SU1122897A1 - Device for measuring coefficient of radiation absorption by transparent medium - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ПРОЗРАЧНОЙ СРЕДОЙ, содержащее измерительный канал, включающий источник излучени , :расположенные вдоль оптической оси по ходу излучени  конденсор, полевую диафрагму, коллиматор с апертурной диафрагмой, модул тор с приводом, отклон ющее зеркало, сменные цилиндрические измерительную кювету и кювету сравнени , кажда  из которых снабжена входным и выходным иллюмийаторами , светоБые диаметры которых равны диаметрам сменных цилиндрических кювет, а стенки сменных цилиндрических кювет выполнены зеркальными, отражающий элемент, приемный объектив и фотоприемник, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности измерений, сменные цилиндрические измерительна  кювета и кювета сравнени  дополнительно содержат пр моугольные призмы с отражающими катетными гран ми, расположенные вплотную гипотенузной гранью, к выходным иллюминаторам каждой из кювет, симметрично упом нутым иллюминаторам и рассеивающие коллекторы, установленные вплотную к входным иллюминаторам кювет и имеющие по одному сквозному отверстию, размещенному по ходу излучени , на рассто нии 1/4 диаметра кюветы от ее оси, дополнительно введена сменна  апертурна  диафрагма коллиматора, а отражающий элемент выполнен в виде экрана, расположенного между приемным объективом и отклон ющим зеркалом под углом 45 к оптической оси устройства и имеющего отверстие,которое расположено на одной оптической оси со сквозным отверстием рассеивающих коллекторов, при этом Ф световые диаметры иллюминаторов сменных цилиндрических измерительной кюветы и кюветы сравнени , диаметры соответствук цих сменных апертурных диафрагм коллиматора и диаметры сквоз ных отверстий в рассеивающих коллекторах св заны с длинами кювет еле- 1дующими соотнощени ми: О А il и °и и i X) с% D ср ;0 к1 Чр DM, D где -световые диаметры ил люминаторов , цилиндрических измерительной кюветы и кюветы сравнени  соответственно; , -диаметры сменных апер турных диафрагм коллиматора; к ц и, dtp -диаметры сквозных отверстий в рассеивающих коллекторах измеA DEVICE FOR MEASURING THE MEASUREMENT OF THE TRANSFER MEDIUM ABSORPTION RADIATION, containing a measuring channel including a radiation source: a condenser, a field diaphragm, an aperture diaphragm collimator, a modulator with a drive, deflecting mirrors, a subtractive mirror, a subtracting mirror, a diverging mirror, a pattern, a shifting mirror, a subtractive mirror, a deflector, a deflector, a deflector, a deflector, a deflector, a deflector, a deflector, a deflector, a deflector, a deflector, a deflector, a deflector, a deflector, a deflection mirror, and a subtractor. comparisons, each of which is provided with an input and output illuminators, the light diameters of which are equal to the diameters of the replaceable cylindrical cuvette, and the walls of the replaceable cylindrical their cuvettes are mirrored, a reflecting element, a receiving lens and a photodetector, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, the replaceable cylindrical measuring cuvette and comparison cuvet additionally contain rectangular prisms with reflecting catheter edges, located close to the hypotenuse border, to the output illuminators each of the cuvettes, symmetrically to the mentioned portholes and scattering collectors installed close to the entrance windows of the cuvette and having one through hole located at a distance of 1/4 of the cuvette diameter from its axis, a replaceable aperture diaphragm of the collimator was additionally introduced, and the reflecting element was made in the form of a screen located between the receiving lens and deflecting mirror at an angle of 45 to the optical axis of the device and having an aperture, which is located on the same optical axis with a through hole of the scattering collectors, while F is the light diameters of the windows of the replaceable cylindrical measuring cell and the comparison cell, the diameters correspond to The twist of the interchangeable aperture diaphragms of the collimator and the diameters of the through holes in the scattering collectors are related to the lengths of the cuvette with the following ratio: OA il and amp and i X) c% D cf 0 K1 Chr DM, D where - light diameters of silt of luminators, cylindrical measuring cell and comparison cell, respectively; , - diameters of interchangeable aperture diaphragms of the collimator; to pt, dtp - diameters of through holes in the diffusing collectors

Description

ритепьной кюветы и кюветы сравнени  соответственно;a reference cell and a comparison cell, respectively;

11228971122897

ICP длина измерительной кюветы и кюветы сравнени  соответственно ICP measuring cell length and comparison cell, respectively

1one

Изобретение относитс  к построению оптических схем приборов, предназначенных дл  исследований оптических характеристик прозрачных сред в частности дл  измерени  показател поглощени  излучени  в пробах воды , вз тых в исследуемых акватори х.The invention relates to the construction of optical circuits of devices for studying the optical characteristics of transparent media, in particular for measuring the absorption coefficient of radiation in water samples taken in the water under study.

