RU2806195C1 - Photoelectric method for measuring the refractive index and average dispersion of motor fuels and device for its implementation - Google Patents
Photoelectric method for measuring the refractive index and average dispersion of motor fuels and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2806195C1 RU2806195C1 RU2022121554A RU2022121554A RU2806195C1 RU 2806195 C1 RU2806195 C1 RU 2806195C1 RU 2022121554 A RU2022121554 A RU 2022121554A RU 2022121554 A RU2022121554 A RU 2022121554A RU 2806195 C1 RU2806195 C1 RU 2806195C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- light
- refractive index
- boundary
- max
- shadow
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению, а точнее - к рефрактометрическим приборам, предназначенным для измерения показателя преломления и дисперсии различных веществ.The invention relates to optical instrumentation, and more precisely to refractometric instruments designed to measure the refractive index and dispersion of various substances.
Показатель преломления вещества nB есть безразмерная величина, показывающая, на сколько замедляется скорость распространения света в данном веществе VB по сравнению со скоростью света С в вакуумеThe refractive index of a substance n B is a dimensionless quantity that shows how much the speed of propagation of light in a given substance V B slows down compared to the speed of light C in vacuum
Показатель преломления зависит от длины волны света λ и от температуры t°, поэтому обозначается двумя индексами . Его можно измерить с очень высокой точностью, располагая малым количеством вещества, с помощью простых рефрактометров.The refractive index depends on the wavelength of light λ and on the temperature t°, therefore it is denoted by two indices . It can be measured with very high accuracy, using a small amount of substance, using simple refractometers.
Согласно ГОСТ 3514-94, показатель преломления, измеренный в желтом свете натриевой лампы (λD=589 нм), обозначают nD, в красном (λC=656 нм) или голубом (λF=486 нм) свете водородной спектральной лампы - обозначают, соответственно, nC и nF.According to GOST 3514-94, the refractive index measured in yellow light of a sodium lamp (λ D =589 nm) is denoted by n D , in red (λ C =656 nm) or blue (λ F =486 nm) light of a hydrogen spectral lamp - denote, respectively, n C and n F .
Разницу результатов измерений nF - nC называют рефракционной средней дисперсией или просто дисперсией и обозначают ΔFC.The difference in measurement results n F - n C is called refractive mean dispersion or simply dispersion and is denoted Δ FC .
У органических соединений есть закономерное изменение дисперсии в зависимости от состава и строения вещества в пределах гомологических рядов. Эти закономерности используют для классификации и определения строения органических соединений [1].Organic compounds have a regular change in dispersion depending on the composition and structure of the substance within the homologous series. These patterns are used to classify and determine the structure of organic compounds [1].
Так, например, измеряя nD и ΔFC портативными рефрактометрами ИРФ-479А, Б [2], можно экспрессно определить основные эксплуатационные характеристики моторных топлив (бензина, керосина, дизельного топлива). Показатель преломления и дисперсия являются основными характеристиками оптического стекла, без которых невозможно вести расчеты на точность оптических систем.For example, by measuring n D and Δ FC with portable refractometers IRF-479A, B [2], you can quickly determine the main performance characteristics of motor fuels (gasoline, kerosene, diesel fuel). Refractive index and dispersion are the main characteristics of optical glass, without which it is impossible to calculate the accuracy of optical systems.
Поэтому измерение показателя преломления и дисперсии жидких и твердых веществ, особенно моторных топлив, является актуальной задачей.Therefore, measuring the refractive index and dispersion of liquid and solid substances, especially motor fuels, is an urgent task.
Обычно для измерения показателей преломления nD, nF, nC и нахождения средней дисперсии ΔFC=nF - nC оптического стекла по ГОСТ 3514-94 используется метод призмы с применением высокоточных гониометров, оснащенных спектральными лампами, наполненными парами натрия, водорода, а также ртути, кадмия (для определения частных дисперсий).Typically, to measure the refractive indices n D , n F , n C and find the average dispersion Δ FC = n F - n C of optical glass according to GOST 3514-94, the prism method is used using high-precision goniometers equipped with spectral lamps filled with sodium, hydrogen vapor, as well as mercury, cadmium (for determining partial dispersions).
Существенным недостатком гониометрического способа измерения nD и ΔFC веществ является требование изготовления из испытуемого вещества, например, стекла трехгранной призмы значительных размеров. Для работы с жидкостями гониометр должен быть оснащен сложными пустотелыми призмами, для заполнения которых требуется значительный объем жидкости, которую к тому же необходимо термостатировать.A significant disadvantage of the goniometric method for measuring n D and Δ FC of substances is the requirement that a triangular prism of considerable size be made from the test substance, for example, glass. To work with liquids, the goniometer must be equipped with complex hollow prisms, the filling of which requires a significant volume of liquid, which also needs to be thermostatically controlled.
Измерения nD и ΔFC различных веществ проще выполнять способом предельного угла [1]. Суть способа состоит в том, что вдоль границы контакта исследуемого вещества с рабочей поверхностью измерительной призмы рефрактометра с известными показателем преломления , средней дисперсии (ΔFC)0 и углом θ наклона выходной грани к рабочей поверхности призмы направляют монохроматический пучок света с длиной волны λ и в фокальной плоскости объектива наблюдают границу света и тени. По положению этой границы находят угол выхода предельных лучей из призмы βλ и рассчитывают искомый показатель преломления nXλ по формуле [1]It is easier to measure n D and Δ FC of various substances using the limit angle method [1]. The essence of the method is that along the boundary of contact of the substance under study with the working surface of the measuring prism of a refractometer with a known refractive index , average dispersion (Δ FC ) 0 and the angle θ of inclination of the output face to the working surface of the prism, a monochromatic beam of light with wavelength λ is directed and the boundary of light and shadow is observed in the focal plane of the lens. From the position of this boundary, the angle of exit of the limiting rays from the prism β λ is found and the desired refractive index n Xλ is calculated using the formula [1]
Обычно для реализации способа предельного угла используют два вида рефрактометров: Пульфриха и Аббе.Typically, to implement the limit angle method, two types of refractometers are used: Pulfrich and Abbe.
Известные рефрактометры Пульфриха ИРФ-23, ИРФ-457, PR-2 [1] содержат осветитель 1 (фиг.1) с источником света типа натриевой лампы 2, питающейся от специального источника высокого напряжения, измерительную призму 3, изготовленную из стекла с известными показателями преломления соприкасающуюся с исследуемым веществом 4 и имеющую прямой угол между входной и выходной гранями (θ=90°), с объективом 5, закрепленном в корпусе зрительной трубы 6, в фокальной плоскости которого установлено устройство для регистрации местоположения границы света и тени, например, перекрестье 7. Для наблюдения границы света и тени в трубе 6 установлен окуляр. Труба 6 жестко связана с углоизмерительным устройством. Для измерения показателя преломления nD на стандартной линии спектра λD=589 нм производят установку натриевой лампы 2, подключают ее к специальному источнику питания и направляют свет на границу контакта исследуемого вещества 4 с рабочей гранью измерительной призмы 3.The well-known Pulfrich refractometers IRF-23, IRF-457, PR-2 [1] contain an illuminator 1 (Fig. 1) with a light source such as a
Передвигая зрительную трубу 6, совмещают наблюдаемую в окуляре границу света и тени с перекрестием 7. При этом по углоизмерительному устройству определяют угол βD относительно нормали к выходной грани призмы 3 и вычисляют значение nD по формулеBy moving the
Методика выполнения измерений nC и nF и определения средней дисперсии ΔFC=nF-nC на рефрактометре Пульфриха состоит в следующем. Устанавливают водородную лампу 8 и запитывают ее специальным источником питания. Передвигая зрительную трубу 6, совмещают наблюдаемые в окуляре перекрестие 7 с границей света и тени красного света λC, а затем синего света λF. При этом каждый раз с помощью углоизмерительного устройства измеряют углы βC, βF, вычисляют искомые показатели преломления по формуламThe procedure for performing measurements of n C and n F and determining the average dispersion Δ FC =n F -n C on a Pulfrich refractometer is as follows. A
а затем вычисляют среднюю дисперсию ΔFC=nF - nC.and then calculate the average variance Δ FC =n F - n C .
Существенными недостатками рефрактометров Пульфриха являются:Significant disadvantages of Pulfrich refractometers are:
- громоздкость и необходимость замены спектральных ламп и их источников питания в процессе выполнения измерений;- bulkiness and the need to replace spectral lamps and their power sources during the measurement process;
- спектральные лампы требуют времени для выхода в режим после их включения;- spectral lamps require time to enter the mode after they are turned on;
- необходимость значительного объема вычислений оператором;- the need for a significant amount of calculations by the operator;
- сложные визуальные оптические углоизмерительные устройства;- complex visual optical angle measuring devices;
- значительные габариты и вес, ограничивающие их применение вне специализированных лабораторий.- significant dimensions and weight, limiting their use outside specialized laboratories.
Подобными рефрактометрам Пульфриха по принципу работы являются известные многоволновые Аббе рефрактометры DR-M2 и DR-M4 фирмы ATAGO (Япония) [2]. Вместо спектральных ламп рефрактометры DR-M2 и DR-M4 содержат отдельный осветительный блок с источником света в виде лампы накаливания с набором сменных интерференционных фильтров и волоконным жгутом. Измерительная призма, соприкасается с исследуемым веществом и выполнена из стекла с высокими и известными показателями преломления Рабочая и выходная грани измерительной призмы составляют угол θ<90°.Similar in principle to Pulfrich refractometers are the well-known multi-wave Abbe refractometers DR-M2 and DR-M4 from ATAGO (Japan) [2]. Instead of spectral lamps, the DR-M2 and DR-M4 refractometers contain a separate lighting unit with a light source in the form of an incandescent lamp with a set of replaceable interference filters and a fiber bundle. The measuring prism is in contact with the test substance and is made of glass with high and known refractive indices The working and output faces of the measuring prism make an angle θ<90°.
