SU360594A1

SU360594A1 - AUTOMATIC INTERFERENCE REFRACTOMETER

Info

Publication number: SU360594A1
Application number: SU1467930A
Authority: SU
Original assignee: И. Ш. Эцин

Description

Изобретение касаетс оптических приборов дл определени показател преломлени жидкостей . Известные автоматичвакие рефрактометры содержат два интерферометра Майкельсона, работающие в белом и монохроматическом свете, и компенсатор разности хода, перекрывающий световые пучки обоих интерферометров . В одной ветви интерферометра, работающего в белом свете, находитс кювета с неследуемой жидкостью, в другой ветви - кювета с образцовой жидкостью, показатель преломлени которой известен. Второй интерферометр не содержит кювет с жидкостью. Электропривод, управл емый сигналом от фотоэлектрического устройст;ва, регистрирующего поток белого света, перемещает подвижный элемент компенсатора до по влени в поле зрени прибора ахроматической полосы. В результате разность хода лучей в интерферометре , работающем в белом свете, становитс равной нулю. При перемещении подвижной части компенсатора -разность хода мен етс в верхнем и в нижнем интерферометре на одну и ту же .величину. Это изменение разности хода, введенное компенсатором, характеризует разность показателей преломлени исследуемой и образцовой жидкостей и измер етс с помощью фотоэлектрического устройства , регистрирующего поток излучени на выходе интерферометра, работающего в монохроматическом свете. Однако известные рефрактометры имеют малую надежность из-за рассогласовани двух интерферометров в процессе работы. Инте)ферометры считаютс согласованными в том случае, если при заполнении рабочей кюветы и кюветы сравнени одной и той же жидкостью ,в них одновременно получить нулевую разность хода. Вс кие изменени разности хода в процессе работы прибора под вли нием 1внещних воздействий (например, изза изменений температуры, давлени и вибраций ), которые отличаютс по величине в вер.чнем и нижнем интерферометрах, привод т к рассогласованию. В результате показани рефрактометра могут отличатьс от действительного значени показател преломлени на величину , значительно превыщающую среднюю квадратическую погрещность прибора, и дл проведени измерений необходимо провести его перенастройку. Цель изобретени - упрощение эксплуатации и повыщение надежности работы автоматического интерференционного рефрактометра. Дл этого осветители с источниками белого и монохроматического авета снабжены пол ризаторами , оси пропускани которых взаимно перпендикул рны. Оптические оси.осветителей совмещены с помощью полупрозрачнойThis invention relates to optical instruments for determining the refractive index of liquids. The known automatic refractometers contain two Michelson interferometers operating in white and monochromatic light, and a path difference compensator that blocks the light beams of both interferometers. In one branch of the interferometer operating in white light, there is a cuvette with un-traceable fluid, in the other branch there is a cuvette with an exemplary fluid, the refractive index of which is known. The second interferometer does not contain a cuvette with a liquid. An electric drive controlled by a signal from a photoelectric device that registers a stream of white light moves the movable element of the compensator until an achromatic strip appears in the field of view of the device. As a result, the path difference in the interferometer operating in white light becomes zero. When moving the movable part of the compensator, the difference in the stroke changes in the upper and lower interferometers by the same magnitude. This change in the path difference, introduced by the compensator, characterizes the difference in the refractive indices of the test and exemplary liquids and is measured using a photoelectric device, which records the radiation flux at the output of the interferometer operating in monochromatic light. However, the known refractometers have low reliability due to the mismatch of the two interferometers in the process. Inteferometers are considered consistent if, when filling the working cell and the comparison cuvette with the same liquid, they simultaneously receive a zero path difference. Any changes in the stroke difference during operation of the instrument under the influence of external influences (for example, due to temperature changes, pressure and vibrations), which differ in magnitude in the vertex and lower interferometers, lead to misalignment. As a result, the display of the refractometer may differ from the actual value of the refractive index by an amount much higher than the mean square error of the instrument, and it is necessary to reconfigure it to make measurements. The purpose of the invention is to simplify the operation and increase the reliability of the automatic interference refractometer. For this, illuminators with sources of white and monochromatic aveta are equipped with polarizers, whose transmission axes are mutually perpendicular. Optical axes. Luminaires are combined using a translucent

пластины. На выходе интерферометра Ст новлена друга полупрозрачна пластина дл разделени пучка света на две части, поступающие на устройства, регистрирующие потоки белого и монохроматического света. Каждое из этих устройств снабжено а1 ализаторол1, направлени пропускани которых совпадают с направлени ми пропускани пол ризаторов в осветител х.plates. At the output of an interferometer, a semitransparent plate is installed to separate the light beam into two parts, which go to the devices recording the streams of white and monochromatic light. Each of these devices is equipped with alizatorol1, the transmission directions of which coincide with the transmission directions of polarizers in illuminators.

