поляриметр
Классы МПК: | G01J4/04 поляриметры с использованием электрических детекторов |
Автор(ы): | Чувашов В.Д. |
Патентообладатель(и): | Товарищество с ограниченной ответственностью "Лаборатория ИК-оптики" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-04-22 публикация патента:
10.06.1998 |
Использование: изобретение относится к оптическому приборостроению, может быть использовано в технике, медицине, пищевой и химической промышленности. Сущность изобретения: устройство содержит источник излучения 1, поляризатор 2, модулятор Фарадея 3, держатель объекта 4, анализатор 5, фотоприемник 6 и электронные блоки 7 и 8 для измерения амплитуд первой и второй гармоник. , соответственно, выходы которых подключены на делитель 10, соединенный с индикатором 9. Выход блока 8 может быть подключен ко входу регулятора тока II, который в свою очередь подсоединен к источнику излучения 1. В начальном положении поляризатор 2 и анализатор 5 "скрещены", свет через оптическую систему не проходит, на индикаторе 9 фиксируется нулевой отсчет. Разместив объект на держателе 4, в системе устройства фиксируется прохождение света благодаря поляризационной способности объекта, повороту плоскости поляризации объекта (вещества). На индикаторе 9 фиксируются значения измеряемого угла, нормированные к амплитуде угловой раскачки света, создаваемой с помощью модулятора Фарадея. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Поляриметр, содержащий источник линейно поляризованного излучения и расположенные по ходу излучения модулятор Фарадея, держатель объекта, анализатор, фотоприемник с электронным блоком для измерения амплитуды первой гармоники частоты модуляции фотоэлектрического сигнала и индикатор, отличающийся тем, что в него введены электронный блок измерения амплитуды второй гармоники частоты модуляции фотоэлектрического сигнала и делитель, причем вход электронного блока измерения амплитуды второй гармоники частоты модуляции соединен с выходом фотоприемника, а выход этого блока подсоединен к входу делителя, при этом к делителю подсоединен также выход электронного блока измерения амплитуды первой гармоники частоты модуляции, а выход делителя подсоединен к индикатору. 2. Поляриметр, содержащий источник линейно поляризованного излучения и расположенные по ходу излучения модулятор Фарадея, держатель объекта, анализатор и фотоприемник с электронным блоком измерения амплитуды первой гармоники частоты модуляции фотоэлектрического сигнала и последовательно подсоединенный к нему индикатор, а также регулятор мощности источника излучения, отличающийся тем, что в поляриметр введен электронный блок для измерения амплитуды второй гармоники частоты модуляции фотоэлектрического сигнала, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выход этого блока подсоединен к регулятору мощности излучения.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для исследования оптической активности жидких и твердых сред. В технике известны поляриметры, например "Устройство для определения постоянной Верде прозрачных сред" указано в журнале "Оптико-механическая промышленность" N 3, 1971 г, с. 27-29, содержащее осветитель, поляризатор, электромагнитный с ручным управлением компенсатор, в котором предусмотрено место для установки исследуемого образца, магнитооптический модулятор света, анализатор, фотоприемник с последовательно соединенными измерителем амплитуды первой гармоники, включающим фильтр первой гармоники и синхронный амплитудный детектор, а также нуль-индикатор. При вращении плоскости поляризации света испытуемым образцом появляется сигнал рассогласования (относительно нулевого начального положения), который отрабатывается оператором через электромагнитный компенсатор, электрический выход которого подключен к выходному индикатору. Недостатками этого устройства являются: низкая пропускная способность, частота измерения, усложненная конструкция элементами обратной связи, низкая чувствительность, так при определении сахара в моче чувствительность составляет 0,1%, нестабильность излучателя, недостаточная точность измерения. Наиболее близким решением является устройство "Микрополяриметр для высококачественной жидкостной хромотографии" по патенту США N 4498774, кл. G 01 N 21/21, 1985, содержащее источник излучения (аргоновый лазер) с регулятором мощности потока излучения, включая ячейку Поккельса PC, поляриметр P, светоделительное зеркало Bs, а также дополнительные элементы отрицательной обратной связи - вспомогательный фотоприемник D и операционный усилитель OPAMP - для управления работой ячейки Поккельса и стабилизации светового потока на выходе светоделительного зеркала Bs. Далее стабилизированный по мощности световой поток проходит через поляризатор P2, компенсатор F3, кювету CL с исследуемой жидкостью, модулятор Фарадея (F1 и F2), анализатор P3 и фотоприемное устройство, включающее в себя апертурную диафрагму A, интерференционный фильтр F2 и фотоумножитель РМТ. Выходной сигнал фотоумножителя подключен к фазочувствительному усилителю L1 огибающей амплитудно-модулированного фотоэлектрического сигнала. Измерительный выход этого усилителя подключен к индикатору RC, а управляющий выход через дополнительные усилители АМР и DR2 к компенсатору F3 образует петлю главной отрицательной обратной связи. Фазочувствительный усилитель выполняет функцию измерения амплитуды первой гармоники амплитудно-модулированного светового (фотоэлектрического) сигнала и в соответствии с общими схемами построения таких устройств включает в себя усилительный каскад переменного тока (фильтр первой гармоники; амплитудный детектор для выделения низкочастотного модулирующего сигнала огибающей из модулированного высокочастотного сигнала; фильтр низкой частоты (постоянного тока) для сглаживания пульсаций выпрямленного сигнала и улучшения отношения сигнал-шум. Выходной сигнал усилителя L1 зависит от коэффициента передачи (поглощения света) измеряемого образца, но благодаря наличию жесткой связи между выходом этого усилителя и током компенсатора угол поворота компенсатора устанавливается автоматически равным измеряемой величине. Относительная погрешность измерений определяется величиной![поляриметр, патент № 2112937](/images/patents/359/2112937/2112937-2t.gif)
![поляриметр, патент № 2112937](/images/patents/359/2112089/981.gif)
![поляриметр, патент № 2112937](/images/patents/359/2112089/981.gif)
![поляриметр, патент № 2112937](/images/patents/359/2112937/2112937-3t.gif)
где
Фо - световой поток на входе анализатора,
A - амплитуда раскачки плоскости поляризации модулятора Фарадея,
![поляриметр, патент № 2112937](/images/patents/359/2112089/969.gif)
![поляриметр, патент № 2112937](/images/patents/359/2112089/960.gif)
D
![поляриметр, патент № 2112937](/images/patents/359/2112937/8869.gif)
![поляриметр, патент № 2112937](/images/patents/359/2112002/183.gif)
![поляриметр, патент № 2112937](/images/patents/359/2112089/981.gif)
![поляриметр, патент № 2112937](/images/patents/359/2112937/2112937-4t.gif)
![поляриметр, патент № 2112937](/images/patents/359/2112937/2112937-5t.gif)
Класс G01J4/04 поляриметры с использованием электрических детекторов