Зрительная труба с объективом и окуляром закреплена на корпусе рефрактометра неподвижно, а преломленные измерительной призмой лучи света направляются в зрительную трубу с помощью подвижной часта углоизмерительного устройства, на котором механически закреплено зеркало.The telescope with the lens and eyepiece is fixedly fixed on the body of the refractometer, and the light rays refracted by the measuring prism are directed into the telescope using the movable part of the angle-measuring device, on which the mirror is mechanically fixed.
Методика выполнения измерений с помощью многоволновых Аббе рефрактометров DR-M2 и DR-M4 состоит в следующем.The procedure for performing measurements using multi-wavelength Abbe refractometers DR-M2 and DR-M4 is as follows.
Выбирают из набора один интерференционный фильтр, например, пропускающий желтый свет (Δmax=589 нм) и с помощью переключателя вводят его в рабочий пучок света, идущего от лампы накаливания. Квазимонохроматический свет с максимумом спектральной плотности излучения, μ(λ)max=589 нм. Направляют на границу контакта рабочей грани измерительной призмы с исследуемым веществом. Свет проходит исследуемое вещество, преломляется в призму, проходит ее и под углом βD по отношению к нормали выходной грани покидает призму. Далее с помощью маховичка перемещают зеркало вместе с подвижной частью цифрового датчика угловых перемещений до положения, когда наблюдаемая в окуляре граница света и тени будет совмещена с нуль-пунктом. По измеренному таким образом углу βD и известным значениям θ и встроенный в рефрактометре микропроцессор вычисляет искомый показатель преломления nDx по формулеOne interference filter is selected from the set, for example, transmitting yellow light (Δ max =589 nm) and, using a switch, it is introduced into the working beam of light coming from the incandescent lamp. Quasimonochromatic light with a maximum spectral radiation density, μ(λ) max =589 nm. Directed to the contact boundary of the working edge of the measuring prism with the test substance. Light passes through the substance under study, is refracted into a prism, passes through it, and leaves the prism at an angle β D with respect to the normal of the output face. Next, using the handwheel, the mirror is moved along with the moving part of the digital angular displacement sensor to a position where the boundary of light and shadow observed in the eyepiece is aligned with the zero point. Based on the angle β D measured in this way and the known values of θ and The microprocessor built into the refractometer calculates the required refractive index n Dx using the formula
Результаты измерений индицируются на цифровом табло. Для измерения показателя преломления nCx или nFx с помощью переключателя вместо желтого светофильтра в рабочий пучок осветителя вводят соответственно красный (τλmax=656 нм) или синий (τλmax=486 нм) интерференционные фильтры. Каждый раз при переключении фильтров требуется вручную наводить границу света и тени на нуль-пункт, а в программу микропроцессора вносить новые исходные данные для расчетов, а именно или стекла измерительной призмы и измеренные углы βC или βF. По измеренным таким способом значениям показателей преломления nCx, nDx, nFx микропроцессоры известных рефрактометров DR-M2 и DR-M4 могут вычислять и индицировать на табло значение числа Аббе.The measurement results are displayed on a digital display. To measure the refractive index n Cx or n Fx using a switch, instead of a yellow filter, red (τ λmax = 656 nm) or blue (τ λmax = 486 nm) interference filters are introduced into the working beam of the illuminator, respectively. Each time you switch filters, you need to manually set the boundary of light and shadow to the zero point, and enter new initial data for calculations into the microprocessor program, namely or glasses of the measuring prism and measured angles β C or β F . Based on the values of the refractive indices n Cx , n Dx , n Fx measured in this way, the microprocessors of the well-known refractometers DR-M2 and DR-M4 can calculate and display the value of the Abbe number on the display.
Отдельная функция вычисления и индикации средней дисперсии ΔFC в программах процессоров этих рефрактометров отсутствует, однако, среднюю дисперсию ΔFC оператор может вычислить сам по измеренным значениям nF и nC.There is no separate function for calculating and indicating the average dispersion Δ FC in the processor programs of these refractometers; however, the average dispersion Δ FC can be calculated by the operator himself from the measured values n F and n C .
Точность измерений показателя преломления ±0,0002. Существенными недостатками многоволновых Аббе рефрактометров DR-M2 и DR-M4 являются:Refractive index measurement accuracy ±0.0002. Significant disadvantages of the multi-wavelength Abbe refractometers DR-M2 and DR-M4 are:
- необходимость измерения углов βC, βF, βD углоизмерительным устройством и дополнительных расчетов оператора для определения средней дисперсии;- the need to measure angles β C , β F , β D with an angle measuring device and additional calculations by the operator to determine the average dispersion;
- значительные габариты и вес, ограничивающие их применение вне специализированных лабораторий;- significant dimensions and weight, limiting their use outside specialized laboratories;
- высокая цена (более 500 тыс.руб.).- high price (more than 500 thousand rubles).
Известны универсальные высокоточные лабораторные рефрактометры Аббе, например, ИРФ-454 (Россия), Аббе Refractometer В (Zeiss-Opton) [1] NAR-1T (ATAGO) [2], в конструкциях которых реализован способ компенсации общей угловой дисперсии выходящих из измерительной призмы Аббе предельных лучей (Δβ)FC с помощью компенсаторов в виде призм прямого зрения Амичи [1].Universal high-precision laboratory Abbe refractometers are known, for example, IRF-454 (Russia), Abbe Refractometer B (Zeiss-Opton) [1] NAR-1T (ATAGO) [2], the designs of which implement a method for compensating the total angular dispersion emerging from the measuring prism Abbe limit rays (Δβ) FC using compensators in the form of Amici direct vision prisms [1].
Лабораторный рефрактометр Аббе ИРФ-454 [1] содержит источник естественного или искусственного «белого» света, например, белый светодиод, неподвижную измерительную призму, изготовленную из стекла ТФ4 с известным показателем преломления и средней дисперсией (ΔFC)0=0,02628, рабочая полированная грань которой соприкасается с исследуемым веществом и составляет угол θ=62° с выходной полированной гранью, закрепленный неподвижно зрительный канал с объективом, перекрестием и окуляром. На подвижном секторе закреплены шкала и зеркало. Шкала для удобства наделена не в углах поворота, выходящих из призмы лучей βD. а в единицах показателя преломления для рабочей длины волны nDx. Между измерительной призмой и объективом установлены две призмы прямого зрения Амичи, которые закреплены в оправах в виде конических шестерен, соединенных между собой третьей конической шестерней с барабанчиком. Особенность призм Амичи состоит в том, что они пропускают желтые лучи (λD=589 нм) без отклонения, а красные и синие лучи (λC=656 нм и λF=486 нм) - в главной плоскости сечения разводят на угол 2k=2×88'=176'.Abbe laboratory refractometer IRF-454 [1] contains a source of natural or artificial “white” light, for example, a white LED, a stationary measuring prism made of TF4 glass with a known refractive index and average dispersion (Δ FC ) 0 =0.02628, the working polished face of which is in contact with the substance under study and makes an angle θ = 62° with the output polished face, a fixed visual channel with a lens, crosshair and eyepiece. A scale and a mirror are attached to the movable sector. For convenience, the scale is not provided at the angles of rotation emerging from the prism of the rays β D . and in units of the refractive index for the operating wavelength n Dx . Between the measuring prism and the lens there are two Amici direct vision prisms, which are fixed in frames in the form of bevel gears, interconnected by a third bevel gear with a drum. The peculiarity of Amici prisms is that they transmit yellow rays (λ D = 589 nm) without deflection, and red and blue rays (λ C = 656 nm and λ F = 486 nm) are separated by an angle of 2k = in the
Известный способ измерения средней дисперсии света с помощью компенсатора реализован в лабораторном рефрактометре Аббе ИРФ-454 Б2М следующим образом.A well-known method for measuring the average dispersion of light using a compensator is implemented in the laboratory Abbe IRF-454 B2M refractometer as follows.
На выходную (рабочую) грань измерительной призмы, соприкасающуюся с исследуемым веществом, направляют пучок «белого» света от источника, например, естественного (солнечного) или искусственного света (лампа накаливания, люминесцентная лампа, белый светодиод).A beam of “white” light from a source, for example, natural (sunlight) or artificial light (incandescent lamp, fluorescent lamp, white LED), is directed onto the output (working) face of the measuring prism, in contact with the substance under study.
Свет проходит слой исследуемого вещества, преломляется в призму, в плоскости падения проходит ее и вторично преломляется на выходной грани призмы. Угол выхода из призмы предельных лучей относительно нормали к ее выходной грани зависит от длины волны лучей, составляющих «белый» свет согласно формуле βλ=arcsin{noλsin[θ-arcsin (nxλ/noλ)]}.Light passes through the layer of the substance under study, is refracted into the prism, passes through it in the plane of incidence and is refracted again at the output face of the prism. The angle of exit of the limiting rays from the prism relative to the normal to its output face depends on the wavelength of the rays that make up the “white” light according to the formula β λ =arcsin{n oλ sin[θ-arcsin (n xλ /n oλ )]}.
Разность между предельными углами для синего и красного света (Δβ)FC=βF-βC (средняя угловая дисперсия) зависит от средней дисперсии материала (ΔFC)0 призмы, угла θ призмы, средней дисперсии (ΔFC)X исследуемого вещества.The difference between the limiting angles for blue and red light (Δβ) FC = β F -β C (average angular dispersion) depends on the average dispersion of the material (Δ FC ) 0 of the prism, the angle θ of the prism, the average dispersion (Δ FC ) X of the substance under study.
