первого переключающего пневмореле соединен с плюсовой камерой, а выход второго переключающего пневмореле - с минусовой камерой сумматора, вторая плюсовая камера которого соединена с регистрирующим прибором и через элемент памяти - с выходом пневмопреобразователя угла вращения, выход сумматора соединен с входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом механизма угла вращения, а второй вход - с выходом пневмопреобразователя угла вращения. На чертеже представлена принципиальная схема устройства для измерения угла вращения. Устройство содержит последовательно расположенные источник 1 излучения, конденсатор 2, интерференци онный светофильтр 3, поляризатор-модулятор 4 света, блок 5 установки объекта измерения, анализатор 6, фотоэлектронное устройство 7 усилитель 8, пневмопреобразователь 9 угла вращения, соединенный выходом с входом элемента 10 памяти и элемента ИЛИ 11, механизм 12 угла вращения, связанный с выходом элемента ИЛИ 11, электропневмопреобразо- ватель 13i подключенный входом к выходу усилителя 8, а выходом связан с управляющими камерами элемента 10 памяти, элемента ИЛИ 11 и через RCцепочки 14 с управляющей камерой пневмопереключателя 15, генератором 16 импульсов, подключенного входом к выходу пневмопереключателя 15, выход генератора 16 импульсов поступает в управляющие камеры первого переключающего пневмореле.17 и второго переключающего пневмореле 18, звено 19 линейнонарастающего. си1- нала, связанное входом с пневмопереключателем 15, а вы содом - с входами переключающих пневмореле 17 и 18, причем выход первого переключающего пневмореле 17 соединен с плюсовой камерой, а выход второго переключающего пневмореле 18 -с минусовой камерой сумматора 20, подключенный выходом к входу элемента ИЛИ 11, вторая плюсовая камера сумматора соединена с выходом элемента 10 памяти и входом регистрирующего прибора 21. Выход элемента 10 Г1амяти является выходным сигналом предлагаемого устройства. Устройство работает следующим образом. Световой поток от источника 1 излучения конденсором 2 направляется параллельным пучком через интерференционный светофильтр 3 на -поляри затор-модулятор k света. Модулированный по плоскости поляризации световой поток проходит далее через оптически активный объект 5, который поворачивает плоскость поляризации каждой из присутствующих в световом потоке монохроматических составляющих на угол, пропорциональный удельному вращению исследуемого вещества для данной длины волЛ| и послупают на анализатор 6. После анализатора 6 световой поток выходит промодулированным по интенсивности и преобразуется фотоэлектронным устройством 7 в электрический сигнал, который поступает на вход усилителя 8. При изменении угла вращения исследуемого вещества с усилителя 8 поступает электрический сигнал на электропневмопреобразователь 13« Дискретный пневматический сигнал с выхода электропневмопреобразователя 13 поступает в управляющие камеры элемента ИЛИ 11 и элемента 10 памяти. Переключившись, элемент ИЛИ П соединяет выход сумматора 20 с 5 входом механизма 12 угла вращения, а элемент 10 памяти обеспечивает запоминание выходного сигнала от пневмопреобразователя 9 угла вращения во второй плюсовой камере сумматора 20 и на регистрирующем приборе 2 1 . . Пневмопреобразователь 9 угла вра1щения при любом значении угла враще ния выдает на выходе аналоговый си|- нал, по абсолютной величине равный сигналу, поступающему на вход механизма 12 угла вращения для поворота анализатора 6 на необходимый угол. Далее сигнал от электропневмопреобразователя 13 через КС-цепочку 14 поступает в управляющую камеру пневмопереключателя 15, который выходным сигналом включает генератор 16 П-образных импульсов и звено 19 линейнонарастающего сигнала. В связи с тем, что исследуемое вещество может иметь как положительный, так и отрицательный угол вращения, то предложенное устройство начинает работать в режиме поиска направления угла вращения, который осуществляется следующим образом. Звено 19 линейнонарастающего си|- нала выдает аналоговый нарастающий во времени сигнал на входы первого . переключающего пневмореле 17 и второго переключающего пневмореле 18. Входы пневмореле 1 и 18 инвертированы по отношению друг к другу. Генератор 16 импульсов подает единичные П-образные сигналы в управляющие камеры переключающих пневмореле 17 и 18 с заданной частотой. Так что при нулевом значении импульса от генератора 16 импульсов первое переключающее пневмореле 17 пропускает выход от звена 19 линейнонарастающего сигнала в плюсовую камеру сум матора 20, минусовая же через пневмо реле 18 связана с атмосферой, а при единичном значении импульса переключающее пневмореле 18 соединяет минусовую камеру с линейнонарастающим сигналом, а пневмореле 17 - плюсовую с атмосферой. Итак, при нулевом значении, импуль са на механизм 12 угла вращения через элемент ИЛИ 11 от сумматора 20 проходит сигнал Р,РП+Р,. где Pj - запомненный предыдущий сигнал от пневмопреобразователя угла 36 вращения во второй плюсовой камере сумматора; Р - текущее значение линейнонарастающего сигнала. Вследствие этого анализатор 6 поворачивается в сторону положительного угла вращения. Если исследуемое вещество имеет отрицательный угол вращения, то в период единичного значения импульса сумматор 20 выдает на механизм 12 угла вращения сигнал ,и анализатор 6 поворачивается в сторону отрицательного угла вращения. В процессе поиска значения угла вращения сумматор 20 выдает периодически сигнал больше или меньше предыдущего запомненного значения на величину, формируемую звеном 19 линейнонарастающего сигнала, возрастающую с каждым последующим тактом генератора 16 импульсов. При определении нового значения угла вращения исследуемого вещества фотоэлектронное устройство 7 через усилитель 8 отключает электропневмопреобразователь 13. Элемент ИЛИ 11 приводится в исходное состояние и соединяет вход механизма 12 угла вращения с выходом пневмопреобразователя 9 угла вращения, который фиксирует механизм 12 угла вращения и анализатор, в новом найденном положении. Одновременно отключается ячейка 10 памяти и прибор 21 регистрирует новое значение угла вращения. Далее отключаются генератором 16 импульсов и звено 19 линейнойарастающего сигнала-. В случае изменения угла вращения исследуемого вещества предлагаемое устройство повторяет цикл работы. Экономический эффект в первую очередь может быть получен от промышленного применения предлагаемого устройства непосредственно на потоке -анализируемого вещества, что позволит вести процессы на оптимальных режимах и сократить потери производства за счет сокращения брака. . Формула изобретения Автоматический поляриметр, содержащий установленные последовательно по ходу луча источник монохроматического излучения, поляризатор-модулятор.

