Устройство и принцип работы рефрактометра УРЛ

Рефрактометр УРЛ предназначен дли непосредственного измерения показателя преломления жидких и твердых веществ, их средней дисперсии и для определения концентрации растворов.

В основу этого рефрактометра положен метод определения показателя преломления исследуемого вещества по предельному углу преломления или как бы полного внутреннего отражения [1].

Оптическая схема (схема Аббе) прибора приведена на рис. 3.

Световой пучок от источника света 1 с помощью конденсорных линз 2 направляется на входную грань АВ осветительной призмы 3, проходит через матовую грань АС призмы в тонкий (толщиной не более 0,1 мм) слой исследуемой жидкости и падает под всевозможными углами на границу жидкость – грань DЕ измерительной призмы 4, на которой преломляется.

При этом выполняется закон предельного преломления , где – показатель преломления исследуемого вещества, – показатель преломления оптического стекла, из которого изготовлена измерительная призма, – предельный угол преломления.

В измерительной призме 4 преломленные лучи могут составлять с нормалью к грани DЕ углы, расположенные в интервале от до (предельного угла полного внутреннего отражения) (рис. 4). Далее эти лучи проходят через призмы прямого зрения 5, отражательную призму 6 и в фокальной плоскости собирающей линзы 7 (объектива зрительной трубы) образуют светлую и темную части поля, разделенные прямой границей. Границей светотени являются лучи преломленные под предельным углом.

Граница светотени рассматривается в окуляр 8 зрительной трубы. В фокальной плоскости объектива и окуляра зрительной трубы наблюдается граница светотени, перекрестие сетки и шкала, проградуированная в значениях показателей преломления , определенных для среднего значения длин волн двух близких желтых линий в спектре паров натрия. Положение границы светотени зависит от показателя преломления исследуемой жидкости.

Вследствие явления дисперсии при наблюдении в белом свете граница светотени имеет радужную окраску. Для устранения окрашенности служит конденсор, состоящий из двух призм прямого зрения 5. Путем вращения относительно оси зрительной трубы призмы устанавливают в такое положение, при котором граница светотени не имеет радужной окраски.

Отсчет по шкале производится после устранения этой спектральной окраски границы светотени при положении, в котором пересекаются центр перекрестия окуляра и граница светотени.

Общий вид рефрактометра УРЛ-1 представлен на рис. 5.

Конструктивно прибор состоит из двух основных частей: верхней – корпуса 2, и нижней – основания 1. К корпусу прибора крепятся камеры: верхняя 2 и нижняя 4. Нижняя камера 3, заключающая в себе измерительную призму, жестко закреплена на корпусе, верхняя же камера 4, заключающая в себе осветительную призму, соединена шарниром с нижней и может поворачиваться относительно нее. На основании нижней камеры подвижно укреплен осветитель 5, свет от которого может быть направлен в одно из окон камер.

Каждая камера оборудована двумя штуцерами, соединенными с каналами, расположенными внутри камеры. Штуцеры предназначены для подвода термостатирующей жидкости. Каналы камер соединяются между собой при помощи резиновых трубок, надеваемых на штуцеры.

Для контроля температуры измеряемого вещества служит термометр 6, укрепленный на нижней камере.

Со стороны передней крышки корпуса видна шкала 7 рефрактометра. Для устранения окрашенности границ светотени, наблюдаемой в окуляр 8, служит лимб 9 дисперсионного компенсатора. На оси прибора укреплена рукоятка 10 с окуляром 8 и настроечным механизмом 11, позволяющим совмещать границу светотени с перекрестием сетки.

На корпусе расположено отверстие, закрытое пробкой, которое служит для установки нуль-пункта. Эту работу проводит инженер, обслуживающий данный рефрактометр.

Внутри основания рефрактометра находятся понижающий трансформатор, предохранитель и весь монтаж электрической части.

Переключатель 12, находящийся на передней стенке основания, предназначен для включения осветителя.