Разложенные в плоскости падения в спектр лучи отражаются от зеркала и проходят призмы прямого зрения. Каждая призма прямого зрения в ее главном сечении разводит красные (λC) и синие (λF) лучи на угол k=0,02559816 радиан. С помощью оцифрованного барабанчика призмы разворачивают в разные стороны на угол γ и находят такое положение угла поворота γ призм, при котором их угловая дисперсия 2k cosγ равна по величине, но противоположна по знаку средней угловой дисперсии (Δβ)FC, т.е. (Δβ)FC - 2kcosγ=00. Таким образом, происходит полная компенсация угловой дисперсии (Δβ)FC, т.е. все предельные лучи различных длин волн в фокальной плоскости объектива приходят в то место, где находятся желтые лучи, суммируются и в окуляре кроме перекрестия оператор наблюдает черно-белую (не окрашенную) границу света и тени.The rays decomposed into a spectrum in the plane of incidence are reflected from the mirror and pass through direct vision prisms. Each direct vision prism in its main section separates the red (λ C ) and blue (λ F ) rays by an angle k=0.02559816 radians. Using a digitized drum, the prisms are rotated in different directions by an angle γ and a position of the rotation angle γ of the prisms is found at which their angular dispersion 2k cosγ is equal in value but opposite in sign to the average angular dispersion (Δβ) FC , i.e. (Δβ) FC - 2kcosγ=0 0 . Thus, the angular dispersion (Δβ) FC is completely compensated, i.e. all the limiting rays of different wavelengths in the focal plane of the lens arrive at the place where the yellow rays are located, are summed up, and in the eyepiece, in addition to the crosshair, the operator observes a black-and-white (not colored) border of light and shadow.
Угол γ разворота призм Амичи находят по числу делений Z барабанчика с помощью нониуса. Исходным (нулевым) положением призм принято положение, при котором Z=30 делений, т.е. когда γ=30⋅3°=90°, поскольку цена одного деления шкалы Z равна 3°. Точность отсчета угла γ по нониусу составляет ±0,3°. Следовательно, погрешность определения суммарной угловой дисперсии (Δβ)FC с помощью двух призм Амичи в лучшем случае составляет ±2,68⋅10-4 рад.The rotation angle γ of Amici prisms is determined by the number of divisions Z of the drum using a vernier. The initial (zero) position of the prisms is the position at which Z = 30 divisions, i.e. when γ=30⋅3°=90°, since the price of one division of the Z scale is 3°. The accuracy of reading the angle γ along the vernier is ±0.3°. Consequently, the error in determining the total angular dispersion (Δβ) of FC using two Amici prisms is, at best, ±2.68⋅10 -4 rad.
Поворотом шкалы совместно с зеркалом совмещают наблюдаемую в окуляре границу света и тени с перекрестием, а затем по наблюдаемой в окуляре шкале снимают показания показателя преломления nD.By rotating the scale together with the mirror, the boundary of light and shadow observed in the eyepiece is aligned with the crosshair, and then readings of the refractive index n D are taken using the scale observed in the eyepiece.
По измеренному таким образом показателю преломления nD с помощью рассчитанных заранее таблиц находят конструктивные коэффициенты А и В, а затем определяют среднюю дисперсию по формуле [1]:Using the refractive index n D measured in this way, the design coefficients A and B are found using pre-calculated tables, and then the average dispersion is determined using the formula [1]:
где Where
где 2 k - угловая дисперсия для синих и красных лучей двух призм Амичи в радианах; σ=cosγ;where 2 k is the angular dispersion for the blue and red rays of the two Amici prisms in radians; σ=cosγ;
γ - угол синхронного поворота призм Амичи в разные стороны.γ is the angle of synchronous rotation of Amici prisms in different directions.
Например, если в процессе проверки сорта стекла оптических деталей с помощью рефрактометра Аббе ИРФ-454 получены результаты измерений по шкале показателя преломления nDx=1,51690 и по шкале барабанчика число делений Z=42,4, то, пользуясь прилагаемыми к Руководству по эксплуатации рефрактометра ИРФ-454 таблицами, по измеренному показателю преломления nD находят конструктивные коэффициенты А=0,02320, В=0,025303, по числу делений Z=42,3 находят а затем находят среднюю дисперсию исследуемой оптической детали:For example, if in the process of checking the type of glass of optical parts using an Abbe IRF-454 refractometer, measurement results were obtained on the refractive index scale n Dx = 1.51690 and on the drum scale the number of divisions Z = 42.4, then, using the instructions supplied with the Operation Manual refractometer IRF-454 using tables, using the measured refractive index n D to find the design coefficients A = 0.02320, B = 0.025303, using the number of divisions Z = 42.3 to find and then find the average dispersion of the optical part under study:
(ΔFC)Х=А+В⋅σ=0,0232-0,025303⋅0,60042025=0,008007.(Δ FC ) X =A+B⋅σ=0.0232-0.025303⋅0.60042025=0.008007.
По ГОСТ 3514-94 определяем, что эта оптическая деталь выполнена из куска стекла К8, партия варки которого имеет характеристики nD=1,51690 и (ΔFC)x=0,008007.According to GOST 3514-94, we determine that this optical part is made of a piece of K8 glass, the melting batch of which has the characteristics n D = 1.51690 and (Δ FC ) x = 0.008007.
Главным преимуществом известного способа компенсации общей угловой дисперсии выходящих из измерительной призмы предельных лучей (Δβ)FC с помощью призм прямого зрения Амичи состоит в том, что для освещения плоскости соприкосновения исследуемого вещества с рабочей гранью измерительной призмы вместо монохроматического можно применять «белый» естественный (дневной) или искусственный свет (от лампы накаливания или светодиода).The main advantage of the known method of compensating the total angular dispersion of the limiting rays (Δβ) FC emerging from the measuring prism using Amici direct vision prisms is that to illuminate the plane of contact of the test substance with the working edge of the measuring prism, instead of monochromatic, natural “white” (daylight) can be used ) or artificial light (from an incandescent lamp or LED).
Существенными недостатками рефрактометров ИРФ-454Б2М, NAR-1T являются:Significant disadvantages of the IRF-454B2M and NAR-1T refractometers are:
- высокая трудоемкость изготовления призм прямого зрения Амичи;- high complexity of manufacturing Amici direct vision prisms;
- необходимость установки двух призм прямого зрения Амичи из-за большой средней дисперсии (ΔFC)0=0,02628 стекла ТФ4 измерительной призмы;- the need to install two Amici direct vision prisms due to the large average dispersion (Δ FC ) 0 =0.02628 of the TF4 glass of the measuring prism;
- субъективность восприятия оператором наличия или отсутствия окрашенности наблюдаемой в окуляре границы света и тени;- subjectivity of the operator’s perception of the presence or absence of coloration of the light and shadow boundary observed in the eyepiece;
- не линейная зависимость между вносимой призмами прямого зрения Амичи угловой дисперсией и их углом разворота γ;- non-linear relationship between the angular dispersion introduced by Amici direct vision prisms and their rotation angle γ;
- наличие подвижной шкалы, наделенной в величинах показателя преломления, причем, только для рабочей длины волны λD;- the presence of a moving scale, endowed with refractive index values, and only for the operating wavelength λ D ;
- необходимость пересчета и изготовления новой шкалы каждый раз при смене партии варки стекла, из которого изготавливают измерительную призму;- the need to recalculate and produce a new scale every time you change the batch of melting glass from which the measuring prism is made;
- громоздкость и значительный вес (~4 кг), что является препятствием для экспрессных измерений.- bulkiness and significant weight (~4 kg), which is an obstacle to express measurements.
Известен портативный спектрорефрактометр ИРФ-479 [3], в котором также реализован способ компенсации общей угловой дисперсии выходящих из измерительной призмы предельных лучей (Δβ)FC, но с помощью одной призмы прямого зрения (Амичи).The portable spectrorefractometer IRF-479 is known [3], which also implements a method for compensating the total angular dispersion of the limiting rays emerging from the measuring prism (Δβ) FC , but using one direct vision prism (Amichi).
Этот спектрорефрактометр создан специально для экспрессных определений основных эксплуатационных характеристик моторных топлив в двух исполнениях, отличающихся конструкциями подставок.This spectrorefractometer was created specifically for express determination of the main operational characteristics of motor fuels in two versions, differing in the designs of the stands.
Спектрорефрактометр ИРФ-479 содержит осветитель в виде стакана 1 с источником «белого» света 2 (фиг.2), измерительную призму 3 из стекла с показателем преломления дисперсией nF - nC=(ΔFC)0=0,01015 и углом выходной грани к рабочей грани θ=66,5. Рабочая грань измерительной призмы 3 соприкасается с исследуемым топливом 4, залитым в стакан-осветитель 1. Объектив 5 с фокусным расстоянием f'=75, 1 мм установлен в корпусе в виде трубы 6. В фокальной плоскости объектива 5 установлена равномерная шкала 7 (110 делений). Для наблюдения построенной объективом 5 границы света и тени и шкалы 7 на корпусе 6 установлен окуляр. Особенностью данного спектрорефрактометра является то, что дисперсия стекла измерительной призмы 2 равна половине диапазона измерения дисперсии моторных топлив. Это позволяет, во-первых, производить компенсацию угловой дисперсии на линейном участке кривой угловой дисперсии призмы Амичи относительно плоскости преломления света в измерительной призме 3 и достигать максимальной чувствительности по спектру, а во-вторых, достигать упрощения расчета коэффициента А в формуле (7).The IRF-479 spectrorefractometer contains an illuminator in the form of a
Методика выполнения измерений дисперсии такая же, как и у лабораторных визуальных рефрактометров ИРФ-454 (Россия), NAR-1T (ATAGO).The methodology for performing dispersion measurements is the same as for laboratory visual refractometers IRF-454 (Russia), NAR-1T (ATAGO).
Компенсационный способ измерения дисперсии с помощью призм прямого зрения (Амичи) мало пригоден для портативных фотоэлектрических рефрактометров по трем причинам.The compensation method for measuring dispersion using direct vision prisms (Amichi) is of little use for portable photoelectric refractometers for three reasons.