Известен лабораторный измеритель спектрального показател  поглощени  Волна J содержащий источник излуче ш , коллиматор, систему развод щих зеркалJ, модул тор, измерительную кювету и кювету сравнени , размещенные в фотометрическом шаре с отверсти ми (Соосными с оптической осью прибора ,и фотоприемником, установленным под углом к ней П .A laboratory wavelength spectral absorption indicator, Wave J, containing a source of radiation, a collimator, a system of parting mirrors, a modulator, a measuring cell and a comparison cell placed in a photometric ball with holes (aligned with the optical axis of the device and a photodetector mounted at an angle to her P.

Недостатком этой схемы  вл етс  больа1а  абсолютна  погрешность измерений показател  поглощени  вследствне малой длины кювет, котора  огран1 чена соотношением t 0,4 R , где, tj,- длина кюветы;The disadvantage of this scheme is the large absolute measurement error of the absorption index due to the short length of the cuvette, which is limited by the ratio t 0.4 R, where, tj, is the length of the cuvette;

R радиус фотометрического шара Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  показател  поглощени  излучени  прозрачной средой , содержащее измерительный канал, включающий источник излучени , расположенные вдоль оптической оси по ходу излучени  конденсор, полевую диафрагму 5 коллиматор с апертурной диафрагмой, модул тор с приводом, от .1слон ющее зеркало, сменные цилиндричеткие измерительную кювету и кювету сравнени , кажда  из которых снабжена входным и выходным иллюминаторами , световые диаметры которых равны ДIiaмeтpaм сменных цилиндрических кювет, а стенки сменных цилиндрических кювет, выполнены зеркальными.Более высока  чувствительность этого устройства дл  чистых океанских вод определ етс  значительно большими размерами измерительной кюветы, а следовательно, длиной оптическогоR radius of the photometric ball. The closest technical solution to the invention is a device for measuring the absorption coefficient of radiation by a transparent medium containing a measuring channel including a radiation source, a condenser along the optical axis along the path of the radiation a condenser, a field diaphragm 5 aperture diaphragm modulator, a modulator with a drive , from a slanting mirror, replaceable cylindrical measuring and comparison cuvette, each of which is equipped with an input and output windows, light ametry DIiametpam which are interchangeable cylindrical cuvette, and the walls of interchangeable cylindrical cuvettes made zerkalnymi.Bolee high sensitivity of the device to clean ocean waters is determined by measuring the dimensions much larger cell and, consequently, the optical length

пути светового потока в среде и, как следствие, большим отношением сигналов UCB / Uj на фотоириемнике характеризующего величину показател  поглощени  ЭС исследуемой среды в соответствии с выражением.light paths in the medium and, as a result, a large ratio of the UCB / Uj signals on a photo detector that characterizes the value of the ES absorption coefficient of the test medium in accordance with the expression.

. if., ЛСР. if., LSR

()()

1) т, и «р M 1) t, and "p M

где - сигналы с фотоприемника при установленных в измерительный канал прибора кюветы сравнени  и измерительной кюветы соответственно j j, - j.p - разность длин измерительной кюветы и кюветы сравнени  2.where are the signals from the photodetector when the comparison cell and the measurement cell are installed in the measuring channel of the instrument, respectively, j j, - j.p is the difference between the lengths of the measurement cell and the comparison cell 2.

