SU1300346A1 - Рефрактометр - Google Patents

Abstract

Иэгабретение относитс  к области измерени  и контрол  технологических параметров, а именно концентрации и малых изменений концентрации раство- ренных веществ в жидкости, и может быть использовано в химической, нефтехимической , пищевой и фармацевтической промышленности дл  непрерывного контрол . Изобретение позвол ет производить измерение концентрации растворов и малых изменений концентрации по коэффициенту преломлени  в произвольно выбранном диапазоне. Чувствительным- элементом рефрактометра  вл етс  изогнута  тонкостенна  стекл нна  трубка, наполненна  эталонной жидкостью и вьшолн юща  роль световода, помещаема  в исследуемый раствор. На торцах трубки расположены источник света и фотоприемник . Количество света, попадающее на фотоприемник , однозначно св зано с коэффициентом преломлени  исследуемого раствора. Диапазон чувствительности лежит в районе коэффициента преломлени  эталонной жидкости. 4 ил. S (Л со о о со 4 05

Description

Изобретение относитс  к области змерени  и контрол  технологичесих параметров, а именно концентра- ии и малых изменений концентрации астворенных веществ в жидкости, и ожет быть использовано в химической ефтехимической, пищевой и фармацевтической промьгашенности дл  непрерывного контрол .

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности измерений коэффициента преломлени  жидкости и малых изменений концентрации растворов по коэффициенту преломлени  в произвольном диапазоне.

На фиг, 1 представлена П1)инципиаль- на  схема устройства; на фиг.2 - 4 - сравнительные характеристики устройства .

Тонкостенна  изогнута  стекл нна  трубка 1 (внутренний диаметр 3 мм, толщина стенки 0,15 мм, радиус изгиба 50 мм)помещена в исследуемую жидкость 2. На одном конце трубки расположен источник 3 света (ИК-све- товод АЛ107Б), а на другом - фотоприемник (фотодиод ФД-256) 4, наход щиес  в оптическом контакте с эталонной жидкостью 5, В стекл нный отросток 6 удал етс  пузырек воздуха , остающийс  при сборке. Места соединени  свето- и фотодиода со световодом , а также световода с кюветой 7 герметично уплотнены. Количество света, падающее на фотоприемник, регистрируетс  измерительным прибором 8 /цифровой вольтметр Щ-300/.

Световой поток от источника 3 распростран етс  внутри эталонной жидкости, наход щейс  в трубке и  вл ющейс  световодом. Пройд  через последний, световой поток попадает на фотодиод 4. При коэффициентах преломлени  исследуемой жидкости п меньше нижней границы чувствительности рефрактометра весь световой поток достигает фотодиода. При п, больше верхней границы практически весь световой поток выходит из световода . Если же п попадает в.окно чувствительности рефрактометра, наблюдаетс  однозначна  зависимость между прошедшим светом и коэффициентом преломлени  жидкости 2,

Принцип действи  рефрактометра основан на  влении полного внутреннего отражени . В области чувствительности рефрактометра имеет .место нарушение полного внутреннего отражен ни  света и наблюдаетс  однозначна  зависимость коэффициента преломлени  исследуемой жидкости прошедшего

через световод светового потока. Поскольку толщина стенки используемой стекл нной трубки много меньше диаметра , вли нием этой стенки на полное внутреннее отражение света в

световоде можно пренебречь и использовать соотношени  дл  границ чувствительности так называемого голого световода

а п п„

2а

R + 2а,

п п

к

где п - верхн   граница чувствительности;

Я

П - нижн   граница чувствительности;

П| - показатель преломлени  материала световода (в данном случае эталонной жидкости Пд внутри трубки);

2ау;- диаметр световода;

R - радиус изгиба световода. Из приведенных формул видно, что,

измен   показатель, преломлени  эталонной жидкости, можно сместить окно чувствительности в требуемую область, сохран   при этом высокую чувствительность.

На фиг,2 - 4 приведены сравнительные характеристики (нормированное значение проход щего света в зависимости от коэффициента преломлени  исследуемой жидкости h) голого волоконного , градиентного и ступенчатого световодов с различными параметрами (кривые 9,10,П) и рефрактометра с чувствительным элементом в виде тонкостенной стекл нной трубки с эталонной жидкостью, имеющей коэффициент преломлени  П5 ,35 (крива  12;. Из графиков видно, что, мен   параметры волоконных световодов, можно сместить окно чувствительности, но

крутизна кривых (чувствительность) при этом уменьшаетс .

Claims (1)

1. Чувствительность рефрактометра близка к максимальной, полученной на всех трех типах волоконных рефрактометров , а окно чувствительности выбираетс  произвольно. Формула изобретени 

   Рефрактометр, содержащий источник света и расположенные по ходу

   1300346А

   светового потока изогнутый световол„

   помещенный в кювету дл  исследуемых.. световод вьтолнен в виде стек

   сред, и фотоприемник, электрически ° наполненной эталонсоединеН1аш с регистрирующим прибо- ° прозрачной дл  светового поРом , отличающийс  тем жвдкостью, а источник света

   что с целью расширени  диапазона Фотоприемник установлены в оп- мерений при сохранении чувствитель- °« контакте с этой жвдкостъю

   фие. 7

   7,36 J,38 Фиг. 2

   J.f

   ,0

   0,5

   1,32 1,3S 1,38 7,4 фт. 3

   J,32 1,3S f,38 l.tfif ФиъЛ