Цифровий поляриметр

1. Цифровий поляриметр, що містить послідовно розміщені на оптичній осі джерело світла, конденсор, поляризатор, кювету, аналізатор і фото 3 Корисна модель ілюструється кресленнями, на яких показано: Фіг.1 - блок-схема поляриметра, Фіг.2 - повздовжній переріз вимірювальної кювети. Корисна модель містить монохроматичне джерело світла 1, конденсор 2, поляризатор З, кювету 4, аналізатор 5 закріплений на круговому позиціонері 6, блок фотореєстрації 7, який містить збираючу лінзу та фото детектор, підключений до входу підсилювача, вихід якого з'єднаний зі входом аналого-цифрового перетворювача, сигнал у цифровому вигляді з якого надходить до блоку обробки, керування та індикації 8, вихід якого підключений до кругового позиціонеру. Корисна модель працює наступним чином: аналізатор встановлюємо в наперед визначені кутові положення φі, в кожному з яких вимірюємо відповідну інтенсивність світла Іі, за аналізатором, таким чином накопичуємо масив значень інтенсивності світла за аналізатором І(φі), що дозволяє визначити азимут площини поляризації, який відповідає мінімуму в залежності І(φі). В загальному випадку така залежність відома як закон Малюса І= І0(sin2φі+ecos2φі), де φ - кут відрахований від положення гасіння, а e враховує залишкове пропускання аналізатора. Для малих змін φ поблизу положення гасіння цю залежність можна подати параболою І=С 0+С1φ+С2φ2. Коефіцієнти С0, С1, С2 знаходимо шляхом апроксимації цією параболою одержаного масиву значень {Ιі,φі} методом найменших квадратів. Кут, що відповідає мінімуму цієї залежності визначаємо за формулою φ0=-2С2/С1. Поворот площини поляризації світла у зразку знаходять як різницю кутів φ01 та φ02, що відповідають мінімумам залежностей І(φ) виміряних, відповідно без зразка та зі зразком у поляриметрі. Для кожного отриманого масиву значень {Ιі,φі} маємо можливість обирати ті значення вихідного сигналу, які мають найбільше значення сигнал/шум. Це дозволяє підвищити точність вимірювання кута повороту площини поляризації. На відміну від аналога в процесі роботи не потрібно змінювати азимут поляризатора та використовувати слідкуючу систему. Мінімізація об'єму досліджуваної речовини досягається тим, що кювета, виконана у вигляді капіляра, вхід і вихід якого зроблені у вигляді плоских поверхонь 9 (Фіг.2), виготовлених зі скла згідно із 41093 4 рекомендаціями OIML №14, середина якого розташована поблизу фокуса конденсора. Таблиця 1 Середнє зна- Середньоквадратична чення азимута похибка 17г. 19хв. 4,23кут.мін 0,06кут.мін 17-22 4,35 0,02 18-25 4,35 0,12 18-37 4,30 0,02 18-45 4,40 0,07 18-57 4,36 0,02 19-26 4,40 0,11 19-28 4,33 0,02 19-44 4,36 0,02 19-50 4,39 0,016 20-20 4,35 0,015 20-40 4,37 0,042 20-55 4,309 0,024 21-00 4,34 0,01 21-07 4,34 0,012 21-38 4,345 0,02 Час Поляриметр був підданий випробуванню на стабільність. Для цього були проведені вимірювання в пустому поляриметрі та в поляриметрі з поляриметричною кюветою, заповненою дистильованою водою. Кювета весь час була нерухомою. Наявність різниці значень азимутів у випадку пустого поляриметра та з кюветою на незначний кут обумовлена дією скляних віконець кювети. Результати наведено в табл.1. Були проведені порівняльні вимірювання кута повороту площини поляризації для стандартного 10%-розчину глюкози в поляриметричній кюветі та в запропонованій кюветі-капілярі, які показали можливість вимірювання в кюветі-капілярі, при цьому об'єм речовини, необхідний для проведення вимірювань в першому випадку складав 15мл, а в кюветі-капілярі - 200 нанолітрів. Як видно із представлених даних, запропонований цифровий поляриметр має високу часову стабільність, точність і дозволяє значно зменшити об'єм досліджуваної оптично активної речовини, необхідний для проведення вимірювань. 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 41093 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601