RU1783388C - Портативный рефрактометр - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени ; между измерительной призмой и диафрагмой установлены последовательно два клина из стекла с показателем преломлени  nic, каждый из которых имеет угол при вершине $ (nk- -1)1, где а - угол пол  зрени . Клинь  закреплены в оправах с упорами, соединенными с кольцами с фиксаторами и установлены в корпусе рефрактометра так, что их вершины наход тс  на линии, совпадающей с плоскостью падени  лучей на границу раздела исследуемой среды с измерительной призмой с возможностью периодического разворота каждого из клиньев на 180°. Зил.

Description

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению, а конкретнее-к большому классу рефрактометрических приборов, широко используемых дл  анализа состава, концентрации и состо ни  различных веществ .

Среди известных рефрактометров наибольшее распространение получили простые визуальные рефрактометры типа Аббе, лабораторный рефрактометр ИРФ-454, который содержит измерительную призму из прозрачного материала с известным показателем преломлени , осветительную призму, между которыми находитс  исследуема  среда, подвижное зеркало, диафрагму , компенсатор дисперсии в виде двух призм Амичи с приводами, объектив, по- движную шкалу, св занную с зеркалом, окул р , а также специальный оптический канал с зеркалом дл  подсветки подвижной шкалы . Процесс измерени  состоит в том, что, наблюда  в окул р, совмещают с перекрестием границу свега и тени котора  соот ветствует предельному углу, и по шкале определ ют измеренную величину показател  преломлени  исследуемой среды.

Большинство таких приборов и, в частности , рефрактометр ИРФ-454 имеют высокую точность измерений (Дпо±1 Ю 4) и большой диапазон измерени  (от 1.2 до 1,7) Однако подвижна  шкала с зеркалом и приводом , а также дополнительный канал подсветки шкалы не позвол ют достигать миниатюризации, т.е. портативности этих рефрактометров, необходимой дл  экспрессного анализа веществ в полевых услови х .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  рефрактометр портативный ИРФ-460.

Рефрактометр ИРФ-460 содержит измерительную призму из прозрачного материала (из стекла К8) с известным показателем преломлени , осветительную призму, между которыми находитс  исследуема  среда, и установленные последовательно диафрагму, компенсатор дисперсии в виде

сл

с

со ы

GJ СО 00

призмы Амичи, составной объектив, шкалу и окул р. Призма Амичи установлена с возможностью разворота ее вокруг оптической оси.

Основным недостатком рефрактометра ИРФ-460  вл етс  узкий диапазон измерени  показател  преломлени .

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона измерений показател  преломлени  портативных рефрактометров (в три раза).

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в рефрактометре, содержащем осветительную призму и измерительную призму из прозрачного материала с известным пока- зателем преломлени , установленные с зазором дл  исследуемой среды, оптически св занные с призмами и расположенные последовательно диафрагму, компенсатор дисперсии, объектив, шкалу и окул р, между измерительной призмой и диафрагмой установлены последовательно два клина из стекла с показателем преломлени  nt, каждый с углом при вершине 0 () , гдеа-угол пол  зрени , клинь  закреплены в оправах с упорами, соединены с кольцами с фиксаторами и установлены с возможностью разворота каждого на 180° в корпусе рефрактометра так, что их вершины наход тс  на линии, перпендикул рной оптиче- ской оси рефрактометра и совпадающей с плоскостью, перпендикул рной рабочей поверхности измерительной призмы.

На фиг.1 показан один из возможных вариантов структурной схемы рефрактомет- ра; на фиг.2 - сечение рефрактометра в плоскости одного из клиньев; на фиг.З - сечение рефрактометра в плоскости сетки.

Рефрактометр портативный содержит измерительную призму 1 из прозрачного материала с известным показателем преломлени , например из стекла ТФ4 с по 1,7398, осветительную призму 2 из любого прозрачного материала, между которыми находитс  исследуема  среда 3 с искомым показателем преломлени  пх. Далее установлены последовательно диафрагма 4, компенсатор 5 дисперсии, например призма Амичи, объектив 6, шкала 7 и окул р 8. Грань осветительной призмы 2, соприка- сающа с  с исследуемой средой 3, выполнена матовой. Компенсатор 5 закреплен в оправе, установлен в корпусе 9 рефрактометра с возможностью поворота вокруг оптической оси и соединен с кольцом 10 с помощью поводка 11. Шкала с нанесенными значени ми показател  преломлени  по установлена в фокусе объектива 6. Окул р 8 закреплен на основе, котора  может перемещатьс  вдоль оптической оси дл  диоптрийной наводки. Между измерительной призмой 1 и диафрагмой 4 установлены последовательно два клина 12 и 13 из стекла с показателем преломлени  пь, каждый из которых имеет угол при вершине в ( -1) , где сг- угол пол  зрени , который зависит от фокусного рассто ни  объектива б и размера шкалы 7.

Клинь  12, 13 закреплены в оправах 14, 15 с поводками 16, 17, которые вставлены в пазы корпуса 9 и соединены с кольцами 18, 19 с фиксаторами 20,21. Клинь  12, 13 установлены в корпусе рефрактометра 9 так, что их вершины наход тс  на линии, совпадающей с плоскостью падени  лучей на границу раздела исследуемой среды 3 с измерительной призмой 1. Пазы в корпусе 9 и фиксаторы 20, 21 позвол ют разворачивать каждый из клиньев в своей плоскости на 180°. Дл  определени  положени  каждого из клиньев на корпусе 9 рефрактометра и на кольцах 18. 19 нанесены метки. Дл  измерени  дисперсии показател  преломлени  на кольце 10 привода призмы Амичи нанесена шкала, а на корпусе 9 имеетс  риска. Шкала 7 состоит из трех частей (фиг.З), помеченных такими же метками, как на кольцах 18, 19 и на корпусе 9. Участок шкалы 22 с -одной меткой соответствует диапазону измерени  от 1.33 до 1,38, участок 23 с двум  метками - от 1,375 от 1,45, а участок 24 с трем  метками - от 1,445 до 1,51. Портативный рефрактометр снабжен заслонкой 25, котора , например, с помощью шарнира позвол ет закрывать то входную грань осветительной призмы 2, то входную грань измерительной призмы 1.

