CS271778B1

CS271778B1 - Method of liquids' refractive index measuring and device for realization of this method

Info

Publication number: CS271778B1
Application number: CS88264A
Authority: CS
Inventors: Milan Ing Csc Minarik; Marek Minarik
Original assignee: Milan Ing Csc Minarik; Marek Minarik
Priority date: 1988-01-14
Filing date: 1988-01-14
Publication date: 1990-11-14
Also published as: CS26488A1

Abstract

The method of measurement of the refraction index of liquids in the flow differential refractometer for liquid chromatography concerns the fact that the axial deflection of the light ray is determined from the distribution of luminous intensities on individual photodiodes of the diode-array detector, which is formed by the pole of the miniature photodiodes being placed between one another. The device for the measurement of the refraction index of liquids consists of the flow differential refractometer for the liquid chromatography of the reflective or deflective design, is based upon the fact that a planar sensor with the pole of the miniature photodiodes is placed behind the cell in the optical path of the light ray, while the plane of the radial deflection is perpendicular to the plane of the planar sensor and it intersects all the diodes of the sensor. The method and device serves according to the invention as a detector during the liquid chromatography and enables the automatic analysis when measuring the composition of the mobile phase.<IMAGE>

Description

(54)(54)

Způsob měření Indexu lomu kapalin a zařízení k provádění tohoto způsobu (57) Způsob měření indexu lomu kapalin v průtočném diferenciálním refraktometru pro kapalinovou chromatografii spočívající v tom, že vychýlení osy světelného paprsku se určuje z rozložení světelných intenzit na jednotlivých fotodiodách diode-array detektoru tvořeného polem miniaturních fotodiod umístěných vedle sebe. Zařízení k měření indexu lomu kapalin sestává z diferenciálního průtočného refraktometru pro kapalinovou chromatografii reflexního nebo výchylkového konstrukčního typu spočívající v tom, že v optické dráze světelného paprsku je za celou umístěn plošný senzor 3 polem miniaturních fotodiod, přičemž rovina vychýlení paprsku je kolmá k rovině plošného senzoru a protíná všechny diody senzoru. Způsob a zařízení podle vynálezu slouží jako detektor při kapalinové chromatografii a umožňuje automatickou analýzu při měření složení mobilní fáze.(57) A method for measuring the refractive index of a liquid in a flow differential refractometer for liquid chromatography, the deflection of the light beam axis being determined from the light intensity distribution of the individual photodiodes of the diode array array detector. miniature photodiodes side by side. The device for measuring the refractive index of a liquid consists of a differential flow-through refractometer for reflective or deflection-type liquid chromatography, characterized in that, in the optical path of the light beam, a surface sensor 3 is arranged across the array of miniature photodiodes. and intersects all sensor diodes. The method and apparatus of the present invention serve as a liquid chromatography detector and allow automated analysis to measure the mobile phase composition.

CS 271778 BlCS 271778 Bl

Vynález se týká způsobu měření indexu lomu kapalin a zařízení k provádění způsobu.The invention relates to a method for measuring the refractive index of liquids and to an apparatus for carrying out the method.