Недостатком известного устройства  вл етс  систематическа  погрешность метода измерений, вследствии того, что теоретически при измерени х показател  поглощени  фотоприемник должен регистрировать не только непоглощенный пр мой, но и весь рассе нный средой световой поток.Известное устройство, снабженное KJ ветами с зеркальными стенками и светосильным коническим световодом, позвол ет регистрировать только пр мой и рассе нный вперед световой поток . Дол  рассе нного потока назад прибором не измер етс , а рассчитываетс  теоретически по измеренной индикатриссе рассе ни  этой среды, поэтому дл  получени  окончательной величины вноситс  соответствующа  поправка. Кроме того, свет; рассе нный в обоих кюветах под одним и тем же углом при одинаковых диаметрах кювет претерпевает в измерительной кювете в и раз больше количество отражений от зеркальных стенок, чем в к.ювете сравнени .A disadvantage of the known device is the systematic error of the measurement method, since theoretically, when measuring the absorbance indicator, the photodetector should register not only the light not absorbed by the direct, but also the whole light flux dispersed by the medium. The known device equipped with KJ branches with mirror walls and a high-conical beam the fiber allows only direct and forward scattered light to be recorded. The fraction of the scattered flow back by the instrument is not measured, but is calculated theoretically from the measured indicatrix of the scattering of this medium, therefore, a corresponding correction is made to obtain the final value. In addition, the light; scattered in both cuvettes at the same angle with the same diameters, the cuvette undergoes in the measuring cuvette and times the number of reflections from the mirror walls than in the reference cuvette.

Вследствие этого при измерени х по вл етс  дополнительна  погрешность .As a result, an additional error appears in the measurements.

