SU366760A1 - Рефрактометр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к оптичес кому приборостроению и может найти применение при разработке автоматических рефрактометров, предназначенных дл  одновременного измерени  показател  преломлени  и его диспер .сии.

Известные конструкции рефрактометров , предусматрив1ающие измерение показател  преломпени  контролируемого вещества относительно показател  преломлени  измерительной стекл нной призмы методом предельного угла, имеют низкую производительност при измерении дисперсии (осуществл етс  последовательным измерением показател  преломлени  на различных длинах волн).

Предложенный рефракторметр содержит обтюратор,, на цилиндрической поверхности которого расположены два р да пр моугольных отверстий, ширина которых равна промежутку между ними.

При этом количество отверстий в одном р ду, умноженное на рабочий диапазон изменени  показател  преломлени , равно количеству отверстий в другом р ду, умноженному на

рабочий диапазон изменени  дисперсии показател  преломлени .

За обтюратором установлены два плоских зеркала и полупрозрачна  пластина, с помощью которых общий световой поток разделен и направлен в три оптических канала. В каждом канале установлены интерференционный светофильтр и фотоприемник. Выходы двух фотоприемников подключены к одному фазорегистрирующему блоку, измер ющему разность фазовых сдвигов, пропорциональную непосредственно величине дисперсии, а выход третьего фотоприемника вместе с выходом фо5 тогенератора подключен к другому фазорегистрирующему блоку, измер ющему разность фразовых сдвиг-ов, пропорциональную-величине показател  преломлени  анализируемой пробы.

Получение одинаковой чувствительности и точности при одновременном измерении дисперсии и показател 

5 преломлени  {независимо от их диапазонов измерени ) достигаетс  соответствующей расстановкой отнрсительно друг друга дифференциальной кюветы, объективов и прорезей ци0 линдрического обтюратора, а также выбором определенного соотношени  их параметров. Эта взаимосв зь в конечном итоге представл ет собой равенство

an,

с-2 4(Пр-Пр;.22,

где 2 и Zj - число прорезей сосэтветственно одного и другого р да цилиндрического обтюратора/

ЛП(. - диапазон измерени  показател  преломлени  дл  красной линии -: спектра водорода; Д(Г7р диапазон измерени  средней дисперсии. Если учесть, что частота модуЛ5щии светового луча F находитс  в пр мой зависимости с числом прорезей

F -i- -Z- ,

, ьо 1 где п - число оборотов двигател 

(об/ми),

то последнее выражение взаимосв зи можно записать в более удобной форме

Лп с„

(ПР-ПС) -1

т.п. при ДЧс ( -f

Блок схема рефрактометра приведена на чертеже.

Он работает следующим образом.

Свет щийс  элемент источника света 1 coi сплошным спектром излучени  проектируетс  конденсором 2 на диафрагму 3,  вл ющуюс  зрач1 ом входа кюветы. Равномерно освещенна  белым светом входна  рабоча  диафрагма 4 (в виде узкой свет щейс  щели) расположена в фокальной плоскости ахроматического объектива 5. В параллельном пучке белого света между объективами 5 и б расположена дифференциальна  измерительна  кювета 7.

Объектив б проектирует диафрагму 4 в свою фокальную плоскость, сонпадающую с рабочей поверхностью расположени  прорезей обтюратора 8. Соотношение параметров объективов 5 и 6, обтюратора 8 и длины щели выбрано таким, что оба р да равномерных пр моугольных прорезей обтюратора перекрываютс  по длине изображением свет щейс  щели.

Общий световой поток раздел етс  обтюратором на две части, из кото- рых одна модулируетс  с частотой F, а друга  с частотой PQ. Часть светового потока, промодулированна  с частотЬй F-tf зеркалами 9 и 10 .направл етс  в канал измерени  средней дисперсии ПР-ПС - в канал измерени  показател  преломлени  Пс

Объектив 11, установленный в .канале измерени  средней дисперсии, проектирует зрачок входа кюветы ( диафрагму 3 на светочувствительную поверхность фотоприемников 12 и 13, .