Použití refraktometrického detektoru v kapalinové chromatografií má řadu omezení, pro které je tento typ detekce aplikován jen v případech, kdy ostatní detekční možnosti jsou neúčinné. K hlavním nevýhodám rsfraktometriokého detektoru patří malý dynamický rozsah, ve kterém lze vlastní měření uskutečnit. Konstrukční princip většiny typů současných rsfraktometrických detektorů je analogický a spočívá vs vyohylování světelného paprsku lomem nebo odrazem při průchodu kyvetou s měřeným roztokem, U výchylkovýoh refraktometrů prochází paprsek následně referentní kyvetou, kde se lom paprsku částečně kompenzuje, takže výsledná vychýlení směru paprsku je převážně závislá na rozdílu indexu lomu Zin v měrné a referentní kyvetě. Protože však výsledná výchylka paprsku js závislá také na absolutní hodnotě indexu lomu n vztahem nestačí při změně mobilní fáze propláchnout obě kyvety touto kapalinou, ale je.potřeba také adjustovat světelný papreek pomocí vychylovací destičky do původní nulová polohy. Tento krok není u současných rsfraktometrů automatizován a znemožňuje použití tohoto detektoru v sequencíoh automatických analýz prováděných bez přítomnosti operátora.The use of a refractometric detector in liquid chromatography has a number of limitations for which this type of detection is only applied when other detection options are ineffective. One of the main drawbacks of the rsfractometrioc detector is the small dynamic range in which the measurement can be performed. The design principle of most types of current ray-ray detectors is analogous to the deflection of the light beam by refraction or reflection when passing through the solution cuvette. the difference in refractive index Zin in the specific and reference cells. However, since the resulting beam deflection is also dependent on the absolute value of the refractive index n by the relationship, it is not sufficient to flush both cells with this liquid when changing the mobile phase, but it is also necessary to adjust the light papreek to the original zero position. This step is not automated in the current rsfractometer and makes it impossible to use this detector in the sequence of automated analyzes performed without operator presence.

Výchylka paprsku po průchodu kyvetami se detekuje dvojicí fotodiod, zapojených pro ti sobě a pokud paprsek dopadá symetricky na obě diody, je výsledný signál nulový. Při vychýlení paprsku z této centrální polohy ee osvětlí více jedna z diod a eignál vykazuje pozitivní nebo negativní hodnotu. Jestliže následkem vysoké diference indexu lomu v obou kyvetách se paprsek vychýlí mimo fotodiody, stane se detektor inaktivní a je tře ba pomocí vychylovací destičky odklonit paprsek zpět do blízkosti nulové polohy.The deflection of the beam after passing through the cells is detected by a pair of photodiodes connected for each other and if the beam strikes symmetrically on both diodes, the resulting signal is zero. When the beam is deflected from this central position ee, more than one of the diodes illuminates and the signal has a positive or negative value. If, due to the high refractive index difference in the two cells, the beam is deflected outside the photodiodes, the detector becomes inactive and it is necessary to use the deflection plate to deflect the beam back to the zero position.

Podstatou vynálezu je způsob měření indexu lomu kapalin v průtočném diferenciálním refraktometru pro kapalinovou chromatografii, při kterém se měřená kapalina přivádí do kyvety, do níž se současně uvádí světelný paprsek, který se v závislosti na indexu lomu kapaliny odklání od původního směru, spočívající v tom, že takto odkloněný paprsek se vede na mnohakanálový detektor tvořený řadou miniaturních fotodiod. K uvedenému způsobu slouží zařízení na měření indexu lomu diferenciálním způsobem v protékajících kapalinách, konstrukčně provedené jako výchylkový refraktometr nebo Presnelův refraktometr, v němž je v optické dráze světelného paprsku za celou umístěn plošný senzor s polem miniaturních fotodiod, a to tak, že rovina vychýlení paprsku je kolmá k rovině plošného senzoru a prochází všemi diodami. K podstatě vynálezu také patří uvedené zařízení, ve kterém je prostor optické dráhy refraktometru vyplněn kapalinou, např. glycerinem nebo tuhou látkou, např. syntetickou pryskyřicí.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method of measuring the refractive index of a liquid in a flow differential refractometer for liquid chromatography, wherein the liquid to be measured is fed into a cuvette containing a light beam which deflects from the original direction, depending on the refractive index. This means that the deflected beam is directed to a multi-channel detector consisting of a series of miniature photodiodes. A refractive index measuring device in a flow-through fluid, designed as a deflection refractometer or a Presnel refractometer, in which a surface sensor with a field of miniature photodiodes is placed in the optical path of the light beam is arranged in such a way that the plane of the beam deflection it is perpendicular to the plane sensor plane and passes through all diodes. The present invention also relates to said apparatus in which the optical path of the refractometer is filled with a liquid, such as glycerine or a solid, such as a synthetic resin.