Повьшениа точности измерений можно достичь путем уменьшени  систематической погрешности, определ емой рассе нием света назад и различным числом отражений от зеркальных стенок в кюветах устройства. Целью изобретени   вл етс  повьппе ние точности измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройстве дл  измерени  показател  поглощени  излучени  прозрачной средой, содержащим измерительный канал, включающий источник излучени  расположенные вдоль оптической оси по ходу излучени  конденсор, полевую диафрагму, коллиматор с апертурной диафрагмой, моду/х тор с приводом,отклон ющее зеркало, сменные цилиндри ческие измерительную кювету и кювету сравнени  , кажда  из которых снабжена входным и выходным иллюминаторами , световые диаметры которых равны диаметрам сменных цилиндрических кювет , а стенки сменных цилиндрических кювет выполнены зеркальными, отражаю щий элемент, приемный объектив и фотоприемник , сменные цилиндрические измерительна  кювета и кювета сравне ни  дополнительно содержат пр моугол ные призмы с отражающими катетными гран ми, расположенные вплотную гипо тенузной гранью к выходным иллюминаторам каждой ив кювет, симметрично упом нутым иллюминаторам и рассеиваю щие коллекторы, установленные вплотную к входным иллюминаторам кювет и имеющие по одному сквозному отверсти размещенному по ходу излучени , на ра1:сто нии 1/4 диаметра кюветы от ее оси, дополнительно введена сменна  апертурна  диафрагма коллиматора, а отражающий элемент выполнен в виде экрана, расположенного между приемны объективом и отклон ющим зеркалом под углом 45 к оптической оси устройства , и имеющего отверстие, которое расположено на одной оптической оси со сквозным отверстием рассеиваю щих коллекторов , при этом световые диаметры иллюминаторов сменных цилиндрических измерительной кюветы и кюветы сравнени , диаметры соответствунщих сменных апертур:Ных диафрагм коллиматора и диаметры сквозных отверстий в рассеивающих коллекторах, св занны с длинами кювет следующими соотношенййми -п 1 А Д J Р v OH -« диаметры иллюминаторов измерительной кюветы и кюветы сравнени  соответч ственно; диаметры отверстий в рассеивающих коллекторах измерительной кюветы и кюветы сравнени ; jft IR и 4(Г диаметры апертурных диафрагм при установке измерительной кюветы и кюветы сравнени ; uJcpдлины кювет. На фиг.1 изображена оптическа  схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - ход лучей в кювете. Устройство содержит источник света 1 и установленные на оптической оси конденсор 2, полевую диафрагму 3, расположенную в фокальной плоскости коллиматора 4. Сменные апертурные диафрагмы 5 и 6 устанавливаютс  в плоскости входного зрачка коллиматора 4 . За отклон ющим зеркалом 7,размещенным под углом 45 к оптической оси устройства установлена кювета измерительного канала 8 с входным 9 и выходным О иллюминаторами , или кювета канала сравнени  1, имеюща  также входной 12 и выходной 3 иллюминаторы (на фиг,1 кювета сравнени  показана пунктиром), Вплотную к выходным иллюминаторам 10 и 13 измерительной кюветы 8 и «юветы сравнени  1I установлены гипотенузные грани пр моугольных призм 14 и 15 соответствующих кювет, причем стенки кювет 8 и 11 и катетные грани призм 14 и 15 имеют зеркальные отражающие покрыти  . Вплотную к входным иллюминаторам 9 и 12 кювет 8 и 11 соответственно установлены рассеивающие коллекторы 16 и 17,выполненные из молочного стекла, с отверсти ми 18 и 19 , причем диаметр отверсти  19 в коллекторе 17 кюветы сравнени  11 равен диаметру апертурной диафраг№л 6, а диаметр отверсти  18 в коллекторе 16 измерительной кюветы 8 равен диаметру апертурной диафрагмы 5. Центр отверсти  18 коллектора 16 (или при установке кюветы сравнени  , отверсти  19 коллектора 17) лежит на оптической оси, проход щей через центр отклон ющего зеркала 7 под углом 45 к его поверхности. Отражающий экран 20 установлен под углом к oптv чecкoй оси устройства (на фиг. 1 под утлом 51 45 ), причем центр его отверсти  лежит на оси , соедин ющей центр зеркала 7 и отверсти  18 в коллекторе 16 а площадь его проекций в плоскости коллектора 16 равна площади отверсти  18. Приемный объектив 21 установлен на оптической оси перед 4отоприемником 22, фотокатод которого размещен в фокальной плоскости объек тива 21. Модул ци  сигнала производитс  при помощи модул тора 23 с при водом . Устройство работает Следующим образом. Излучение от источника света 1 проектируетс  конденсором 2 в плоскости полевой диафрагмы 3 коллиматора 4 , направл ющего параллельный све товой йоток через отклон ющее зеркало 7 и отверстие в отражающем экране 20 или в сухую кювету сравнени  11 или в сухую измерительную кювету 8. Причем параллельный световой поток, прошедший через отверсти  19 и 18 в рассеивающих коллектсрах указанных кювет, не претерпевает изменений и уотраздвшись от катетных граней призм 15 и 14 попадает на рассеи вающий коллектор установленной кюветы и (Отразившись от экрана 20,фокусируетс  приемным объективом 21 на катоде приемника 22. Величина светового потока, прошедшего измерительный канал с сухой измерительной кюветой при диаметре пучка на выходе коллиматора определ емого большей апертурной диафрагМОЙ d 1, равна , величина потока, прошедшего измерительный канал с сухой кюветой сравнени  при апертурной диафрагме , равна -Пусть величина определ юща  коэффициент виньетировани  светового потока малой диафрагмой и неидентичность каналов будетIncreasing the measurement accuracy can be achieved by reducing the systematic error determined by the scattering of light back and the different number of reflections from the mirror walls in the cuvettes of the device. