CS265142B1

CS265142B1 - Flowmeter to measure the absorption of transmitted radiation

Info

Publication number: CS265142B1
Application number: CS874539A
Authority: CS
Inventors: Milan Ing Csc Brezina; Josef Ing Csc Kriz; Vladimir Moravec; Ludek Doc Ing Csc Vodicka
Original assignee: Brezina Milan; Josef Ing Csc Kriz; Vladimir Moravec; Vodicka Ludek
Priority date: 1987-06-19
Filing date: 1987-06-19
Publication date: 1989-10-13
Also published as: CS453987A1

Abstract

Řešení se týká oboru analytické chemie a průmyslové analýzy. Měrná cela sestává z tělesa cely se vstupním otvorem a výstupním otvorem pro měřenou kapalinu, dále okénky pro průchod měrného záření a celek je sevřen deskami. Okénka jsou tvarovaná tak, že zasahují do otvoru v tělese cely a zmenšují optickou délku cely.The solution relates to the field of analytical chemistry and industrial analysis. The measuring cell consists of a cell body with an inlet and an outlet for the measured liquid, as well as windows for the passage of specific radiation, and the whole is clamped by plates. The windows are shaped so that they extend into the opening in the cell body and reduce the optical length of the cell.

Description

Vynález se týká průtočné měrné cely pro měření absorpce procházejícího záření, opatřené přívodem a odvodem měřené kapaliny, zaústěnými do cely v podstatě kolmo na osu měrného paprsku a s okénky z materiálu, propouštějícího měrné záření, která jsou sevřena deskami.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a flow cell for measuring the absorption of transmitted radiation, provided with an inlet and outlet of the liquid to be measured, flowing into the cell substantially perpendicular to the axis of the measuring beam and with windows of the radiation transmitting material.

V oboru analytické chemie a průmyslové analýzy se pro detekci přítomnosti látek v roztoku používají detektory, pracující na principu měření absorpce záření procházejícího měřenou kapali nou. Pro měření látek o vysokých koncentracích, anebo látek s vysokým absorpčním koeficientem, jsou potřebné cely detektorů s krátkou optickou délkou. Běžné cely detektorů, např. pro detekci v kapalinové chromatografií, jsou konstruovány zpravidla s optickou délkou 10 mm. Kapalina protéká válcovým otvorem, současně tímto otvorem prochází měrný paprsek. Základny tohoto válcového prostoru jsou tvořeny křemennými skly, vstup a výstup z kapaliny je řešen štěrbinou v těsnění mezi skly a vlastním tělesem cely, do kterého jsou též připevněny vstupní a výstupní kapiláry. Těleso cely válcovým otvorem přesně určuje velikost cely a vzhledem k umístění kapilár do tohoto tělesa není možno celu zkrátit. Dále jsou používány cely proti sobě v podstatě kolmo na osu měrného paprsku. Tyto cely mají kratší optickou délku, ale optická délka cely je omezena rozměrem kapilár. Jiným typem jsou měrné cely, kde vstupní a výstupní kapiláry jsou zavedeny do desky, svírající dvě křemenná skla, rovnoběžně s osou měrného paprsku. Vlastní prostor cely je tvořen účelově eliptickým otvorem v těsnění mezi křemennými skly. Tato cela sice umožňuje dosažení malých optických délek, ale výrobně je náročná, vyžaduje pečlivou adjustaci a má poměrně značný dynamický odpor.In the field of analytical chemistry and industrial analysis, detectors working on the principle of measuring the absorption of radiation passing through the measured liquid are used to detect the presence of substances in solution. For measurement of substances with high concentrations or substances with high absorption coefficient, detector cells with short optical length are required. Conventional detector cells, eg for detection by liquid chromatography, are generally designed with an optical length of 10 mm. The liquid flows through the cylindrical orifice, and at the same time a specific beam passes through the orifice. The bases of this cylindrical space are made of quartz glass, the inlet and outlet of the liquid is solved by a gap in the gasket between the glass and the cell body itself, to which the inlet and outlet capillaries are also fixed. The cell body through the cylindrical hole precisely determines the size of the cell and due to the location of the capillaries in this body it is not possible to shorten the cell. Furthermore, the cells are used substantially perpendicular to the axis of the measuring beam. These cells have a shorter optical length, but the optical length of the cell is limited by the size of the capillaries. Another type is a specific cell where the inlet and outlet capillaries are introduced into a plate enclosing two quartz glasses parallel to the axis of the measuring beam. The cell space itself is formed by a special elliptical opening in the seal between the quartz glasses. Although this cell allows small optical lengths to be achieved, it is difficult to manufacture, requires careful adjustment, and has a relatively high dynamic resistance.