Во-первых, для компенсации угловой дисперсии требуется механически вращать призму Амичи до момента компенсации. Для этого требуется двигатель и, например, следящая система. А это усложняет, увеличивает габариты и стоимость рефрактометра.First, to compensate for angular dispersion, it is necessary to mechanically rotate the Amici prism until compensation occurs. This requires a motor and, for example, a servo system. And this complicates, increases the size and cost of the refractometer.
Во-вторых, для фиксации угла поворота призмы Амичи требуется фотоэлектрическое углоизмерительное устройство.Secondly, to fix the angle of rotation of the Amici prism, a photoelectric angle measuring device is required.
В-третьих, для определения момента компенсации угловой дисперсии требуется фотоэлектрический датчик.Third, a photoelectric sensor is required to determine when the angular dispersion is compensated.
Все это существенно усложняет и удорожает конструкцию.All this significantly complicates and increases the cost of the design.
Наиболее близким к объекту заявки являются известный способ измерения средней дисперсии света и устройство для его осуществления по патенту РФ №2563310 от 09.01.2014 г. [4].The closest to the subject of the application are the known method for measuring the average dispersion of light and a device for its implementation according to RF patent No. 2563310 dated 01/09/2014 [4].
Суть известного способа измерения средней дисперсии света [4] состоит в том, что на входную (рабочую) грань измерительной призмы рефрактометра, изготовленной из материала с известным показателем преломления и средней дисперсией (ΔFC)0, соприкасающуюся с исследуемым веществом, направляют пучок квазимонохроматического света с максимумом спектральной плотности излучения μ(λD), в фокальной плоскости установленного после измерительной призмы объектива с фокусным расстоянием f' регистрируют положение границы света и тени XD для предельных лучей рабочей длины волны λD=589 нм, выходящих из измерительной призмы под углом βD, находят показатель преломления исследуемого топлива nDx, по нему и по известным значениям и θ определяют конструктивные коэффициенты A'min, Bmin и A'max, Bmax, затем вместо пучка света рабочей длины волны λD направляют квазимонохроматический пучок света, у которого максимум спектральной плотности излучения μ(λ)max сдвинут в коротковолновую часть спектра и соответствует длине волны λ1, существенно отличной от рабочей длины волны λD, в фокальной плоскости объектива регистрируют величину и знак относительного смещения границы света и тени по нему находят общую угловую дисперсиюThe essence of the known method of measuring the average dispersion of light [4] is that the input (working) face of the measuring prism of a refractometer made of a material with a known refractive index and average dispersion (Δ FC ) 0 in contact with the substance under study, a beam of quasi-monochromatic light with a maximum spectral radiation density μ(λ D ) is directed, in the focal plane of a lens installed after the measuring prism with a focal length f', the position of the boundary of light and shadow X D is recorded for the limiting rays of the working wavelength λ D = 589 nm, emerging from the measuring prism at an angle β D , find the refractive index of the fuel under study n Dx , from it and from the known values and θ determine the design coefficients A' min , B min and A' max , B max , then instead of a light beam of working wavelength λ D , a quasi-monochromatic light beam is directed, in which the maximum spectral radiation density μ(λ) max is shifted to the short-wavelength part of the spectrum and corresponds to the wavelength λ 1 , significantly different from the working wavelength λ D , the magnitude and sign of the relative shift of the boundary of light and shadow is recorded in the focal plane of the lens using it to find the total angular dispersion
а затем находят искомую среднюю дисперсию исследуемого топлива по формулеand then find the desired average dispersion of the fuel under study using the formula
где A'min и Bmin - конструктивные коэффициенты, соответствующие началу диапазона измерения показателя преломления nDmin рефрактометра;where A' min and B min are design coefficients corresponding to the beginning of the refractive index measurement range n Dmin of the refractometer;
ΔА=A'max - A'min - величина изменения коэффициента А' в диапазоне измерения показателя преломления от до ;ΔА=A' max - A' min - the magnitude of the change in coefficient A' in the range of refractive index measurements from before ;
ΔВ=Bmin - Bmin - величина изменения коэффициента В в диапазоне измерения показателя преломления от до ;ΔB=B min - B min - the magnitude of the change in coefficient B in the refractive index measurement range from before ;
(ΔFC)0 - известная средняя дисперсия материала измерительной призмы;(Δ FC ) 0 - known average dispersion of the measuring prism material;
XDmax - максимально возможная величина смещения регистрируемой границы света и тени в фокальной плоскости объектива;X Dmax - the maximum possible displacement value of the recorded boundary of light and shadow in the focal plane of the lens;
- относительное смещение границы света и тени в процессе смены длины волны падающего на измерительную призму света; - relative displacement of the boundary of light and shadow in the process of changing the wavelength of light incident on the measuring prism;
βDmax=arctg(XDmax/f') - угловое поле т.е. максимальный диапазон угла отклонения предельных лучей с длиной волны λD на выходе измерительной призмы;β Dmax =arctg(X Dmax /f') - angular field i.e. maximum range of deflection angle of limiting rays with wavelength λ D at the output of the measuring prism;
f'- фокусное расстояние объектива рефрактометра;f' is the focal length of the refractometer lens;
- дисперсионный коэффициент Коши. - Cauchy dispersion coefficient.
Осуществление этого известного способа измерения средней дисперсии света рассмотрим на примере схемы рефрактометра Аббе, показанной на фиг.3. Рефрактометр Аббе содержит осветитель 1 (фиг.3) в виде стакана с основным источником квазимонохроматического света 2, измерительную призму 3, рабочая грань которой составляет угол θ с ее выходной гранью и соприкасается с исследуемым веществом (моторным топливом) 4, объективом 5, установленным в корпусе 6, с фокусным расстоянием f'. В фокальной плоскости объектива 5 установлено устройство для фиксации местоположения границы света и тени, например, равномерная шкала 7 и окуляр.Let us consider the implementation of this known method of measuring the average dispersion of light using the example of the Abbe refractometer circuit shown in Fig. 3. The Abbe refractometer contains an illuminator 1 (Fig. 3) in the form of a glass with the main source of
Осветитель, кроме основного источника квазимонохроматического света 2, содержит дополнительный источник света 8, максимум спектральной плотности излучения которого составляет μ(λ)max - 486 нм (синий светодиод).The illuminator, in addition to the main source of
Для достижения большей монохроматичности света после основного источника света 2 и после дополнительного источника света 8 установлены интерференционные фильтры 9, 10 соответственно с максимумами пропускания τmax=589 нм, τmax=486 нм и одинаковыми величинами полуширины пропускания Δλ0,5≤5 нм.To achieve greater monochromatic light, after the main
Известный способ измерения показателя преломления и средней дисперсии [4] осуществляется следующим образом.A known method for measuring the refractive index and average dispersion [4] is carried out as follows.
Пучок света от источника 2 (желтый светодиод) проходит интерференционный фильтр 9 и становится квазимонохроматическим с максимумом спектральной плотности излучения μ(λ)max=589 нм и шириной спектра Δλ≤5 нм.The light beam from source 2 (yellow LED) passes through the
Скользящие вдоль границы контакта рабочей поверхности измерительной призмы 3 с исследуемым веществом 4 лучи преломляются в призму 3, проходят ее, преломляются на выходящей грани призмы 3 и попадают в трубу 5.The rays sliding along the contact boundary of the working surface of the measuring
Предельные лучи выходят из призмы 3 относительно нормали к ее выходной грани под угломLimit rays
где nDo - показатель преломления стекла призмы для длины волны λD=589 нм;where n Do is the refractive index of prism glass for wavelength λ D =589 nm;
θ - угол между рабочей и выходной гранями призмы 3;θ is the angle between the working and output faces of
nDx - показатель преломления исследуемого вещества 4 для длины волны λD=589 нм.n Dx is the refractive index of the
Объектив 5 с фокусным расстоянием f' в фокальной плоскости, где находится шкала 7, строит изображение границы света и тени. Оператор с помощью окуляра и шкалы 7 определяет координату границы света и тени для желтого света (λD=589 нм)
относительно начала отсчета Х0, соответствующего началу диапазона измерений nDxmin. Шкала 7 содержит Mmax=100 делений, поэтому координату границы света и тени выражают в относительных единицах, в числах делений шкалы 7, т.е. где XDmax - максимальное смещение границы света и тени при nDmax.relative to the reference point X 0 , corresponding to the beginning of the measurement range n Dxmin .
Затем с помощью таблиц деления шкалы М переводят в величину показателя преломления nDx.Then, using scale division tables, M is converted to the value of the refractive index n Dx .
После определения координаты положения границы света и тени XD, выраженной в делениях М равномерной шкалы 7 отключают от питания желтый светодиод 2 и подключают вспомогательный синий светодиод 8. Свет от светодиода 8 проходит интерференционный светофильтр 10, становится квазимонохроматическим с максимумом спектральной плотности излучения μ(λ)max=486 нм и шириной спектра Δλ0,5≤5 нм, попадает на границу контакта рабочей поверхности измерительной призмы 3 с исследуемым веществом 4.After determining the coordinates of the position of the border of light and shadow X D , expressed in divisions M of the
Лучи синего света преломляются в призму 3, проходят ее и выходят из нес под угломRays of blue light are refracted into
где - показатель преломления стекла призмы 3 для длины волны λF=486 нм;Where - refractive index of
- показатель преломления исследуемого вещества (топлива) для длины волны света λF. - refractive index of the test substance (fuel) for the light wavelength λ F.