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved by the fact that in a device for measuring the absorption index of radiation by a transparent medium containing a measuring channel, including a radiation source, a condenser, a field diaphragm, an aperture diaphragm collimator, a deflecting mirror, a deflection mirror, along the optical axis along the radiation path, replaceable cylindrical measuring cuvette and comparison cuvette, each of which is provided with inlet and outlet windows, the light diameters of which are equal to the diameters of replaceable cylindrical tubes the light, and the walls of the replaceable cylindrical cuvette are made as mirror, the reflecting element, the receiving lens and the photodetector, the replaceable cylindrical measuring cuvette and the cuvette, as compared to, additionally contain right angle prisms with reflecting flange faces, located close to the hypothetical face to the output windows of each ive cell symmetrically to the mentioned portholes and scattering collectors installed close to the entrance windows of the cuvette and having a single through-hole placed along the course radiated and, at 1: standing 1/4 of the cuvette diameter from its axis, a replaceable aperture diaphragm of the collimator was additionally introduced, and the reflecting element was made in the form of a screen located between the receiving lens and deflecting mirror at an angle of 45 to the optical axis of the device and having an opening which is located on the same optical axis with a through-hole of the scattering collectors, with the light diameters of the portholes of replaceable cylindrical measuring cuvette and reference cuvette, the diameters of the corresponding interchangeable apertures: Ny diaphragms ollimatora and diameters of the through holes in scattering collectors, communications Zannah lengths cuvettes following sootnoshenyymi -n J 1 A D P v OH - «diameters portholes measuring cuvette and comparative cuvette sootvetch governmental; the diameters of the holes in the scattering collectors of the measuring cell and the comparison cell; jft IR and 4 (G diameters of aperture diaphragms when installing a measuring cuvette and a comparison cuvette; cu cuvet range. Figure 1 shows the optical scheme of the device proposed; figure 2 shows the path of the rays in the cuvette. The device contains a light source 1 and mounted on the optical axis condenser 2, field diaphragm 3 located in the focal plane of the collimator 4. Replaceable aperture diaphragms 5 and 6 are installed in the plane of the entrance pupil of the collimator 4. Behind the deflecting mirror 7, placed at an angle of 45 to the optical axis of the device Eta of measuring channel 8 with input 9 and output O windows, or the cuvette of Comparison channel 1, also having input 12 and output 3 portholes (in FIG. 1, the comparison cuvette is shown in dotted lines), Close to the output portholes 10 and 13 of the measuring cuvette 8 and “juvets Comparison 1I, the hypotenuse faces of rectangular prisms 14 and 15 of the respective cuvettes are installed, and the walls of cuvette 8 and 11 and the side faces of the prisms 14 and 15 have mirror reflecting coatings. Close to the entrance windows 9 and 12, cuvette 8 and 11, respectively, diffuse collectors 16 and 17, made of milky glass, are installed with holes 18 and 19, and the diameter of the hole 19 in the collector 17 of the reference cuvette 11 is equal to the diameter of aperture diaphragm 6, and the diameter of the opening 18 in the collector 16 of the measuring cell 8 is equal to the diameter of the aperture diaphragm 5. The center of the opening 18 of the collector 16 (or when installing the reference cell, the opening 19 of the collector 17) lies on the optical axis passing through the center of the deflecting mirror 7 at an angle of 45 to its P surface. The reflecting screen 20 is installed at an angle to the optical axis of the device’s axis (in FIG. 1 for 51 45), the center of its opening lies on the axis connecting the center of the mirror 7 and the opening 18 in the collector 16, and the area of its projections in the plane of the collector 16 is aperture area 18. A receiving lens 21 is mounted on the optical axis in front of a 4-receiver 22, the photocathode of which is located in the focal plane of the lens 21. The signal is modulated using a modulator 23 s with water. The device works as follows. The radiation from the light source 1 is projected by a condenser 2 in the plane of the field diaphragm 3 of the collimator 4, which directs the parallel light beam through the deflecting mirror 7 and the hole in the reflecting screen 20 or into the comparison reference cell 11 or the dry measuring cell 8. Moreover, the parallel light flux Passing through holes 19 and 18 in the scattering collectors of these cuvettes, does not undergo changes, and, having left the catheter faces of the prisms 15 and 14, falls on the scattering collector of the installed cell and (Reflecting from Ana 20 is focused by a receiving lens 21 on the cathode of receiver 22. The magnitude of the luminous flux past the measuring channel with a dry measuring cell with a beam diameter at the output of the collimator defined by the larger aperture diaphragm d 1 is equal to the flux passed through the measuring channel with a dry cell with a comparison aperture diaphragm, equal to -Let the value determining the vignetting factor of the luminous flux by a small diaphragm and the nonidentity of the channels be