7

блок установки объекта измерения, анализатор, фотоэлектронное устройство, а также преобразователь и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что,сцелью повышения точности измерений, он снабжен механизмом угла вращения, электропневмопреобразователеи, элементом памяти, элементом ИЛИ, RC-цепочкой, пневмоперекпючателем, генератором импульсов, звеном линейнонарастающего сигнала, двумя переключающими пневмореле, пневмопреобразователем угла вращения, сумматором, при этом механизм угла вращения и пневмопреобразователь механически связаны с анализатором, электропневмопреобразователь соединен входом с выходом преобразователя, а выходом - с управляющими камерами элемента памяти, элемента ИЛИ и через RC-цепонку - с управляющей камерой пневмопереключателя, выход которого сбединен с входом генератора импульсов k звена линейнонарастающего сигнала, управляю238

щие камеры переключающих пневмореле соединены с выходом генератора им пуль со в, входы - с выходом звена /1инейнонарастающего сигнала, выход первого переключающего пневмореле соединен, с плюсовой камерой, а выход второго переключающего пневмореле с минусовой камерой сумматора, вторая плюсовая камера которого соединена с регистрирующим прибором и через элемент памяти - с выходом пневмопреобразователя угла вращения, выход сумматора соединен с входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом механизма угла вращения, а второй вход - с выходом пневмопреобразователя угла вращения,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

(прототип).

J г