При этом наблюдаемая граница света и тени сместится на величину (фиг.4):In this case, the observed boundary of light and shadow will shift by the amount (Fig. 4):
что соответствует делениям шкалы 7 (фиг.3):which corresponds to scale divisions 7 (Fig. 3):
Данное смещение границы света и тени, выраженное в делениях шкалы ΔМ, есть мера угловой дисперсии выходящих из призмы 3 лучей относительно углового поля зрения трубы 6, то естьThis displacement of the boundary of light and shadow, expressed in scale divisions ΔM, is a measure of the angular dispersion of the 3 rays emerging from the prism relative to the angular field of view of
где βDmax=arctg(XDmax/f') - угловое поле зрения трубы 4;where β Dmax =arctg(X Dmax /f') is the angular field of view of
f' - фокусное расстояние объектива 5.f' - focal length of
Располагая рассчитанными заранее конструктивными коэффициентами Amin, Amax, Bmin, Bmax, координатой границы света и тени MD, измеренной в желтом свете, и смещением координаты ΔМ, полученной в результате смены длины волны света, находят среднюю дисперсию исследуемого вещества 4 по формулеHaving the design coefficients A min , A max , B min , B max calculated in advance, the coordinate of the boundary of light and shadow M D measured in yellow light, and the shift of the coordinate ΔM obtained as a result of changing the wavelength of light, find the average dispersion of the
где Amin, Bmin - конструктивные коэффициенты, соответствующие началу диапазона измерения nDxmin рефрактометра;where A min , B min are design coefficients corresponding to the beginning of the measurement range n Dxmin of the refractometer;
Amax, Bmax - конструктивные коэффициенты, соответствующие концу диапазона измерения nDxmax рефрактометра;A max , B max - design coefficients corresponding to the end of the measurement range n Dxmax of the refractometer;
ΔА=Amax - Amin - величина изменения коэффициента А в диапазоне измерения nDx от до ΔА=A max - A min - the amount of change in coefficient A in the measurement range n Dx from before
ΔB=Bmax - Bmin - величина изменения коэффициента В в диапазоне nDx от до ΔB=B max - B min - the magnitude of the change in coefficient B in the range n Dx from before
(ΔFC)0 - известная средняя дисперсия материала измерительной призмы 3;(Δ FC ) 0 - known average dispersion of the material of the measuring
- максимально возможный диапазон смещения регистрируемой границы света и тени в фокальной плоскости объектива 5; - the maximum possible range of displacement of the recorded boundary of light and shadow in the focal plane of the
- угловое поле зрения трубы 6, т.е. максимальный диапазон угла отклонения лучей с длиной волны λD=589 нм на выходе призмы 3; - angular field of view of
f' - фокусное расстояние объектива 5;f' - focal length of
-дисперсионный коэффициент Коши; - Cauchy dispersion coefficient;
- координата границы света и тени в делениях шкалы 7, соответствующая показателю преломления исследуемого вещества - coordinate of the boundary of light and shadow in
- относительное смещение границы света и тени в процессе смены длины волны падающего на измерительную призму 3 света. - relative displacement of the boundary of light and shadow in the process of changing the wavelength of light incident on the measuring
Известный способ измерения средней дисперсии света и устройство для его осуществления [4] были разработаны для портативных визуальных рефрактометров, используемых контрольными органами в процессе экспрессных анализов моторных топлив. Известный способ имеет ряд существенных недостатков.A well-known method for measuring the average dispersion of light and a device for its implementation [4] were developed for portable visual refractometers used by control authorities in the process of rapid analyzes of motor fuels. The known method has a number of significant disadvantages.
Во-первых, в известном способе координаты границ света и тени Xλ определяют относительно начала отсчета Х0, соответствующему началу диапазона измерений без учета влияния дисторсии, что приводит к ошибкам измерений и, соответственно, (ΔFC)Х.Firstly, in the known method, the coordinates of the boundaries of light and shadow X λ are determined relative to the origin X 0 , corresponding to the beginning of the measurement range without taking into account the influence of distortion, which leads to measurement errors and, accordingly, (Δ FC ) X.
Во-вторых, в известном способе и устройстве для его осуществления используется только два источника света (светодиода) основной μ(λD)max - 589 нм и дополнительный с μ(λF)max=486 нм, что существенно ограничивает величину смещения границы света и тени ΔХ при отключении основного источника света 2 и включении дополнительного источника света 8 и, естественно, существенно ограничивает чувственность и точность измерения дисперсии анализируемых веществ (топлив).Secondly, in the known method and device for its implementation, only two light sources (LEDs) are used: the main one μ(λ D ) max - 589 nm and an additional one with μ(λ F ) max = 486 nm, which significantly limits the amount of shift of the light boundary and shadows ΔХ when the main
В-третьих, визуальное восприятие оператором границы света и тени и снятие отсчета по шкале является субъективным и существенно зависит от остроты зрения оператора.Thirdly, the operator’s visual perception of the boundary of light and shadow and the reading on the scale is subjective and significantly depends on the operator’s visual acuity.
В-четвертых, с ростом показателя поглощения света исследуемым топливом или помутнения, например, дизельного топлива, наблюдаемая граница света и тени становится размытой, что приводит к дополнительным ошибкам в определении ее координаты Хλ.Fourthly, with an increase in the light absorption rate of the fuel under study or turbidity, for example, diesel fuel, the observed border of light and shadow becomes blurred, which leads to additional errors in determining its coordinate X λ .
Предлагается новый фотоэлектрический способ измерения показателя преломления и средней дисперсии моторных топлив.A new photoelectric method for measuring the refractive index and average dispersion of motor fuels is proposed.
Суть предлагаемого способа в том, что на границу контакта исследуемого топлива с рабочей поверхностью измерительной призмы рефрактометра изготовленной из стекла с известными показателем преломления nD0, средней дисперсией (ΔFC)0 и углом наклона θ выходной грани к ее рабочей поверхности направляют квазимонохроматический пучок света с максимумом спектральной плотности излучения μ(λD)max=589 нм, в фокальной плоскости объектива с фокусным расстоянием f' с помощью многоэлементного фотоприемника анализируют интенсивность света I, по точке перегиба кривой интенсивности света I=f(XDx) регистрируют местоположение границы света и тени XDx относительно среднего значения XDcp, соответствующего средней величине диапазона измерения показателя преломления nDcp=nD0sinθ, а искомый показатель преломления nDx определяют с учетом дисторсии по формулеThe essence of the proposed method is that a quasi-monochromatic light beam with the maximum spectral radiation density μ(λ D ) max =589 nm, in the focal plane of the lens with focal length f', using a multi-element photodetector, the light intensity I is analyzed, at the inflection point of the light intensity curve I=f(X Dx ) the location of the light boundary is recorded and shadow X Dx relative to the average value X Dcp corresponding to the average value of the refractive index measurement range n Dcp =n D0 sinθ, and the desired refractive index n Dx is determined taking into account distortion using the formula
где Where
K1, K2, K3 - постоянные коэффициенты степенного ряда. Затем изменяют длину волны света так, что его максимум спектральной плотности излучения μ(λ)max известен и существенно отличается от μ(λD)max сначала в одну сторону, например, в коротковолновую область μ(λ1)max=486 нм, а затем в другую сторону в ближнюю ИК область, например μ(λ2)max=815 нм, регистрируют новые местоположения границы света и тени соответствующие критическим углам преломления находят разницу и определяют среднюю дисперсию вещества (топлива) по формулеK 1 , K 2 , K 3 - constant coefficients of the power series. Then the wavelength of the light is changed so that its maximum spectral radiation density μ(λ) max is known and differs significantly from μ(λ D ) max , first in one direction, for example, in the short-wave region μ(λ 1 ) max = 486 nm, and then in the other direction to the near-IR region, for example μ(λ 2 ) max =815 nm, new locations of the boundary of light and shadow are recorded corresponding to the critical angles of refraction find the difference and determine the average dispersion of the substance (fuel) using the formula
где Where
- угловая дисперсия выходящих из призмы лучей в радианах; - angular dispersion of rays emerging from the prism in radians;
- коэффициент перевода частной дисперсии в среднюю (ΔFC). - partial variance conversion factor to the average ( ΔFC ).
Для осуществления способа измерения показателя преломления и средней дисперсии моторных топлив предлагается устройство, содержащее осветитель с основным источником квазимонохроматического света, с максимумом спектральной плотности излучения μ(λD)max=589 нм, и два дополнительных источника света, соответственно с μ(λ1)max=486 нм и μ(λ2)=815 нм, измерительную призму с рабочей гранью, соприкасающейся с исследуемым веществом (топливом), которая составляет угол θ с ее выходной гранью, объектив с фокусным расстоянием f'. В фокальной плоскости объектива установлен многоэлементный фотоприемник, подключенный к электронной схеме управления работой устройства с индикатором результатов измерений. Непосредственно после источников света установлены интерференционные фильтры с соответствующими максимумами пропускания τDmax=589 нм и и полосами пропускания Δλ0,5≈5 нм, а за ними - анаморфотный элемент в виде отрицательной цилиндрической линзы.To implement a method for measuring the refractive index and average dispersion of motor fuels, a device is proposed that contains an illuminator with a main source of quasi-monochromatic light, with a maximum spectral radiation density μ(λ D ) max =589 nm, and two additional light sources, respectively, with μ(λ 1 ) max =486 nm and μ(λ 2 )=815 nm, a measuring prism with a working edge in contact with the substance under study (fuel), which makes an angle θ with its output edge, a lens with a focal length f'. A multi-element photodetector is installed in the focal plane of the lens, connected to an electronic circuit for controlling the operation of the device with an indicator of measurement results. Interference filters with corresponding transmission maxima are installed directly after the light sources τ Dmax =589 nm and and passbands Δλ 0.5 ≈5 nm, and behind them is an anamorphic element in the form of a negative cylindrical lens.
На фиг.1 показана структурная схема известного рефрактометра Пульфриха ИРФ-23 [1].Figure 1 shows a block diagram of the well-known Pulfrich IRF-23 refractometer [1].