Uvedené nedostatky odstraňuje měrná cela pro měření absorpce procházejícího záření, opatřená přívodem a odvodem měřené kapaliny, zaústěnými do cely v podstatě kolmo na osu měrného paprsku a s okénky z materiálu, propouštějícího měrné záření, která jsou sevřena deskami. Podstata řešení spočívá v tom, že okénka jsou opatřena osazenou částí, zasahující do otvoru pro průchod měrného paprsku v tělese cely a zmenšují optickou délku cely. Do otvoru v tělese jsou, nezávisle na optické délce cely, zaústěny vstupní a výstupní otvory pro průtok měřené kapaliny. Na části okének, zasahující do otvoru v tělese cely, může být vytvořeno zkoseni, které upravuje proudění kapaliny celou. Dále mohou být okénka v části zasahující do otvoru v tělese cely, upravena do tvaru komolého kužele, případně tato část okének může mít menší průměr než je otvor v tělese cely. Výsledkem těchto úprav je vznik obtočného kanálku, který snižuje průtočný odpor cely.These drawbacks are eliminated by a measuring cell for measuring the absorption of transmitted radiation, provided with the inlet and outlet of the measured liquid, opening into the cell substantially perpendicular to the axis of the measuring beam and with windows of the material transmitting the specific radiation, which are clamped by the plates. The principle of the solution consists in that the windows are provided with a stepped part, which extends into the opening for the passage of the measuring beam in the cell body and reduces the optical length of the cell. Irrespective of the optical length of the cell, the inlet and outlet openings for the flow of the measured liquid flow into the opening in the body. A chamfer may be formed on the portions of the windows extending into the opening in the cell body, which regulates the flow of liquid throughout. Further, the windows in the portion extending into the opening in the cell body may be frustoconical, or the portion of the windows may have a smaller diameter than the opening in the cell body. The result of these modifications is the formation of a bypass duct which reduces the flow resistance of the cell.

Základní účinek měrné cely podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje jednoduchou konstrukci měrné cely s krátkou optickou délkou, kterou je možno poměrně snadno měnit použitím těsnění různé síly, a zhotovit celu s poměrně malým hydrodynamickým odporem.The basic effect of the measuring cell according to the invention is that it allows a simple construction of the measuring cell with a short optical length, which can be changed quite easily by applying gaskets of different strength, and to produce a cell with relatively low hydrodynamic resistance.

Vynález je blíže popsán na několika příkladech provedení a podle připojených výkresů, kde je na obr. 1 - řez celou základního provedení a pohled na okénko cely tohoto provedení obr. 2 - řez celou a pohled na okénko, kde jsou v místech vstupního a výstupního otvoru vytvořena zkosení obr. 3 - řez celou a pohled na okénko s osazením upraveným do tvaru komolého kužele obr. 4 - řez celou a pohled na okénko, kde osazená část má menší průměr než otvor v tělese celyBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a sectional view of the entire basic embodiment and a view of the cell window of this embodiment; FIG. Fig. 3 is a sectional view and a view of a window with a truncated cone step Fig. 4 - a sectional view and a view of a window where the stepped part has a smaller diameter than the opening in the cell body