В отличие от известного, предлагаемый рефрактометр содержит только один интерферометр , что позвол ет избежать (возможных выходов прибора из стро , св занных с рассогласованием двух интерферометров IB процессе измерений. Кроме того существенно облегчаетс настройка прибора, так как отпадает необходимость в предварительном согласовании двух интерферометров.In contrast to the known, the proposed refractometer contains only one interferometer, which makes it possible to avoid (possible instrument outputs due to mismatch of two IB interferometers in the measurement process. In addition, instrument setup is greatly simplified, since it is not necessary to preliminarily align two interferometers.

На чертеже изображена схема предлагаемого рефрактометра.The drawing shows the scheme of the proposed refractometer.

Предлагаемый рефрактометр содержит ос .ветитель с источником белого света, состо щий из электрической лампы / накаливани , объекти1ва 2 и пол ризатора 3, и осветитель с источником монохроматического света, состо щий из спектральной лампы 4, объектива 5 и пол ризатора 6. Направлени пропускани пол ризаторов 5 и 5 составл ют между собой угол 90°. Оптические оси осветителей совмещены с помощью полупрозрачной пластины 7, расположенной между осветител ми и интерферометром Майкельсона. Интерферометр содержит призму 8 Кестерса, кюветы 9, 10 соответст1венно с исследуемой и образцовой жидкостью и зеркало /,/. В 1ветви интерферометра помещен компенсатор 12 разности хода с электроприводом, включающем электродвигатель 13 и редуктор 14. На -выходе интерферометра установлена полупрозрачна пластина 15 дл разделени пучка на две части, поступающие на фотоэлектрические устройства, регистрирующие потоки белого и монохроматического света. Фотоэлектрическое устройство , работающее в белом свете, состоит из пол роида 16, объектива 17, фотоприемника 18 и усилител 19. Выход усилител 19 подсоединен к электродвигателю 13. Фотоэлектрическое устройство, работающее В монохроматическом свете, содержит пол роид 20 и систему дл определени изменений разности хода, состо щую из светофильтра 21, объектива 22, полупрозрачной пластины 23, фотоприемников 24, 25 и реверсивного счетчика 26 полос с интерпол тором . При этом направление пропускани пол роида 16 совпадает с направлением пропускани пол ризатора 3, а направление пол роида 20 с направлением пол ризатора 6.The proposed refractometer contains an axillator with a white light source, consisting of an electric lamp / filament, an object 2 and a polarizer 3, and an illuminator with a monochromatic light source, consisting of a spectral lamp 4, lens 5 and a polarizer 6. Direction of field transmission The painters 5 and 5 form an angle of 90 ° with each other. The optical axes of the illuminators are combined using a translucent plate 7 located between the illuminators and the Michelson interferometer. The interferometer contains a Kesters prism 8, cuvettes 9, 10, respectively, with the test and exemplary liquid and a mirror /, /. An interferometer compensator 12 of an electrically driven path difference 12 is placed in the lumina of the interferometer, including an electric motor 13 and a gearbox 14. A translucent plate 15 is installed at the output of the interferometer to divide the beam into two parts, which go to photoelectric devices that record white and monochromatic light. A white-light photoelectric device consists of a polaroid 16, a lens 17, a photodetector 18 and an amplifier 19. The output of the amplifier 19 is connected to an electric motor 13. A photovoltaic device operating in monochromatic light contains a polaroid 20 and a system for determining changes in the path difference consisting of a light filter 21, a lens 22, a translucent plate 23, photodetectors 24, 25, and a reversible counter of 26 bands with an interpolator. In this case, the direction of the transmission of the polaroid 16 coincides with the direction of the transmission of the polarizer 3, and the direction of the polaroid 20 with the direction of the polarizer 6.

Прибор работает следующим образом.The device works as follows.