На фиг.2 показана структурная схема известного портативного спектрорефрактометра Аббе ИРФ-479 [3].Figure 2 shows a block diagram of the well-known portable spectrorefractometer Abbe IRF-479 [3].
На фиг.3 показана структурная схема известного лабораторного рефрактометра по патенту РФ №2563310 [4].Figure 3 shows a block diagram of a well-known laboratory refractometer according to RF patent No. 2563310 [4].
На фиг.4 показан фрагмент шкалы рефрактометра по патенту РФ №2563310.Figure 4 shows a fragment of the refractometer scale according to RF patent No. 2563310.
На фиг.5 показана структурная схема предлагаемого устройства для осуществления предлагаемого способа.Figure 5 shows a block diagram of the proposed device for implementing the proposed method.
На фиг.6 показана конструкция осветителя предлагаемого устройства.Figure 6 shows the design of the illuminator of the proposed device.
На фиг.7 показаны кривые зависимости интенсивности света в фокальной плоскости объектива предлагаемого устройства в зависимости от величины nDx и от различной интенсивности источника света.Figure 7 shows curves of light intensity in the focal plane of the lens of the proposed device depending on the value of n Dx and on different intensities of the light source.
На фиг.8 показан фрагмент кривой изменения интенсивности света I в фокальной плоскости объектива предлагаемого устройства в области границы света и тени и кривые первой и второй производный для определения точки перегиба кривой I=f(α), соответствующей критическому углу преломления на границе контакта моторного топлива с рабочей поверхностью измерительной призмы 3.Figure 8 shows a fragment of the curve of changes in light intensity I in the focal plane of the lens of the proposed device in the region of the boundary of light and shadow and the curves of the first and second derivatives to determine the inflection point of the curve I=f(α), corresponding to the critical angle of refraction at the contact boundary of the motor fuel with the working surface of the measuring
Возможные варианты осуществления предлагаемогоPossible options for implementing the proposed
фотоэлектрического способа измерения показателя преломления и дисперсии моторных топлив рассмотрим на примере структурной схемы фотоэлектрического рефрактометра, показанного на фиг.5.We will consider the photoelectric method for measuring the refractive index and dispersion of motor fuels using the example of a block diagram of a photoelectric refractometer shown in Fig. 5.
Предлагаемый фотоэлектрический рефрактометр содержитThe proposed photoelectric refractometer contains
осветитель 1 (фиг.5,6) с основным источником квазимонохроматического света 2 с максимумом спектральной плотности излучения μ(λD)max=589 нм, измерительную призму 3, рабочая грань которой составляет угол θ с ее выходной гранью и соприкасается с исследуемым топливом 4, объектив 5 с фокусным расстоянием f', закрепленный в корпусе 6. В фокальной плоскости объектива 5 установлен многоэлементный ПЗС фотоприемник в виде линейки 7, состоящей, например, из 3600 элементов, так, что его чувствительные элементы расположены перпендикулярно построенной объективом 5 границе света и тени, а его 1800 элемент совпадает с нормалью к выходной грани измерительной призмы 3.illuminator 1 (Fig.5,6) with the main source of
Фотоприемник 7 подключен к электронной схеме управления его работой и работой всего устройства (на фиг.5 не показана).The
Осветитель 1 (фиг.6) кроме основного источника света 2 содержит дополнительный источник света 8 с максимумом спектральной плотности излучения μ(λF)max=486 нм. Непосредственно после источников света 2 и 8 установлены интерференционные фильтры 9 и 10 с максимумами пропускания соответственно τDmax=589 нм и τFmax=486 нм, и полосами пропускания Δλ0,5≤5 нм.Illuminator 1 (Fig.6) in addition to the main
В отличие от прототипа [3] осветитель предлагаемого устройства содержит второй дополнительный источник света 11 (фиг.6) с максимумом спектральной плотности излучения μ(λ2)max=815 нм, после которого установлен интерференционный фильтр 12 с максимумом пропускания τmax=815 нм и полосой пропускания Δλ0,5≤5 нм, а также анаморфотный элемент в виде отрицательной цилиндрической линзы 13 с приклеенной к ней призмой 14 типа АР-90°.Unlike the prototype [3], the illuminator of the proposed device contains a second additional light source 11 (Fig. 6) with a maximum spectral radiation density μ(λ 2 ) max =815 nm, after which an
Для разворота осветителя 1 вокруг своей оси на угол ≈25° относительно кронштейна 15 (для работы эталонными призмами nDэф=1,3776) осветитель 1 снабжен пружинным фиксатором 16.To rotate the
Оправа 17 (фиг.5) измерительной призмы 3 выполнена из материала с высокой теплопроводностью, например, из латуни, в нижней части которой вмонтирован датчик температуры 18. Плоская поверхность нижней части оправы 17 имеет тепловой контакт с «холодной» поверхностью элемента Пельтье 19. «Горячая» сторона элемента Пельтье 19 имеет тепловой контакт с основанием 20 рефрактометра. Оправа 17 измерительной призмы 3 жестко связана с пластмассовым корпусом 6, в котором закреплены объектив 5 и фотоприемник 7. Для достижения наименьшего теплового контакта корпус 6 и основание 20 соединены винтами с теплоизоляционными шайбами 21 так, что между корпусом 6 и основанием 20 имеется воздушный зазор.The frame 17 (Fig. 5) of the measuring
Осветительная призма 22 закреплена в оправе 23 с лункой 24 для заливки исследуемого топлива 4. Оправа 23 осветительной призмы 22 соединена с оправой 17 измерительной призмы 3 с помощью петли так, что может откидываться для чистки рабочих поверхностей призм 3 и 22 после выполнения измерений.The
Предлагаемый фотоэлектрический способ изменения показателя преломления и дисперсии моторных топлив осуществляется следующим образом.The proposed photoelectric method for changing the refractive index and dispersion of motor fuels is carried out as follows.
В лунку 24 заливают, например, пипеткой Пастера, несколько капель моторного топлива, которое растекается по зазору между рабочей поверхностью измерительной призмы 2 и матовой поверхностью осветительной призмы 22. После нажатия оператором кнопки «измерение» подается питание светодиоду 2 (фиг.6), и желтый свет проходит фильтр 12, становится квазимонохроматическим и направляется вдоль границы контакта исследуемого топлива 4 с рабочей поверхностью измерительной призмы 3.A few drops of motor fuel are poured into well 24, for example, using a Pasteur pipette, which spreads over the gap between the working surface of the measuring
Квазимонохроматический пучок свет с максимумом спектральной плотности излучения μ(λD)max=589 нм и шириной спектра Δλ≤5 нм проходит слой исследуемого топлива 4, преломляется в призму 3, проходит ее, вторично преломляется на выходной грани измерительной призмы 3 и попадает на объектив 5. При этом предельные лучи выходят из призмы 3 относительно нормали к ее выходной грани под углом по формуле (10)A quasimonochromatic beam of light with a maximum spectral radiation density μ(λ D ) max =589 nm and a spectral width Δλ≤5 nm passes through the layer of fuel under
где показатель преломления стекла БК10 призмы 3 для λD;Where refractive index of
θ=66,5° - угол между рабочей и выходной гранями призмы 3;θ=66.5° - angle between the working and output faces of
nDx - показатель преломления исследуемого топлива 4 для λD.n Dx is the refractive index of the fuel under
Объектив 5 в своей фокальной плоскости, где находятся чувствительные элементы ПЗС приемника 7, строит изображение границы света и тени.
На фиг.7 в качестве примера показаны реально измеренные ПЗС линейкой значения интенсивности света 1 при n0=1,5688, θ=66,5°: в начале диапазона при измерении nDэф=1,3776 (эталонная призма) - кривая 25, в середине диапазона при измерении nD=1,43861 (реактивное топливо типа РТ) - кривая 26 и в конце диапазона при измерении nDx=1,4906 (эталонная пластина из стекла ЛК4) - кривая 27. По оси ординат отложены значения интенсивности света I в относительных единицах и уровни сигнала ПЗС приемника 7 в мВ, а по оси абсцисс - значения углов βD, координаты границы света и тени X в миллиметрах и номера элементов фотоприемника 7 в пикселях.Figure 7 shows, as an example, the values of
Из чертежа на фиг.7 видно, что при углах βDx, соответствующих критическим (предельным) углам преломления кривые не пересекают ось абсцисс, а в пределах ΔBD≈1° приближаются к ней асимптотически. Это вызвано рядом причин, главные из которых: не идеальный монохроматизм света, влияние приповерхностных слоев стекла измерительной призмы и показателя поглощения исследуемого топлива [5].From the drawing in Fig. 7 it is clear that at angles β Dx corresponding to the critical (limiting) angles of refraction the curves do not cross the abscissa axis, but within ΔB D ≈1° they approach it asymptotically. This is caused by a number of reasons, the main of which are: non-ideal monochromatism of light, the influence of near-surface layers of glass of the measuring prism and the absorption index of the fuel under study [5].
В работе [5] доказано, что истинная координата границы света и тени Xкр совпадает с точкой перегиба кривой I=f(XDкр).In [5] it was proven that the true coordinate of the boundary of light and shadow Xcr coincides with the inflection point of the curve I=f(X Dcr ).
Поэтому для измерения показателя преломления nDx моторных топлив предлагается следующий алгоритм действий. В воронку 24 (фиг.5) оправы осветительной призмы 22 заливают одну-две капли исследуемого продукта, например, реактивного топлива типа РТ (середина диапазона измерения: nDx=1,4386 и (ΔFC)=0,00086) и подключают к блоку питания основной источник желтого квазимонохроматического света 2. Микропроцессор начинает опрос уровней потенциалов чувствительных элементов фотоприемника 7 со стороны темной зоны до момента, когда уровень потенциалов элементов ПЗС приемника 7 достигнет уровня установленной ранее величины, например, 0,1 Umax (пунктирная линия 28 на фиг.7).Therefore, to measure the refractive index n Dx of motor fuels, the following algorithm of actions is proposed. One or two drops of the test product, for example, RT type jet fuel (middle of the measurement range: n Dx = 1.4386 and (Δ FC ) = 0.00086) are poured into the funnel 24 (Fig. 5) of the frame of the
Таким образом, грубо определяют местоположение границы света и тени XDx.In this way, the location of the light and shadow boundary X Dx is roughly determined.