Na obr. 1 sestava základního provedení měrné cely. Těleso cely 2 je opatřeno vstupním otvorem 2 ^a výstupním otvorem 2·^Okénka 2 pro průchod měrného paprsku zasahují osazenou částí dó otvoru v tělese cely 2 ^a jsou usazena na těsnicích kroužcích 2· Okénka 2 jsou stahována přes pružné podložky 6 deskami 7_. Optická délka cely je určena tloušEkou těsnění 2» velikostí osazené části okének 2 ^a osazené části otvoru pro průchod měrného paprsku v tělese cely 2·FIG. The cell body 2 is provided with an inlet opening 2 ^{and an} outlet opening 2. The windows 2 for the passage of the measuring beam extend through the shoulder portion of the opening in the cell body 2 ^and are seated on the sealing rings 2. The optical length of the cell is determined by the thickness of the seal 2 »the size of the stepped part of the windows 2 ^{and the} stepped part of the aperture for the passage of the specific beam in the cell body 2 ·

Sestava cely na obr. 2 je shodná s provedením na obr. 1 s tim, že v místech vstupního otvoru 2 ^a výstupního otvoru 2 ^v tělese cely 2 jsou na osazené části okének 2 vytvořeny úkosy, které usměrňují průtok kapaliny měrnou celou a snižují její hydrodynamický odpor.The cell assembly of Fig. 2 is identical to that of Fig. 1 except that at the inlet port 2 ^{and the} outlet port 2 ^{of the} cell body 2, bevels are formed on the stepped portion of the windows 2 to direct the flow of liquid through the entire cell and reduce its hydrodynamic resistance.

Sestava cely na obr, 3 je shodná s provedením na obr. 1, s tím, že osazená část okének 4 je upravena do tvaru komolého kužele. V cele tak vzniká obtočný kanál tvaru prstence trojúhelníkového průřezu, kterým protéká část měřené kapalíny a dynamický odpor cely je proto nižší.The cell assembly of FIG. 3 is identical to that of FIG. 1, except that the shoulder portion of the windows 4 is frustoconical. In the cell there is a bypass channel of the shape of a ring of triangular cross-section through which a part of the measured liquid flows and the dynamic resistance of the cell is therefore lower.

Sestava cely na obr. 4 je shodná s provedením na obr. 1, s tím, že osazená část okének 4 má průměr menší, než je průměr otvoru v tělese cely 1· V cele tak vzniká obtočný kanál ve tvaru prstence čtyřhranného průřezu, kterým protéká část měřené kapaliny a dynamický odpor je proto nižší.The cell assembly in Fig. 4 is identical to that of Fig. 1, except that the stepped portion of the windows 4 has a diameter smaller than the diameter of the opening in the cell body. the measured liquid and dynamic resistance is therefore lower.

S měrnou celou podle vynálezu se pracuje tak, že cela se vloží do přístroje tak, aby měrný paprsek procházel okénky 2 v ose tělesa cely JL. Vstupním otvorem 2 se do cely přivádí měřená kapalina a výstupním otvorem 2 celu opouští. Přístroj měří úbytek záření po průchodu měrnou celou, tedy okénky _4 ^a vrstvou měřené kapaliny.The unit of measurement according to the invention is operated in such a way that the cell is inserted into the apparatus so that the measurement beam passes through the windows 2 in the axis of the cell body JL. The liquid to be measured is supplied through the inlet 2 and leaves the cell through the outlet. The device measures the loss of radiation after passing through the entire measurement, i.e. the windows 4 ^{and the} layer of the measured liquid.

Claims

1. A flow cell for measuring the absorption of transmitted radiation, provided with an inlet and outlet of the liquid to be measured, which extend into the cell substantially perpendicular to the axis of the measuring beam and with windows of specific radiation transmitting material which are clamped by plates; ) are provided with a stepped portion extending into the aperture for passing a specific beam in the body of the cell (1).

2. The flow cell according to claim 1, characterized in that a seal is provided between the stepped portion of the window (4) and the internal step of the opening in the cell body (1) to determine the distance between the windows (4) and the optical length of the cell.

Flow cell according to Claims 1 and 2, characterized in that a chamfer is formed on the stepped part of the windows (4) at the outlets of the inlet opening (2) and the outlet opening (3).

4. Flow cell according to items 1 to 3, characterized in that the stepped part of the windows (4) forms a truncated cone. ,

5. The flow cell according to claim 1, characterized in that the stepped portion of the windows (4) has a diameter smaller than the hole for the passage of the measuring beam in the cell body (1) and forms a bypass channel.