Индикатор вида жидкости Советский патент 1983 года по МПК G01N21/43 

Изобретение относится к измери- тельной технике, конкретнее к устройствам для определения вида жидкости по показателю преломления. Известен индикатор вида жидкости содержащий источник и;злучения, волоконный световод и приемник излучения ГО Недостатком этого индикатора является низкая точность измерения в условиях действия дестабилизирующих факторов, связанная с необходимостью использования сложных схем термокомпенсации и нелинейностью амплитудной характеристики. Наиболее близким к изобретению является индикатор вида жидкости, содержащий последовательно расположенные по, ходу излучения источник излучения и плоский световод, контак тирующий с контролируемой средой 2 Недостатком известного индикатора является низкая точность идентифи кации вида жидкости по показателю преломления из-за нелинейности характеристики светопропускания плоского световода и недостаточной стабильности характеристик устройства, обусловленной наличием в устройстве чувствительных к внешним воздействиям приемника излучения, электрооптического материала (жидкий кристалл) и элементов электрической схемы. Целью изобретения является повышение точности идентификации вида жидкости. Эта цель достигается тем, что в индикаторе вида жидкости,содержащем последовательно расположенные по ходу излучения источник излучения и плоский световод, контактирующий с контролируемой средой, плоский световод выполнен с линейно убывающим от его входного торца показателе преломления и снабжен призмами вывода излучения и волоконными световодами, при этом призмы вывода излучения расположены последовательно друг за другом на, свободной от контакта с контролируемой средой поверхности плоского световода, а волокэн ные световоды одними концами примыкают к выходным граням призм вывода излучения, а другие их.концы примыкают друг к другу и образуют- торцами, размещенными в одной плоскости, индикаторную шкалу. На фиг, 1 приведена схемаиндикатора i на фиг. 2 - распределение показателя преломления плоского световода в направлении его длины. Индикатор вида жидкости содержит источник 1 излучения, плоский световод 2, призда вывода излучения 3, волоконные световоды k. Индикаторная шкала 5 образована торцами примыкающих друг к другу концов ВОЛОКОННБ1Х световодов {, контролируемая жидкость 6 находитсявнизу. Индикатор работает следующим об разом. .. Свет от источника 1 излучения вводится в плоский световод 2 и распространяется по нему по синусоидальной . траектории путем полных внутренних отражений. При этом световой поток через призмы вывода излучения 3 проходит через волоконные световоды k на индикаторную шкалу 5. При контакте поверхности плоского световода 2 с контролируемой жидкостью 6, имеющей показатель преломления г, с участков поверхности плоского световода 2, где показатель преломления п,,„ меньше, световая энергия из-за на рушения полного внутреннего отражени света начинает перетекать в контроли руемую среду. Интенсивность световой энергии, передаваемой с этих участко на индикаторную шкалу 5, резко падает. При этом часть индикаторной шк лы будет затемнена, а другая часть с тится. Вид контролируемой жидкости 6 или ее показатель преломления определяют по положению границы света и тени на индикаторной шкале 5. Вы-, полнение плоского световода с линейно убывающим от его входного торца показателем преломления Исв позволяет обеспечить эффект полного внутрен него отражения излучения при п(,о При изменении показателя преломле ния контролируемой жидкости п свето вая энергия начинает перетекать с со седних участков поверхности плоского световода 2 При этом граница света и .тени перемещается на индикаторной шкале 5 пропорционально показателю преломления контролируемой среды. Точность индикации определяется крутизной зависимости показателя преломления плоского световода 2 от его длины и величиной интервала между приз-, мами вывода излучения 3. Для получения большей точности и чувствительности устройства к показателю преломления контролируемой жидкости необходимо формировать градиентную характеристику с меньшей крутизной, а интервал между призмами вывода излучения уменьшать. Предложенный индикатор позволяет идентифицировать жидкости по показателю преломления с высокой точностью в условиях действия тепловых, электромагнитных и радиационных полей. Отсутствие электрических схем термокомпенсации и отработки информативного сигнала упрощает конструкцию устройства, снижает его массогабаритные характеристики и уровень потребляемых мощностей. При использовании плоского световода с градиентом показателя преломления по его длине интервалом между призмами не более 5 мм расчетная точность устройства будет не менее 10. У лучших рефрактометров типа РАС, А1-ЕРД, РЕМАТ-20 точность не выше к тому же они имеют сложные схемы термокомпенсаЦииот воздействия электромагнитных и радиационных полей не защищены. Предлагаемое устройство имеет точность на порядок выше базовых рефрактометров и не снижает ее в условиях действия дестабилизирующих факторов. Формула изобретения Индикатор вида жидкости, содержащий последовательно расположенные по ходу излучения источник излучения и плоский световод, контактирующий с контролируемой средой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности идентификации вида жидкости, плоский световод выполнен с линейно убывающим от его входного торца показателем преломления и снабжен призмами вывода излучения и волоконными световодами, при этом призмы вывода излучения расположены последовательно друг за другом на свободной от контакта с контролируемой средой поверхности плоского световода, а во599 9656

локонные световоды одними концамиИсточники информации;

примыкают к выходным граням призм вы-принятые во внимание при экспертизе вода излучения, а другие их концы при-1. Авторское свидетельство СССР

мыкают друг к другу и образуют торца-If 131522, кл. G 01 N Zl/ilS, I960, мй, размещенными в одной плоскости, s2- Авторское свидетельство СССР

индикаторную шкалу.f .кл.С 01 N 21МЗ,1978 прототип

/5%