обеспечива  тем самым его неподвижность па этой поверхности при значительных перемещени х изображени  диафрагмы 4 в рабочей плоскости обтюратора . За объективом 11, под углом 45° к падающему пучку света, установлена полупрозрачна  пластина 14, раздел юща  белый свет на проход щую и отраженные части. Выделение необходимого узкого рабочего интервала длин волн Ар и Л . осуществл етс  с помощью интерференционных светофильтров соответственно 15 и 16.

Разность фазовых сдвигов

измерительных сигналов на выходе фотоприемников 12 и 13

. и и„.оо9(,),

„.coe(u)) .

пропорциональна  средней дисперсии ПР-ПС измер етс  фазорегистрирующим блоком 17.

Часть светового потока, промодулированна  частотой F , зеркалом 18 направл етс  в канал измерени  показател  преломлени .

В канале измерени  показател  преломлени  установлен объектив 19, аналогичный по параметрам и назначению Объективу 11. Интерференционный светофильтр 20 выдел ет рабочую длину волны Лс . Фазовый сдвиг 4 измерительного сигнала на выходе фотоприемника 21

,.)

пропорциональный величине п, из мер етс  фазорегистрирующим блоком 22 относительно опорного напр жени 

.

вырабатываемого фотогенератором.

В качестве фотогенератора использованы источник света 23 и фотоприемник 24, выставленные соответствующим образом относительно прорезей большого шага обтюратора 8.

Как видно из блок-схемы рефрак5 тометра и описани  принципа ее работы , величи.на показател  преломлени  П(5 и непосредственное значение Средней дисперсии Пр-п могут непрерывно измер тьс  без какого-либо вли 0 ни  измерени  Пс -на измерени  Пр-п. Кроме того, измерение показател  преломлени  П( и частной дисперсии на других длинах волн производитс  простой заменой светофильтров 15, 16 и 20.

Применение одной дифференциальной кюветы с призматической  чейкой дл х жидкого эталона позвол ет резко снизить требовани  к термостатированию исследуемой пробы. Если измерени  показател  преломлени  дл  различных длин волн на всех и-юющихс  лабораторных рефрактометрах требуют точности тйрмостатировани  «.+0,02 С то в предлагаемом рефрактометре точность термостатировани  при измерении с погрешностью +1-10 ед. составл ет -А +1С, а при измерении непосредственно Пр-Пс- с погрешностью +2 10- ед. +10 С.

формула изобретени  Рефрактометр, содержаиций источнйки и приемники света/ входную щель,

оптическуюсистему, дифференциальную кювету и обтюратор, о т л и чающий , с  тем, что, с целью одновременного измерени  показател  преломлени  и его дисперсии, обтюратор в нем выполнен в виде полого цилиндра с двум  р дами пр моугольных отверстий на цилиндрической поверхности , ширина которых равна промежутку между ниьш, причем количество отверстий в одном р ду, умноженное на рабочий диапазон изменени  показател  преломлени , равно количеству отверстий в да)угом р ду, умноженному на рабочий диапазон изменени  дисперсии показател  преломлени , а за обтюратором введены три оптических канала с двум  фазометри-; ческими устройствами на выходе.

Claims (1)

1. Формула изобретения Рефрактометр, содержащий источники и приемники света, входную*щель, оптическую'систему, дифференциальную кювету и обтюратор, о т л я чающий, ся тем, что, с целью одновременного измерения показателя преломления и его дисперсии, обтю5 ратор в нем выполнен в виде полого цилиндра с двумя рядами прямоугольных отверстий на цилиндрической поверхности, ширина которых равна промежутку между ними, причем коли10 чество отверстий в одном ряду, умноженное на рабочий диапазон изменения показателя преломления, равно количеству отверстий в другом ряду, умноженному на рабочий диапазон иэ15 менения дисперсии показателя преломления, а за обтюратором введены три оптических канала с двумя фазометри. ческими устройствами на выходе.