В данном примере XDx ≈ Хср, что соответствует середине диапазона измерения и середине ПЗС приемника 7, то есть М ≈ 1800 эл.In this example, X Dx ≈ X avg , which corresponds to the middle of the measurement range and the middle of the
Предположим, что для данного примера уровень потенциала 0,1 Umax мВ пришелся на 1820-й элемент ПЗС приемника 7.Let us assume that for this example, a potential level of 0.1 U max mV falls on the 1820th element of the CCD of
Далее процессор опрашивает и запоминает потенциалы у ста элементов фотоприемника 7, расположенных справа и слева от грубо найденного 1820-го элемента, то есть получают массив значений потенциалов от 1720-го элемента до 1920-го элемента.Next, the processor interrogates and remembers the potentials of one hundred elements of the
Затем с помощью процессора определяют точку перегиба фрагмента кривой 26 (фиг.8) значений потенциалов от 1720-го до 1920-го элемента (200 элементов) в два этапа следующим образом.Then, using the processor, the inflection point of the fragment of the curve 26 (Fig. 8) of the potential values from the 1720th to the 1920th element (200 elements) is determined in two stages as follows.
Первый этап - вычисляют первую производную функцию Ui=f(Xi) кривой 26 (фиг.8) с одновременным усреднением (сглаживанием) согласно формулеThe first stage is to calculate the first derivative function U i =f(X i ) of curve 26 (Fig. 8) with simultaneous averaging (smoothing) according to the formula
где - значение первой производной в i-й точке кривой 26 (фиг.8);Where - the value of the first derivative at the i-th point of the curve 26 (Fig.8);
xi - значение текущего номера элемента ПЗС приемника от xD=1720 до xD=1920;x i - the value of the current element number of the CCD receiver from x D =1720 to x D =1920;
N - шаг отступления вправо и влево от xi-го элемента;N - step of retreat to the right and left from the x i -th element;
Nmax - предельное значение шагов, зависящее от величины рассеяния или поглощения света топливом.N max is the limiting value of steps, depending on the amount of light scattering or absorption by the fuel.
Второй этап - вычисляют вторую производственную кривой 26, но только в окрестности верхнего экстремума кривой 27 первой производной по формулеThe second stage is to calculate the
где xi - номера элементов от приемника от 1810 по 1830-й;where x i are the numbers of elements from the receiver from 1810 to 1830;
С помощью процессора определяют номер элемента ПЗС приемника 7, на который приходится значение (точка перегиба кривой 26) и, соответственно, местоположение границы света и тени XDx относительно среднего значения ХDср, соответствующего средней величине диапазона измерения показателя преломления nDcp=nD0sinθ, а затем определяют искомый показатель преломления nDX топлива по формуле (16):Using the processor, the number of the element of the
где Where
K1, K2, K3 - постоянные коэффициенты степенного ряда. После регистрации xDx и определения nDx топлива выключают источник света 2 (фиг.5, 6) и включают последовательно сначала источник света 8, а затем источник света 11. При этом каждый раз по описанной выше методике нахождения точки перегиба регистрируют местонахождения границы света и тени соответствующие критическим углам преломления для μ(λ1)max=486 нм и μ(λ2)max=815 нм, находят разницу и определяют среднюю дисперсию моторного топлива по формуле (17)K 1 , K 2 , K 3 - constant coefficients of the power series. After registering x Dx and determining n Dx of the fuel, turn off the light source 2 (Figs. 5, 6) and turn on first the
где Where
- угловая дисперсия выходящих из призмы лучей в радианах; - angular dispersion of rays emerging from the prism in radians;
- коэффициент перевода частной дисперсии в среднюю дисперсию (ΔFC)x. - partial variance conversion factor to the average variance (Δ FC ) x .
Рассмотрим несколько характерных примеров использования предлагаемого способа при работе с предлагаемым устройством в процессе экспрессного анализа топлив.Let's consider several typical examples of using the proposed method when working with the proposed device in the process of express analysis of fuels.
1. Допустим, предлагаемое фотоэлектрическое устройство (рефрактометр) имеет следующие характеристики: nD0=1,5688, θ=66,5°, (ΔFC)0=0,01015, f'=75,1 мм, фотоприемник 7 (фиг.5) установлен так, что его, например, 1800-й элемент совпадает с перпендикуляром к выходной грани измерительной призмы 3, а в лунку 24 оправы 23 залито реактивное топливо типа РТ с параметрами nDx=1,4386 (середина диапазона) и (ΔFC)х=0,00865. В этом случае изменение интенсивности света I на многоэлементном ПЗС фотоприемнике 7 можно представить кривой 26 (фиг.7). При включенном желтом светодиоде 2 (фиг.6) точка перегиба кривой 26 (фиг.7) приходится на 1800-й элемент фотоприемника 7 (фиг.5), что соответствует βDX=0. Микропроцессор по формуле (16) находит1. Let us assume that the proposed photoelectric device (refractometer) has the following characteristics: n D0 =1.5688, θ=66.5°, (Δ FC ) 0 =0.01015, f'=75.1 mm, photodetector 7 (Fig. .5) is installed so that its, for example, 1800th element coincides with the perpendicular to the output face of the measuring
После определения и индикации nDx=1,43868 микропроцессор выключает основной источник света 2 (фиг.5, 6) и включает последовательно сначала источник света 8 (μ(λ1)max=486 нм), а затем источник света 11 (μ(λ2)max=815 нм). При этом каждый раз точки перегиба кривой 26 (фиг.7) регистрируются в одном и том же месте, т.е. Среднюю дисперсию РТ определяют по формуле (17)After determining and indicating n Dx =1.43868, the microprocessor turns off the main light source 2 (Fig. 5, 6) and turns on sequentially first the light source 8 (μ(λ 1 ) max =486 nm), and then the light source 11 (μ( λ 2 ) max =815 nm). In this case, each time the inflection points of the curve 26 (Fig. 7) are recorded in the same place, i.e. The average dispersion of RT is determined by formula (17)
По найденным значениям nDX=1,43868 и (ΔFC)х=0,00865 находим основные эксплуатационные характеристики реактивного топлива [3]:Using the found values n DX =1.43868 and ( ΔFC ) x =0.00865 we find the main operational characteristics of jet fuel [3]:
- нагарный фактор Нф=85;- soot factor N f =85;
- высоту некоптящего пламени h=27,5 мм.- height of the non-smoking flame h=27.5 mm.
Выводы: данная проба реактивного топлива РТ соответствует заявленным параметрам и ГОСТ 10227-86.Conclusions: this RT jet fuel sample complies with the declared parameters and GOST 10227-86.
2. Допустим, в лунку 24 оправы 23 (фиг.5) залито летнее дизельное топливо с параметрами nD=1,4700 и (ΔFC)х=0,0110. В этом случае изменение интенсивности света I на чувствительных элементах ПЗС фотоприемника 7 можно представить кривой 29 (фиг.7). При включенном основном источнике света 2 (желтый светодиод) (фиг.6), точка перегиба кривой 29 приходится на 2583-й элемент фотоприемника 7 (фиг.5), что соответствует перемещению границы света и тени в пикселях на ΔМ=1800 - 2583=-783 пикселя или в миллиметрах - на XDx=0-6,264=-6,264 мм.2. Let's say that summer diesel fuel with parameters n D =1.4700 and (Δ FC ) x =0.0110 is poured into
Микропроцессор находитThe microprocessor finds
и And
После определения и индикации nDx=1,4700023 производят измерение средней дисперсии. При этом микропроцессор выключает основной источник света 2 (фиг. 5, 6) и включает последовательно сначала источник света 8 (μ(λ1)max=486 нм), а затем источник света 11 (μ(λ2)max=815 нм). При включенном источнике света 8 кривая 29 сдвигается влево (кривая 30) и ее точка перегиба соответствует 2560 элементу ПЗС фотоприемника, а при включенном источнике света 11 кривая 29 сдвигается вправо (кривая 31) и ее точка перегиба соответствует 2635-му элементу.After determining and indicating n Dx =1.4700023, the average dispersion is measured. In this case, the microprocessor turns off the main light source 2 (Fig. 5, 6) and turns on sequentially first the light source 8 (μ(λ 1 ) max =486 nm), and then the light source 11 (μ(λ 2 ) max =815 nm) . When the
То есть при смене источника синего света 8 на источник инфракрасного света 11 граница света и тени перемещается на 75 пикселей или That is, when changing the blue
На основании полученных данных nD=1,4700 и микропроцессор вычисляет среднюю дисперсию (ΔFC)x по формуле (17):Based on the data obtained, n D =1.4700 and the microprocessor calculates the average variance (Δ FC ) x using formula (17):
3. Если в лунку 24 оправы 23 (фиг.5) залит прямогонный бензин с заявленными параметрами nD=1,38615 и (ΔFC)х=0,0068, то в этом случае изменение интенсивности света I в плоскости чувствительных элементов вдоль линейки ПЗС приемника 7 можно представить кривой 32 (фиг.7).3. If straight-run gasoline with the stated parameters n D = 1.38615 and (Δ FC ) x = 0.0068 is poured into
При включенном основном источнике света 2 точка перегиба кривой 32 приходится на 675-й элемент фотоприемника, что соответствует смещению границы света и тени относительно нормали к грани призмы в пикселях на величину ΔМ=1800-675=1125, или в линейной мере на величину XDx=+9 мм.When the main
Микропроцессор находитThe microprocessor finds
После определения и индикации nD=1,38615 производят измерение средней дисперсии. Микропроцессор выключает основной источник света 2 (фиг.5, 6) и включает источник света 8. При этом кривая 32 сдвигается вправо (кривая 33) и ее точка перегиба соответствует 689 элементу ПЗС фотоприемника. А при включенном источнике света 11 кривая 32 смещается влево (кривая 34) и ее точка перегиба соответствует 647 элементу. То есть при смене источников света граница света и тени перемещается на ΔМ=41,76 пикселей или на After determining and indicating n D =1.38615, the average dispersion is measured. The microprocessor turns off the main light source 2 (Fig. 5, 6) and turns on the
На основании полученных данных nD=1,38615 и микропроцессор вычисляет среднюю дисперсию (ΔFC)x по формуле (1 7):Based on the data obtained, n D =1.38615 and the microprocessor calculates the average variance (Δ FC ) x using formula (1 7):
Результаты измерений nDx и (ΔFC)x соответствуют заявленным параметрам прямогонного бензина.The measurement results n Dx and (Δ FC ) x correspond to the declared parameters of straight-run gasoline.