Тогда при установке в измерительньй канал устройства кювет , заполненных исследуемой жидкостью, поток после измерительной кюветыThen, when a cuvette filled with the liquid in question is installed in the measuring channel of the device, the flow after the measuring cuvette

Ф.ф F. f

ы - Бs - b

(3)(3)

а поток после кюветы сравнени  (с учетом 2)and the flow after the comparison cell (including 2)

ilil

Л РLR

РИ iRI i

(10)(ten)

ДА YES

ср о ерWed o er

сwith

Дп  соблюдени  симметричности хода светового потока в меридиональной плоскости кювет отверсти  в рассеивающих коллекторах размещены на рассто нии 1/4 Di от оси соответствующих кювет. 7 Vfcp-е Ри- -е- р () . Поделив (3) на (2) и сделав преобразование ,получим измеренную устройством величину еп 2 (е„-€ср) ф; Чтобы получить одинаковые количества отражений дл  лучей, рассе нных под углом от осевого луча необходимо соблюсти соотношение -Dii- ср ср Чтобы эта геометри  осталась справедливой дл  всех лучей.определ ющих диаметр светового потока, например дл  крайних лучей , необходимо соотношение вида 1Эц-сЗи Dcp-d Сделав преобразовани  в (7) с учетом (6),получим -di. . „k (8) ср ср В свою очередь,, диаметры отверстий в рассеивающих коллекторах, во избежание виньетировани  светового потока в канале при установке кювет должны быть равны или несколько большими диаметров соответствующих апертурных диафрагм, т.е. d - -dSHd p .d поэтому учитыва  (5) , (7), (8) , получим:Dp observance of the symmetry of the light flux in the meridional plane of the cuvette holes in the diffusing collectors are located at a distance of 1/4 Di from the axis of the corresponding cuvette. 7 Vfcp-e Ri-er (). Dividing (3) by (2) and having made the transformation, we obtain the value of the device measured by en 2 (e „- € cf) f; To get the same number of reflections for the rays scattered at an angle from the axial beam, you must observe the ratio -Dii- cf. In order for this geometry to remain valid for all the rays. Determining the diameter of the light flux, for example, for the extreme rays, you need a ratio of 1Ec-CZi Dcp -d By converting to (7) with (6), we get -di. . In turn, the diameters of the holes in the diffusing collectors, in order to avoid vignetting the luminous flux in the channel when installing the cuvette, should be equal to or somewhat larger diameters of the corresponding aperture diaphragms, i.e. d - -dSHd p .d therefore taking into account (5), (7), (8), we get:

71 71

При установке в измерительный канал устройства кювет заполненных исследуемой жидкостью,на параллельный световой поток, прошедший внутрь кюветы Действуют два фактора , определ ющие оптические свойства среды: во-первых, свет поглощаетс  средой в соответствии с выражени ми (3) или (4) и во-вторых, рассеиваетс  , причем на рассеивающие коллекторы устанавливаемых кювет практически попадают все лучи, рассе нные как вперед (на фиг.2 обозначены у gy)так и назад (на фиг.2 обозначены как(„ ), за исключением , рассе нных под углом 9(7; причем количество отражений дл  каждого вида лучей в обоих кюветах, как было показано в (10) одинаково. Таким образок, как пр мые - прощедшие через среду параллельные световые потоки, так и потоки , рассе нные средой под разными углами попадают на рассеивающие коллекторы 16 и 17, измерительной кюветы 8 или кюветы сравнени  1 , причем  ркость зтих коллекторов пропорциональна суммарной величине пр мых и рассе нных световых потоков , прошедших на их поверхность, и фотоприемник 22 , регистрируют сигналы, отразившиес  от экрана 20 и сфокусированные объективом .21 пропорциональные выражени м (3) и (4) дл  измерительной кюветы и кюветы сравнени  соответственно.When installed in a measuring channel of a cuvette device filled with the test liquid, a parallel luminous flux passed into the cuvette. Two factors that determine the optical properties of the medium: first, light is absorbed by the medium in accordance with expressions (3) or (4) and - second, it dissipates, and practically all the rays scattered both forward (in figure 2 are marked with gy) and back (in figure 2 are marked as („)), except for those scattered at an angle 9 (7; and the number About the reflections for each type of rays in both cuvettes, as shown in (10), are the same. Thus, both the direct parallel light fluxes that have passed through the medium and the streams scattered by the medium at different angles fall on the scattering collectors 16 and 17 , measuring cell 8 or comparison cell 1, with the brightness of these collectors proportional to the total direct and scattered light flux transmitted to their surface, and the photodetector 22, the signals reflected from the screen 20 and focused by the lens are recorded. 21 pr m proportional to the expressions (3) and (4) for measuring cuvette and comparative cuvette, respectively.

Очевидно, измерив величины сигналов (2), (3) и (4) и подставив их в выражение (5)можно получить измеренную величину показател  поглощени  , котора  тем ближе ч истиннойЭв, чем меньше света рассеиваетс  средой под большими углами j , т.е. чем более выт нута индикатрисса рассе ни  в области малых углов , что характерно дл  чистых морских и океанических вод.Obviously, by measuring the magnitudes of the signals (2), (3) and (4) and substituting them into the expression (5), one can obtain the measured value of the absorption index, which is closer to true E, the less light is scattered by the medium at large angles j, i.e. . than the extended indicatrix is scattered in the region of small angles, which is typical for clean sea and ocean waters.