Портативный рефрактометр работает следующим образом

Естественный свет или свет от искусственного источника проходит осветительную призму 2 (фиг.1) и в виде рассе нного пучка падает на границу раздела исследуемой среды 3 с рабочей поверхностью измерительной призмы 1 и преломл етс . При этом образуютс  лучи с разной интенсивностью по обе стороны границы их раздела, местоположение которой зависит от соотношени  показателей преломлени  Пх/пп. Далее свет проходит клинь  12, 13, диафрагму 4, компенсатор дисперсии, и объективом 6 граница раздела света и тени проектируетс  в плоскость шкалы 7, котора  рассматриваетс  оператором с помощью окул ра 8. При этом, если, например, показатель преломлени  исследуемой среды находитс  в пределах от 1,375 до 1,45. а вершины клиньев 12, 13 развернуты на 180° относительно

друг друга, как показано на фиг.1, то в соответствии с метками, пользу сь средним участком 23 шкалы 7, оператор считывает значени  показател  преломлени , соответствующего положению границы света и те- ни относительно данного участка шкалы 7. Перед считыванием искомого показател  преломлени  исследуемой среды при необ- ходимости с помощью кольца 10 оператор доворачивает компенсатор дисперсии 5 до положени , при котором граница света и тени не имеетокраски. Если, например, при том же положении клиньев 12,13, как показано на фиг.1, показатель преломлени  среды 3 меньше 1,375, то наблюдаемое в окул р 8 поле шкалы 7  рко освещено, что свидетельствует о том, что один из клиньев 12,13 следует повернуть на 180° так, чтобы метки на кольцах 18, 19 с меткой на корпусе 9 соответствовали меткам участка 22 шкалы 7, а далее проделать те же действи , которые описаны выше. Если при TQM же положении клиньев 12,13, как показано на фигЛ, показатель преломлени  среды 3 больше 1,45, то наблюдаемое в окул р 8 поле шкалы 7 будет серым (слабо освещенным), что говорит о том,что один изддиньев 12, 13 следует повернуть на 180° так.чтобы метки на кольцах 18, 19с метками на корпусе 9 соответствовали меткам участка 24 шкалы 7. На практи- ке, как правило, предварительно известен ожидаемый предел измерени  показател  преломлени  исследуемой среды 3. В этом случае перед измерени ми оператор устанавливает кольца 18, 19 в такое положение, при котором сочетание меток на них и на корпусе 9 соответствует меткам необходимого участка шкалы 7. Если среда 3 темна  или рассеивает свет (патока,-сметана, масло , томатна  паста), то перед работой с ре- фрактометром заслонку 25 перевод т в положение, при котором открываетс  входна  грань измерительной призмы 1, а входна  грань осветительной п ризмы закрываетс . В этом режиме работы, назы- ваемом работа в отраженном свете, мен ютс  местами светлые и темные участки наблюдаемой границы света и тени.

Наличие в рефрактометре двух клиньев 12, 13 позвол ет скачками переключать по-

ле зрени  на заранее известную угловую величину, равную угловому полю рефрактометра в одну и другую стороны, что обеспечивает расширение диапазона измерени  по крайней мере в три раза по сравнению с другими рефрактометрами с неподвижной шкалой.

Оптические клинь  позвол ют осуществл ть простое переключение поддиапазонов без потери точности измерени  ±(1 -2)х .

Это объ сн етс  тем, что клинь  периодически разворачиваютс  вокруг оптической оси на 180° и вершины клиньев до и после разворота наход тс  на пр мой, перпендикул рной оптической оси и совпадающей с плоскостью, перпендикул рной рабочей поверхности измерительной призмы , а траектории отклонени  лучей клинь ми 12, 13 наход тс  в окрестност х экстремумов синусоид, где неточности углов поворота мало сказываютс  на величине отклонени  лучей в плоскости падени , т.е. вдоль упом нутой пр мой.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Портативный рефрактометр, содержащий осветительную призму и измерительную призму из прозрачного материала с известным показателем преломлени , установленные с зазором дл  исследуемой среды и оптически св занные с призмами и расположенные последовательно диафрагму , компенсатор дисперсии, объектив, шкалу и окул р, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона измерений показател  преломлени , между измерительной призмой и1 диафрагмой установлены последовательно два клина из стекла с показателем преломлени  ni, каждый с уг- ломпри вершине (nk-1)1, где а-угол пол  зрени , клинь  закреплены в оправках. с поводками, соединенными с кольцами и фиксаторами, и установлены с возможностью разворота каждого на 180° в корпусе рефрактометра так, что их вершины наход тс  на линии, перпендикул рной оптической оси рефрактометра и совпадающей с плоскостью, перпендикул рной рабочей поверхности измерительной призмы.

   - Л

   2 12 Я Ю Я 9

   Ш

   25

   ,

   Ж ..

   Ъфиг.2.

   Б-S

   22 &

   п0- 1,Я

   фиг.$;