Лазерный рефрактометр

Номер патента: 4270

Опубликовано: 30.12.2001

Авторы: Тузков Юрий Фадеевич, Зуйков Игорь Евгеньевич

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Белорусская государственная политехническая академия(73) Патентообладатель Белорусская государственная политехническая академия(57) Лазерный рефрактометр, содержащий моноблок, лазер, отражатель с приводом и фотоприемник, отличающийся тем, что в него введены экстремальная система регулирования и система обработки информации,причем первый вход экстремальной системы регулирования соединен с фотоприемником, а первый выход - с приводом отражателя, второй вход и второй выход экстремальной системы регулирования соединены соответственно с выходом и входом системы обработки информации.(56) Конопелько Л.А. и др. Многофункциональный лазерный интерференционный рефрактометр для анализа газов. Измерительная техника. 1997. -10. - С. 65-69. Лейбенгардт Г.И. и др. Высокоточный двухволновой лазерный интерференционный рефрактометр. Измерительная техника. 1991. -7. - С. 14.16. 4270 1 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для аттестации газовых смесей различной концентрации. Известен двухволновый лазерный рефрактометр Лейбенгардт Г.И. и др. Высокоточный двухволновый лазерный интерференционный рефрактометр. Измерительная техника. 1991. -7. - С. 14-16., оптическая часть которого включает моноблок из плавленого кварца, два лазера, отражательный блок с модулятором,призму Кестерса, две светоделительных призмы, два поворотных зеркала, два фотоприемника. Дискретность отсчета данного устройства в долях длины волны составляет /200, разрешающая способность по показателю преломления 0,310-8. Однако данное устройство является громоздким и дорогостоящим. Наиболее близким к предлагаемому является лазерный интерференционный рефрактометр (ЛАЗИР) Конопелько Л.А., Найденов А.С. Многофункциональный лазерный интерференционный рефрактометр для анализа газов. Измерительная техника. 1997. -10. - С. 65-69., содержащий лазер, моноблок из плавленого кварца,светоделительную призму, отражатель с приводом, два поворотных зеркала. Оптическая часть ЛАЗИР представляет собой интерферометр Майкельсона. Фотоприемник электрически соединен с памятью и компьютером. Дискретность отсчета данного устройства в долях длины волны составляет /200, что соответствует разрешающей способности по абсолютному значению показателя преломления 310-9. Основным недостатком данного устройства является низкая точность измерения показателя преломления аттестуемого газа. Заявляемое изобретение направлено на повышение точности измерения показателя преломления аттестуемого газа. Для решения этой задачи в лазерный рефрактометр, содержащий моноблок, лазер, отражатель с приводом и фотоприемник, введены экстремальная система регулирования и система обработки информации,причем первый вход экстремальной системы регулирования соединен с фотоприемником, а первый выход - с приводом отражателя, второй вход и второй выход экстремальной системы регулирования соединены соответственно с выходом и входом системы обработки информации. При заполнении канала моноблока исследуемой газовой средой оптическая длина канала изменяется на величину где- геометрическая длина канала моноблока 1 - показатель преломления газа сравнения 2 - показатель преломления исследуемого газа. При компенсации изменения оптической длиныс помощью привода можно записать равенство где- сигнал на приводе отражателя/2 - сигнал, соответствующий изменению оптической длины между лазером и отражателем на /2- длина волны излучения лазера. Ошибка определения , обусловленная неточностью определения величин напряжения на приводе отражателя и определения геометрической длины моноблока, равна Для цифровых приборов, используемых при измерении постоянных напряжений, погрешность измерений согласно Основы метрологии и электрические измерения Учебник для вузов /Б.Я. Авдеев, Е.М. Антонюк,Е.М. Душин и др. Под ред. Е.М. Душина. - 6-е изд., перераб. и доп. - Л. Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние,1987. - С. 393. равна 4270 1 Для цифровых приборов, используемых при измерении линейных размеров и расстояний, погрешность измерений для расстояний 10-107 мм согласно Основы метрологии и электрические измерения Учебник для вузов /Б.Я. Авдеев, Е.М. Антонюк, Е.М. Душин и др. Под ред. Е.М. Душина. - 6-е изд., перераб. и доп.- Л. Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. - С. 456. равна Заявляемое изобретение обеспечивает получение нескольких технических результатов. Приведенные выше расчеты свидетельствуют о возможности значительного повышения точности измерения разности показателей преломления аттестуемого газа и газа сравнения. Уменьшение количества элементов оптической схемы снижает чувствительность рефрактометра к вибрациям и его стоимость. Сущность изобретения поясняется принципиальной схемой лазерного рефрактометра. Рефрактометр содержит моноблок 1, лазер 2, фотоприемник 3, отражатель 4 с приводом 5, экстремальную систему регулирования (ЭСР) 6, систему обработки информации (СОИ) 7. Зеркала лазера 2 и отражатель 4 образуют линейный трехзеркальный резонатор. Изменение длины оптического пути за счет изменения показателя преломления среды, находящейся в канале моноблока, приводит к модуляции интенсивности лазерного излучения, причем полный цикл модуляции происходит при изменении длины оптического пути на/2 Крылов К.И., Прокопенко В.Т., Митрофанов А.С. Применение лазеров в машиностроении и приборостроении. - Л. Машиностроение, 1978 - 336 с Первый вход ЭСР 6 соединен с фотоприемником 3, первый выход ЭСР 6 соединен с приводом 5, второй вход и второй выход ЭСР 6 соединены соответственно с выходом и входом СОИ 7. Работа рефрактометра осуществляется следующим образом. С помощью ЭСР 6 отражатель 4 удерживается в положении, соответствующем сигналу минимальной интенсивности на фотоприемнике 3. В качестве ЭСР может быть использована любая, известная в настоящее время. При заполнении канала моноблока исследуемой газовой средой оптическая длина канала изменяется. ЭСР 6 компенсирует это изменение путем изменения напряжения на приводе 5. Когда напряжение на приводе 5 изменяется на /2, соответствующее изменению оптической длины на /2, СОИ 7 вырабатывает сигнал для ЭСР 6 для ступенчатого изменения напряжения на компенсирующем приводе 5 на величину /2,отражатель 4 перемещается на /2, ЭСР 6 автоматически привязывается к соседнему минимуму интенсивности излучения лазера и одновременно в СОИ 7 вырабатывается декрементный или инкрементный импульс в зависимости от знака изменения напряжения. Число импульсов соответствует изменению оптической длины на такое же число /2. Таким образом, сигнал на приводе 5 определяется по формуле /2, где- число импульсов,- дробная часть сигнала на компенсирующем приводе 5, принимающая значения в интервале 0/2. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.

МПК / Метки

МПК: G01N 21/00, G01N 21/39

Метки: лазерный, рефрактометр

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/3-4270-lazernyjj-refraktometr.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Лазерный рефрактометр</a>

Похожие патенты