RU74474U1 - Универсальная многоходовая оптическая кювета - Google Patents
Универсальная многоходовая оптическая кювета Download PDFInfo
- Publication number
- RU74474U1 RU74474U1 RU2008104062/22U RU2008104062U RU74474U1 RU 74474 U1 RU74474 U1 RU 74474U1 RU 2008104062/22 U RU2008104062/22 U RU 2008104062/22U RU 2008104062 U RU2008104062 U RU 2008104062U RU 74474 U1 RU74474 U1 RU 74474U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- mirror
- objective
- attenuation
- collective
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Optical Measuring Cells (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к аналитическому приборостроению и может использоваться в приборах, использующих измерение ослабления оптического излучения для практических целей, например в многокомпонентных абсорбционных газоанализаторах. Полезная модель позволяет определять ослабление для сильно и слабо поглощающих компонентов многокомпонентной смеси одновременно. Решение задачи в заявляемом изобретении достигается за счет организации в объективном зеркале дополнительного отверстия, через которое выводится падающее на зеркало под разными углами проходящее излучение. Прошедшее через отверстие излучение фокусируется и выводится через дополнительные щели. Это позволяет измерять ослабление излучения для нескольких значений пути прохождения зондирующего излучения одновременно. (1н.п. ф-лы, 1 илл.)
Description
Полезная модель относится к аналитическому приборостроению и может использоваться в приборах для измерения ослабления оптического излучения для практических целей, например, в многокомпонентных абсорбционных газоанализаторах.
Для повышения точности измерения необходимо добиваться увеличения величины ослабления излучения. Известно, что для увеличения общей величины ослабления излучения при прочих равных условиях необходимо увеличить путь прохождения излучения. С этой целью для слабо ослабляющих (поглощающих) веществ разработаны кюветы, в которых для увеличения пути прохождения излучения, при ограниченных размерах конструкции, нужного эффекта добиваются за счет множественного переотражения излучения в системе зеркал - так называемые многоходовые кюветы. Однако с ростом числа переотражений в системе зеркал растут оптические искажения и потери, растет сложность конструкторских решений, направленных на увеличение устойчивости настройки кюветы к механическим воздействиям, на упрощение настройки системы на разный путь прохождения излучения в кювете, что позволяет осуществлять измерения в одной кювете для веществ с разной степенью поглощения. Перестройка полезна, так как для кюветы, настроенной на максимальную длину хода излучения, в случае измерения поглощения сильнопоглощающих веществ, излучение может быть столь сильно поглощено, что измерение неосуществимо.
Известны различные конструкции многоходовых оптических кювет. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой конструкции является многоходовая кювета, позволяющая получить разный путь прохождения излучения в кювете без перестройки (RU, заявка 65232, G01N 21/03, приоритет 25.04.07).
Эта многоходовая оптическая кювета содержит зеркало-коллектив и расположенные симметрично относительно оси его отражающей поверхности два объективных зеркала, жестко скрепленные в единый блок на одной плате, отражающие поверхности которых обращены навстречу отражающей поверхности зеркала-коллектива, входную и выходную щели, расположенные по одну сторону от оси зеркала-коллектива, с введенным светоделительным отражающим зеркалом, установленным по ходу распространения излучения за входной щелью, и направляющим часть излучения в дополнительную выходную щель, расположенную по ходу отражения излучения от светоделительного зеркала.
Такая многоходовая кювета применима в газоанализаторах и датчиках состава атмосферы или газовых смесей. Конструкция кюветы обеспечивает повышенную виброустойчивость и нечувствительность к деформациям за счет жесткого скрепления в единый блок зеркальных объективов. Кювета имеет уменьшенные полевые аберрации, так как вход, выход и все промежуточные изображения при любой настройке собраны у одного края зеркала-коллектива вплотную друг к другу, благодаря специальному расчету межцентрового расстояния объективов.
В данной конструкции световой пучок, прошедший через входную щель, формирует с помощью зеркал ряд последовательных изображений входной щели на зеркале-коллективе, например, точечных. При этом, они занимают минимальный участок на отражающей поверхности зеркала-коллектива и не растягиваются по всей ширине. В отличие от изображения на зеркале-коллективе изображение на зеркалах-объективах засвечивает всю площадь зеркал. При этом угол между зеркалами остается неизменным, а их центры кривизны при сохранении дистанции между собой скользят по поверхности зеркала-коллектива, способствуя изменению числа прохождений луча.