Установка пр моугольной призмы в кюветах подобного типа преследует единственную цель - увеличить вдвое оптическую базу прибора, или, что то же самое - уменьшить расход исследуе МОго вещества при анализе.Installing a rectangular prism in a cell of this type has the sole purpose of doubling the optical base of the instrument, or, what is the same thing, reducing the consumption of the MOH substance in the analysis.

Применение пр моугольной призмы в кювете позвол ет учитывать при измерени х долю рассе нного светового потока не только вперед, но и в заднюю полусферу.The use of a rectangular prism in a cuvette makes it possible to take into account when measuring the fraction of the scattered light flux not only forward, but also into the rear hemisphere.

2897828978

Рассеивающий коллектор с отверсти ем позвол ет в совокупности с пр моугольной призмой регистрировать излучение , рассе нное как в переднюю, так 5 и в заднюю полус(.в широком диапазоне углов, так как будучи Ламбертовским рассеивателем, коллектор рассеивает излучение пропорционально световому потоку , пришедшему на него неза0 висимо от угла падени . Это, в свою очередь , сводит методическую ошибку при измерени х Эб к минимуьгу и повышав т точность измерений.A diffuse collector with an aperture allows, together with a rectangular prism, to record radiation scattered both into the front and 5 and into the rear half (in a wide range of angles, since being a Lambert scatterer, the collector scatters radiation in proportion to the luminous flux coming to it, in turn, reduces the methodological error in measuring EBs to a minimum and increases the accuracy of measurements.

Расположение отверстий в рассеиваю15Arrangement of holes in the scatter 15

щих коллекторах и отражающем экранеreflective screen

конструктивно обеспечивает прохождение параллельного светового потока от коллиматора в кюветы с исследуемой средой без виньетировани  пучкаconstructively ensures the passage of a parallel light flux from the collimator into the cuvettes with the test medium without beam vignetting

и излишних потерь энергии источника . Расположение отверстий в рассеивающих коллекторах на рассто нии 1/4 диаметра кюветы обеспечивает симметричность хода светового пучка относительно стенок кюветы. В этом случае параллельный световой поток попадает на центральный участок световой зоны отражающих граней пр моугольной призмы, что  вл етс  оптимальным условием дл  исключени  зарезани  пучка на фасках призмы и стенках кюветы. Эти  влени  зарезани  могут привести к некоторой погрешности при измерени х .and excessive energy loss of the source. The arrangement of the holes in the scattering collectors at a distance of 1/4 of the diameter of the cuvette ensures that the course of the light beam is symmetric with respect to the walls of the cuvette. In this case, a parallel luminous flux falls on the central portion of the luminous zone of the reflecting faces of a rectangular prism, which is the optimal condition for eliminating the beam cutting on the chamfers of the prism and the walls of the cell. These killing phenomena can lead to some error in the measurements.

При размещении отверстий в коллек- торах ближе 1/4 диаметра кюветы к центру возможен возврат части пр мого пучка при отражении от отражающих граней пр моугольной призмы в отверстие коллектора, а не на его поверх-, ность, что приведет к значительной погрешности при измерени хЭб.When placing holes in the collectors closer than 1/4 of the cell diameter to the center, it is possible to return part of the direct beam when reflected from the reflecting faces of the rectangular prism into the collector hole, and not on its surface, which will lead to significant error .

Установка в плоскости входного зрачка объектива коллиматора сменных апёртурных диафрагм позвол ет измен ть диаметры световых потоков, вошедших в кюветы с исследуемой средой в соответствии с соотношени ми (10), так как размер апертурной диафрагмы определ ет диаметр паргшлельного светового потока в устройстве.The installation in the plane of the entrance pupil of the collimator lens of interchangeable aperture diaphragms allows changing the diameters of the light fluxes that enter the cuvettes with the test medium in accordance with the relations (10), since the size of the aperture diaphragm determines the diameter of the partial light flux in the device.