Navrhovaná konstrukční změna ve způsobu detekce odklonu paprsku z původní osy odstraňuje shora citované nevýhody a současně otevírá možnosti pro řadu zjednodušení a zdokonalení ve sféře mechanické i výpočetní. Použitím tzv. diode-array detektoru, tj. plošného senzoru tvořeného řadou miniaturních fotodiod v počtu 200 až 512 namísto dosud používané dvojice oddělených diod, umístěného přímo do osy paprsku bez pomocných optických členů, získáme možnost souřadnicového určení vektoru paprsku v celém pracovním roz sáhu refraktometru. Z optické dráhy zmizí mechanické prvky, čímž se zvýší přesnost a reprodukovatelnost měření. Nový způsob určení výchylky paprsku přináší zpřesnění a tím zvýšení citlivosti refraktometru, neboí k dosavadnímu porovnávání dvou intenzit ve dvou fixních bodech, se při navrhovaném způsobu přidá další parametr, kterým je souřadnice diody a obě tyto veličiny ve vzájemné kombinaci po zpracování mikroprocesorem poskytují dokonalejší popis systému. Odstraněním mechanických prvků se otevírá možnost umístění celé optiky do hmoty v určitém směru vhodnější než vzduch.The proposed design change in the method of detecting beam deflection from the original axis eliminates the above-mentioned disadvantages and at the same time opens the possibilities for a number of simplifications and improvements in the mechanical and computational spheres. Using the so-called diode-array detector, a surface sensor consisting of a series of miniature photodiodes of 200 to 512 instead of the previously used pair of separate diodes, located directly in the beam axis without auxiliary optical elements, we get the coordinate determination of the beam vector over the working range of the refractometer . The mechanical elements disappear from the optical path, increasing the accuracy and reproducibility of the measurement. The new method of determining the beam deflection brings more precision and thus increase the sensitivity of the refractometer, as it compares the two intensities at two fixed points so far, the proposed method adds another parameter, diode coordinates, and both these combined with microprocessor provides a better description of the system . The removal of mechanical elements opens up the possibility of placing the entire optics into the mass in a certain direction more suitable than air.

Princip měření refraktometrického detektoru s diodovým polem podle vynálezu je zná zorněn na výkreeu, kde je zdroj světla 1, který je nasměrován přes čočku £ na měrnou ce lu 3b umístěnou vedle referenční cely 3a. Za těmito celami je umístěno zrcadlo 4 a před nimi je plošný senzor s diodovým polem 5.The principle of measuring a refractometric diode array detector according to the invention is illustrated in the drawing where the light source 1 is directed through the lens 6 at the measuring cell 3b located next to the reference cell 3a. Behind these cells there is a mirror 4 and in front of them is a surface sensor with diode array 5.

CS 271778 BlCS 271778 Bl

Způsob a zařízení podle vynálezu slouží jako detektor při kapalinové chromatografii a umožňuje automatickou analýzu při měření složení mobilní fáze.The method and apparatus of the present invention serve as a liquid chromatography detector and allow automated analysis to measure the mobile phase composition.

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

1.

Method for measuring the refractive index of a liquid flow-through differential refractometer for liquid chromatography, wherein the measured liquid is fed into a cuvette which simultaneously receives a light beam which, depending on the refractive index of the liquid, deflects from the original direction, characterized in the beam is directed to a multi-channel detector consisting of a series of miniature photodiodes.

2.

Apparatus for carrying out the method according to claim 1, comprising a differential flow-through refractometer for reflective or deflection-type liquid chromatography, characterized in that in the optical path of the light beam, a surface sensor (5) with a field of miniature photodiodes is arranged behind the whole (3); the plane of deflection of the beam is perpendicular to the plane of the surface sensor (5) and intersects all the diodes of the sensor (5).

3.

2. The apparatus of claim 2, wherein the optical path of the refractometer is filled with a liquid, e.g., glycerin or a solid, e.g., resin.

1 drawing