Размещение зеркальных объективов жестко относительно друг друга на одной плате значительно повысило механическую устойчивость конструкции к механическим воздействиям, упростило настройку оптической системы. В данной конструкции существует возможность осуществить одновременный анализ многокомпонентной смеси сильно и слабо поглощающих продуктов в одной кювете, за счет информации об ослаблении излучения при прохождении им разной длины пути в кювете без ее перестройки. Указанная задача осуществляется за счет организации дополнительного пути прохождения излучения в кювете. Этот дополнительный путь меньше, чем максимальный путь, на который настраивается кювета, что и позволяет осуществить одновременный анализ многокомпонентной смеси сильно и слабо поглощающих продуктов в одной кювете. Конструктивно это достигается введением светоделительного отражающего зеркала, установленного по ходу распространения излучения за ее входной щелью, направляющего часть излучения в дополнительную выходную щель, расположенную по ходу отражения излучения от светоделительного зеркала.
К недостаткам данной конструкции относится то, что в ней одновременно возможно осуществить только один дополнительный путь прохождения, определяемый настройкой угла отражения дополнительного светоделительного зеркала. Подобная
настройка может быть неоптимальной для сложной смеси по-разному поглощающих продуктов.
Предлагаемая полезная модель позволяет устранить вышеуказанный недостаток.
Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью: возможность осуществить одновременный анализ сложной многокомпонентной смеси, состоящей из сильно и слабо поглощающих продуктов, и продуктов с промежуточным поглощением в одной кювете, за счет информации об ослаблении излучения при прохождении им разной длины пути в кювете без ее перестройки. Решение задачи осуществляется за счет анализа сигнала после прохождения нескольких дополнительных путей прохождения излучения в одной кювете. Эти дополнительные пути меньше, чем максимальный путь, на который настраивается кювета, что и позволяет осуществить одновременный анализ сложной многокомпонентной смеси по-разному поглощающих продуктов в одной кювете.
Сущность модели заключается в том, что предлагаемая многоходовая оптическая кювета содержит зеркало-коллектив и расположенные симметрично относительно оси его отражающей поверхности два объективных зеркала, жестко скрепленных в единый блок, отражающие поверхности которых обращены навстречу отражающей поверхности зеркала-коллектива, входную и выходную щели, расположенные по одну сторону от оси зеркала-коллектива, и как минимум одно объективное зеркало, которое выполнено с отверстием, а за отверстием, с другой стороны отражающей поверхности объективного зеркала, по его оптической оси, располагается фокусирующая система, в фокальной плоскости которой далее по ходу расположены дополнительные выходные щели.
Достижение технического результата обеспечивается тем, что на этапе оптического расчета и конструирования кюветы, исходя из требуемой величины дополнительных путей прохождения излучения, определяется нужное угловое падение на объективное зеркало отраженного от зеркала-коллектива излучения, рассчитываются параметры системы, фокусирующей прошедшего через отверстие в объективном зеркале части падающего излучения. Дополнительные выходные щели устанавливаются в фокальной плоскости системы в местах фокусов падающего на объективное зеркало и прошедшего через фокусирующую систему отраженного от коллективного зеркала излучения. При этом обеспечивается направление в дополнительные выходные щели излучение падающего под определенным углом на объективное зеркало излучения в кювете. Это позволяет вывести излучение, прошедшее разный путь в кювете. Размеры отверстия малы по сравнению с размерами засвеченной части объективного зеркала, и оно не
вносит заметного ослабления в проходящее излучение. Все это позволяет проанализировать ослабление излучения не только после прохождения им максимально установленного для данной кюветы пути, но и после прохождения меньшей его части, измерять ослабление по-разному поглощающих компонент смеси одновременно, не используя перестройку кюветы.
Конструкция заявляемой полезной модели поясняется фиг.1, где показано пространственное распределение проходящего в кювете излучения.
Многоходовая оптическая кювета содержит зеркало-коллектив 1 с входной 2 и выходной щелями 3, расположенными по одну сторону от оси зеркала-коллектива 1, два объективных зеркала 4 и 5, жестко скрепленные в единый блок на общей плате, отражающие поверхности которых установлены навстречу отражающей поверхности зеркала-коллектива 1, объективное зеркало 5 выполнено с отверстием 6, а за отверстием 6, с другой стороны отражающей поверхности, по оптической оси объективного зеркала расположена фокусирующая система 7, в фокальной плоскости которой далее по ходу расположены дополнительные выходные щели 8.