Использование предлагаемого устройства дл  измерени  показател  поглощени  излучени  прозрачной средой позволит повысить точность измерений вследствие того, что фотоприемник в устройстве регистрирует как пр мое и рассе нное вперед излучение , так иThe use of the proposed device for measuring the absorption coefficient of radiation by a transparent medium will allow an increase in the measurement accuracy due to the fact that the photodetector in the device records both direct and forward scattered radiation, and

Claims (1)

. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ПРОЗРАЧНОЙ СРЕДОЙ, содержащее измерительный канал, включающий источник излучения, расположенные вдоль оптической оси по ходу излучения конденсор, полевую диафрагму, коллиматор с апертурной диафрагмой, модулятор с приводом, отклоняющее зеркало, сменные цилиндрические измерительную кювету и кювету сравнения, каждая из которых снабжена входным и выходным иллюминаторами, световые диаметры которых равны диаметрам сменных цилиндрических кювет, а стенки сменных цилиндрических кювет выполнены зеркальными, отражающий элемент, приемный объектив и фотоприемник, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, сменные цилиндрические измерительная кювета и кювета сравнения дополнительно содержат прямоугольные призмы с отражающими катетными гранями, расположенные вплотную гипотенузной гранью, к выходным иллюминаторам каждой из кювет, симметрично упомянутым иллю минаторам и рассеивающие коллекторы, установленные вплотную к входным иллюминаторам кювет и имеющие по одному сквозному отверстию, размещенному по ходу излучения, на расстоянии 1 /4 диаметра кюветы от ее' оси, дополнительно введена сменная апертурная диафрагма коллиматора, а отражающий элемент выполнен в виде экрана, расположенного между приемным объективом и отклоняющим зеркалом под углом 45° к оптической оси устройства и имеющего отверстие,которое расположено на одной оптической оси со сквозным отверстием рассеивающих коллекторов, при этом световые диаметры иллюминаторов сменных цилиндрических измерительной кюветы и кюветы сравнения, диаметры соответствующих сменных апертурных диафрагм коллиматора и диаметры сквозных отверстий в рассеивающих коллекторах связаны с длинами кювет следующими соотношениями:. DEVICE FOR MEASURING THE TRANSMISSION RADIATION ABSORPTION INDICATOR, comprising a measuring channel, including a radiation source located along the optical axis along the radiation axis, a condenser, a field diaphragm, a collimator with an aperture diaphragm, a modulator with a drive, a deflecting mirror, interchangeable cylindrical measurements, and of which is equipped with input and output portholes, the light diameters of which are equal to the diameters of interchangeable cylindrical ditches made mirror, a reflecting element, a receiving lens and a photodetector, characterized in that, in order to improve the accuracy of measurements, interchangeable cylindrical measuring cuvette and comparison cuvette additionally contain rectangular prisms with reflecting cathete faces located close to the hypotenous face to the exit windows of each of the cuvettes, symmetrically mentioned illuminators and scattering collectors installed close to the entrance windows of the cell and having one through hole, placed along the radiation, at a distance of 1/4 of the diameter of the cuvette from its axis, an interchangeable aperture diaphragm of the collimator is additionally introduced, and the reflecting element is made in the form of a screen located between the receiving lens and the deflecting mirror at an angle of 45 ° to the optical axis of the device and having a hole, which is located on the same optical axis with the through hole of the scattering collectors, while the light diameters of the windows of the interchangeable cylindrical measuring cell and comparison cell, the diameters of the corresponding interchangeable apertures the collimator diaphragms and the diameters of the through holes in the scattering collectors are related to the cell lengths by the following relationships: 0и &и ) η ” д А ” · д к “ р ⁷ ’-'ср d_cp d_cp с_Ср0 and & u) η ”d A” · d to “p ⁷ '-'cp d _c pd _cp with _C p где Where % % - световые диаметры иллюминаторов , цилинд- - light diameters of portholes, cylinder- рических измерительной кюветы и кюветы Measurement cuvettes and cuvettes сравнения соответст- comparisons А BUT А BUT венно; venous; **й’ ** th ’ ^dcp ^d cp - диаметры сменных апертурных диафрагм кол- - diameters of interchangeable aperture diaphragms к to к to лиматора; a limator; ^dn> ^d n> -Т -T - диаметры сквозных отверстий в рассеивающих коллекторах изме- - diameters of through holes in diffusing collectors рительной кюветы и кюветы сравнения соответственно;body cuvettes and comparison cuvettes, respectively; - длина измерительной кюветы и кюветы сравнения соответственно- the length of the measuring cell and comparison cell, respectively