Предлагаемый фотоэлектрический способ измерений показателя преломления и средней дисперсии имеет существенные преимущества по сравнению с известными способами, решающими подобную задачу.The proposed photoelectric method for measuring the refractive index and average dispersion has significant advantages compared to known methods that solve a similar problem.
Во-первых, предлагаемый способ позволяет более точно измерять показатель преломления моторных топлив благодаря тому, что углы преломления предельных лучей (соответствующих границе света и тени) отсчитываются относительно нормали к выходной грани измерительной призмы, а координаты границы света и тени в плоскости фотоприемника определяются с учетом дисторсии. Поправка рассчитывается полиномом четвертой степени.Firstly, the proposed method makes it possible to more accurately measure the refractive index of motor fuels due to the fact that the angles of refraction of the limiting rays (corresponding to the boundary of light and shadow) are measured relative to the normal to the output face of the measuring prism, and the coordinates of the boundary of light and shadow in the plane of the photodetector are determined taking into account distortion. The correction is calculated by a fourth-degree polynomial.
Во-вторых, предлагаемый способ позволяет более точно измерять дисперсию моторных топлив благодаря тому, что в отличие от глаза человека в визуальных рефрактометрах, максимум спектральной чувствительности фотоприемников в цифровых рефрактометрах сдвинут в инфракрасную область спектра (как правило, максимум чувствительности от 800 до 1100 нм). Поэтому при смене максимума спектральной плотности излучения света от μ(λ1)max=486 нм до μ(λ2)max=815 нм происходит в 2,2 раза большее смещение границы света и тени по сравнению со сменой спектральной плотности излучения в диапазоне от μ(λF)max до μ(λD)max.Secondly, the proposed method makes it possible to more accurately measure the dispersion of motor fuels due to the fact that, unlike the human eye in visual refractometers, the maximum spectral sensitivity of photodetectors in digital refractometers is shifted to the infrared region of the spectrum (as a rule, the maximum sensitivity is from 800 to 1100 nm) . Therefore, when the maximum spectral density of light radiation changes from μ(λ 1 ) max =486 nm to μ(λ 2 ) max =815 nm, a 2.2 times greater shift in the boundary of light and shadow occurs compared with a change in the spectral radiation density in the range from μ(λ F ) max to μ(λ D ) max .
В-третьих, положение границы света и тени хλ в предлагаемом способе и устройстве определяется по точке перегиба кривых функций I=f(xλ) с эффектом сглаживания (усреднения).Thirdly, the position of the border of light and shadow x λ in the proposed method and device is determined by the inflection point of the function curves I=f(x λ ) with a smoothing (averaging) effect.
Предлагаемое фотоэлектрическое устройство (рефрактометр) для реализации предлагаемого способа имеет существенные преимущества по сравнению с известными устройствами, решающими подобные задачи.The proposed photoelectric device (refractometer) for implementing the proposed method has significant advantages compared to known devices that solve similar problems.
Главное преимущество состоит в том, что, кроме основного источника света с μ(λD)max=589 нм, предлагаемое устройство содержит два дополнительных источника света μ(λ1)max=486 нм и μ(λ2)max=815 нм, покрытых интерференционными фильтрами с соответствующими максимумами пропускания и The main advantage is that, in addition to the main light source with μ(λ D ) max =589 nm, the proposed device contains two additional light sources μ(λ 1 ) max =486 nm and μ(λ 2 ) max =815 nm, covered with interference filters with corresponding transmission maxima And
Кроме того, для выравнивания световой энергии на фотоприемнике осветитель содержит цилиндрическую линзу, а для удобства работы с эталонными призмами, например, nэфф=1,3776, корпус осветителя снабжен шарниром с пружинным фиксатором.In addition, to equalize the light energy on the photodetector, the illuminator contains a cylindrical lens, and for the convenience of working with standard prisms, for example, n eff = 1.3776, the illuminator body is equipped with a hinge with a spring lock.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Иоффе Б.В. Рефрактометрические методы химии. 3-е изд., перераб., Л.: Химия. 1983. - 352 с., ил.1. Ioffe B.V. Refractometric methods of chemistry. 3rd ed., revised, Leningrad: Chemistry. 1983. - 352 pp., ill.
2. ATAGO Рефрактометры и поляриметры, www/atago.ru/av@labdepot.ru.2. ATAGO Refractometers and polarimeters, www/atago.ru/av@labdepot.ru.
3. Спектрорефрактометры Аббе портативные ИРФ-479А, ИРФ-479Б. Регистрационный №65993-16 Типа средства измерения от 16.12.2016 (приказ Госстандарта №1907).3. Abbe portable spectrorefractometers IRF-479A, IRF-479B. Registration No. 65993-16 Type of measuring instrument dated December 16, 2016 (Gosstandart order No. 1907).
4. Патент РФ №2563310 от 09.01.2014 г. Способ измерения средней дисперсии света и устройство для его осуществления.4. RF Patent No. 2563310 dated January 09, 2014. A method for measuring the average dispersion of light and a device for its implementation.
5. Патент РФ №2065148 от 05.04.1994 г. Способ измерения показателя преломления прозрачных и поглощающих сред.5. RF Patent No. 2065148 dated 04/05/1994. Method for measuring the refractive index of transparent and absorbing media.
Claims (10)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2806195C1 true RU2806195C1 (en) | 2023-10-27 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000029830A1 (en) * | 1998-11-13 | 2000-05-25 | Leica Microsystems, Inc. | Refractometer and method for qualitative and quantitative measurements |
US7492447B2 (en) * | 2002-10-30 | 2009-02-17 | Atago Co., Ltd. | Refractometer |
RU2532638C2 (en) * | 2012-08-14 | 2014-11-10 | Открытое акционерное общество "Швабе - Технологическая лаборатория" | Method of express assessment of motor fuel quality and device for its realisation |
RU2563310C2 (en) * | 2014-01-09 | 2015-09-20 | Акционерное общество "Швабе-Технологическая лаборатория" (АО "Швабе - Технологическая лаборатория") | Measuring method of average light dispersion and device for its implementation |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000029830A1 (en) * | 1998-11-13 | 2000-05-25 | Leica Microsystems, Inc. | Refractometer and method for qualitative and quantitative measurements |
US7492447B2 (en) * | 2002-10-30 | 2009-02-17 | Atago Co., Ltd. | Refractometer |
RU2532638C2 (en) * | 2012-08-14 | 2014-11-10 | Открытое акционерное общество "Швабе - Технологическая лаборатория" | Method of express assessment of motor fuel quality and device for its realisation |
RU2563310C2 (en) * | 2014-01-09 | 2015-09-20 | Акционерное общество "Швабе-Технологическая лаборатория" (АО "Швабе - Технологическая лаборатория") | Measuring method of average light dispersion and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rheims et al. | Refractive-index measurements in the near-IR using an Abbe refractometer | |
KR101390721B1 (en) | Measuring method of refractive index and measuring apparatus of refractive index | |
WO2016131396A1 (en) | Device for detecting surface stress of glass | |
CN107462405A (en) | Broadband differential confocal Infrared Lens element refractive index measurement method and device | |
US11060930B2 (en) | Glass surface stress meter and multiple-tempered glass surface stress meter | |
US3245306A (en) | Photometer and method | |
CN105758566B (en) | Glass surface stress meter | |
CN106441655A (en) | Glass surface stress detecting device | |
CN102221538A (en) | Device and method for measuring optical loss coefficient of infrared glass | |
RU2806195C1 (en) | Photoelectric method for measuring the refractive index and average dispersion of motor fuels and device for its implementation | |
CN110553730B (en) | Spectrometer | |
Vishnyakov et al. | GET 138-2021 state primary refractive index standard | |
CN103884684B (en) | A kind of optical system of high accuracy number V-prism refractometer | |
US20220034803A1 (en) | Optical multimeter | |
Tilton | Testing and accurate use of Abbe-type refractometers | |
RU2488096C2 (en) | Portable differential refractometer | |
CN109596532A (en) | A kind of test method of optical substrate materials optical constant | |
CN203772739U (en) | Optical system of high-precision digital V-prism refractometer | |
RU2296981C1 (en) | Refractometer | |
RU2563310C2 (en) | Measuring method of average light dispersion and device for its implementation | |
RU2532638C2 (en) | Method of express assessment of motor fuel quality and device for its realisation | |
US2729137A (en) | Refractometer with linear scale | |
RU157412U1 (en) | AUTOMATIC DIGITAL REFRACTOMETER FOR DETERMINING THE REFRACTION INDICATOR OF LIQUIDS | |
RU2727779C1 (en) | Double interference spectrometer | |
CN214408685U (en) | Food analyzer based on total reflection refraction method |