Устройство работает следующим образом. Зондирующее излучение проходит через входную щель 2 кюветы и попадает на зеркало-объектив 5, полностью засвечивает его, отражается и попадает на зеркало-коллектив 1, образуя на нем точечное изображение входной щели. Часть излучения, падающего на зеркало 5, выводится через отверстие 6. Далее излучение отражается от зеркала 1 и попадает на другое объективное зеркало 4, отражается от него, попадает на зеркало-коллектив 1 со сдвигом по отношению к предыдущему отражению, и под измененным углом отражается и снова попадает на объективное зеркало 5 и так далее. На каждом проходе часть излучения выводится через отверстие 6 в зеркале 5 и попадает на фокусирующую систему 7. На определенном ходе проходящее излучение попадет на зеркало 5 под углом, сопряженным через фокусирующую систему 7 с одной из дополнительных выходных щелей 8 и часть излучения выводится через нее. Прошедшее всю кювету излучение выходит через выходную щель 3.
Предлагаемое устройство может быть изготовлено из элементов и материалов, выпускаемых отечественной промышленностью. В качестве конкретного примера реализации предлагается многоходовая оптическая кювета, содержащая параболическое вогнутое зеркало-коллектив, вогнутые сферические объективные зеркала, жестко закрепленные на общей плате из нержавеющей стали, линзовая фокусирующая система. Отражающие поверхности зеркал изготовлены по технологии напыления алюминия на стеклянную подложку.
Вся совокупность признаков за счет расширения возможностей кюветы без снижения надежности позволяет создать устройство, пригодное для работы в промышленных условиях. Полезная модель найдет применение для измерения концентрации газов в разнообразных системах газового анализа. Улучшенные характеристики кюветы при простоте конструкции позволяют использовать устройство в различных областях науки и техники, следовательно, предлагаемая полезная модель отвечает критерию промышленной применимости.
Claims (1)
- Многоходовая оптическая кювета, содержащая зеркало-коллектив и расположенные симметрично относительно оси его отражающей поверхности два объективных зеркала, жестко скрепленные в единый блок на одной плате, отражающие поверхности которых обращены навстречу отражающей поверхности зеркала-коллектива, входную и выходную щели, расположенные по одну сторону от оси зеркала-коллектива, отличающаяся тем, что как минимум одно объективное зеркало выполнено с отверстием, а за отверстием с другой стороны отражающей поверхности объективного зеркала по его оптической оси располагается фокусирующая система, в фокальной плоскости которой далее по ходу расположены дополнительные выходные щели.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008104062/22U RU74474U1 (ru) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | Универсальная многоходовая оптическая кювета |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008104062/22U RU74474U1 (ru) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | Универсальная многоходовая оптическая кювета |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU74474U1 true RU74474U1 (ru) | 2008-06-27 |
Family
ID=39680441
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008104062/22U RU74474U1 (ru) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | Универсальная многоходовая оптическая кювета |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU74474U1 (ru) |
-
2008
- 2008-01-25 RU RU2008104062/22U patent/RU74474U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101443647B (zh) | 同时具有多波长、多入射角和多方位角的光学测量系统 | |
WO2008044424A1 (en) | Single terahertz wave time-waveform measuring device | |
CN103364348A (zh) | 用于检测样本内的不均匀性的光学设备,特别是偏振计 | |
JP6744005B2 (ja) | 分光測定装置 | |
CN113654661B (zh) | 一种基于超表面透镜的光谱仪 | |
JP5743558B2 (ja) | 分析装置 | |
US20080043232A1 (en) | Multi-angle and multi-channel inspecting device | |
US4786169A (en) | Optical analytical instrument for testing the transmission and reflection of a sample | |
CN111208072A (zh) | 一种痕量气体浓度检测的光谱系统 | |
US20040233452A1 (en) | Biological imager | |
JP2004053405A (ja) | インラインガス分析計 | |
RU74474U1 (ru) | Универсальная многоходовая оптическая кювета | |
US3972618A (en) | Interferometer for testing materials of different sizes | |
CN101706405A (zh) | 获取透过率起伏空间相关频谱的装置及其方法 | |
RU65232U1 (ru) | Многоходовая оптическая кювета | |
CN106018315A (zh) | 一种基于罗兰光栅的发动机排放气体分析仪 | |
CN211877753U (zh) | 一种痕量气体浓度检测的光谱系统 | |
WO2021089913A1 (en) | Apparatus for measuring raman spectrum and method thereof | |
CN103575230B (zh) | 光学无色差聚焦系统 | |
US20030002044A1 (en) | Optical absorption measuring instrument | |
Ott et al. | New designs for high intensity specular neutron reflectometers | |
RU2816250C1 (ru) | Полихроматор | |
JP2004117236A (ja) | 光学特性測定装置 | |
SU1122940A1 (ru) | Устройство дл измерени показател преломлени поглощающих сред | |
JP2010025580A (ja) | 光学ユニット |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20110126 |