От осветителей на интерферометр подают два пространственно совмещенных пучка белого и монохроматического света, пол ризованных во взаимно перпендикул рных направлени х . Пути лучей белого и монохроматического света в интерферометре одинаковы. НаFrom the illuminators, two spatially combined beams of white and monochromatic light, polarized in mutually perpendicular directions, are applied to the interferometer. The paths of white and monochromatic light in the interferometer are the same. On

выходе интерферометра с помощью пластины 15 свет раздел етс на две части. Часть света попадает в устройство дл регистрации потока белого света, друга часть - в устройство дл регистрации потока монохроматического света. В св зи с тем, что пол роид 6 пропускает только белый свет, на неселективном фотоприемнике 18 по вл етс электрический сигнал лищь при нахождении в поле зрени прибора ахроматической полосы, соотвегствующей нулевой разности хода. Сигнал фотоприемника 18 преобразуетс и усиливаетс усилителем 19, который управл ет электродвигателем 13, перемещающим через редуктор 14 подвижный элемент компенсатора 12.The output of the interferometer using the plate 15 is divided into two parts. A part of the light enters the device for registering a stream of white light, the other part - into a device for registering a stream of monochromatic light. Due to the fact that polaroid 6 transmits only white light, a non-selective photodetector 18 receives an electrical signal only when an achromatic band corresponding to a zero path difference is in the field of view of the device. The signal of the photodetector 18 is transformed and amplified by the amplifier 19, which controls the electric motor 13, moving through the gearbox 14 the movable element of the compensator 12.

Через пол роид 20 проходит только монохроматический свет. Объектив 21 проектирует картину полос равной толщины, полу1чаемую в монохроматическом свете, на фотоприемникиOnly monochromatic light passes through the floor of the road 20. Lens 21 projects a pattern of stripes of equal thickness, obtained in monochromatic light, onto photodetectors.

g 24, 25 со щелевыми диафрагмами. Сигналы фотоприемников 24, 25 преобразуютс в реверсивном счетчике 26 полос с интерпол гором , выдающим значение изменений разности хода.g 24, 25 with slit diaphragms. The photodetector signals 24, 25 are converted in a reversible counter of 26 bands with an interpol mount producing the value of changes in the difference in stroke.

д При включении прибора электродвигатель 13 через редуктор 14 перемещает подвижный элемент компенсатора 12 до тех пор. пока разность хода в интерферометре не становитс равной нулю. Это положение удерживаетс сd When the device is turned on, the motor 13 through the gearbox 14 moves the movable element of the compensator 12 until then. until the path difference in the interferometer becomes zero. This position is held with

5 помощью автоматической системы, состо щей из элементов (18, 19, 13, 14, 12). Одновременно измерение разности хода при перемещении компенсатора, характеризующее определ емый показатель преломлени , определ етс с5 using an automatic system consisting of elements (18, 19, 13, 14, 12). At the same time, the measurement of the difference in stroke when the compensator is moved, which characterizes the refractive index being determined, is determined with

0 помощью фотоэлектрического устройства, работающего в монохроматическом свете, и считываетс с цифрового табло счетчика 26.0 using a photoelectric device operating in monochromatic light and read from a digital display of a counter 26.

Пред.мет изобретени Prev Invention

Автоматический интерференционный рефрактометр , содержащий источники белого и монохроматического света, интерферомегрAutomatic interference refractometer containing sources of white and monochromatic light, interferomegr

Майкельсона, компенсатор разности хода, фотоприемник дл регистрации выходного потока белого света и фотоприемник дл регистрации выходного потока монохроматического света, отличающийс тем, что, с целью повыщени надежности, он содержит две полупрозрачные пластины: одну установленную на входе, другую - на выходе интерферометра,- два пол ризатора, направлени пропускани которых взаимно перпендикул рны, два анализатора , направлени пропускани которых совпадают с направлени ми пропускани соответствующих пол ризаторов.Michelson, a travel difference compensator, a photodetector for recording the output flux of white light, and a photodetector for detecting the output flux of monochromatic light, characterized in that, in order to increase reliability, it contains two translucent plates: one installed at the input and the other at the output of the interferometer two polarizers, the transmission directions of which are mutually perpendicular, two analyzers, whose transmission directions coincide with the transmission directions of the corresponding polarizers.

TfTf