SE433538B - Fotometrisk cell - Google Patents
Fotometrisk cellInfo
- Publication number
- SE433538B SE433538B SE7902702A SE7902702A SE433538B SE 433538 B SE433538 B SE 433538B SE 7902702 A SE7902702 A SE 7902702A SE 7902702 A SE7902702 A SE 7902702A SE 433538 B SE433538 B SE 433538B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- mirror
- mirrors
- curvature
- cell
- center
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/03—Cuvette constructions
- G01N21/031—Multipass arrangements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Optical Measuring Cells (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
7902702-5 2
Principen enligt vilken denna anordning arbetar framgår av
fig. 2 som schematiskt visar i frontvy spegeln M och de där-
på åstadkomna bilderna. Ur kända optiska lagar framgår, att
bilden av en objektpunkt som befinner sig intill en konkav
spegels krökningsmedelpunkt är en bildpunkt så belägen att
nämnda krökningsmedelpunkt i en första approximation
ligger i medelpunkten av ett segment som bildas av nämnda
objekt- och bildpunkter. Om inträdespupillen E tas för ett-
objekt I0, erhålles efter en första reflexion på halv-spegeln
M en bild I
l l
på Cl. Denna bild Il ger i sin tur upphov genom reflexion på
som ligger symmetriskt relativt IQ med avseende
den andra halv-spegeln M2 till en andra bild Iz som är
symmetriskt relativt Il med avseende på C2, o.s.v. Genom
upprepade reflexioner på speglarna erhålles således en
följd av bilder av vilka var och en är skild från de övriga
och vilka ligger i huvudsak i ett plan definierat av nämnda
krökningsmedelpunkter och av inträdespupillen, d.v.s. på
spegeln M. Alla dessa bilder ligger utmed två raka linjer
som är parallella med förbindelselinjen mellan krökningsmedel-
punkterna Cl och C2. Utträdespupillen S är så anordnad, att
den sammanfaller med en av bilderna (i fig. 2 med den elfte
bilden nr Ill). Med andra ord kan sägas att inträdes- och ut-
trädespupillerna är av speglarna efter ett stort antal re-
flexioner optiskt konjugerade med varandra. Det är uppenbart
att en sådan anordning uppvisar en relativt lång optisk bana,
eftersom antalet refexioner är högt (i exemplet enligt fig.
2 korsar strålknippet cellen tjugotvå gånger under elva fram-
och bakâtförflyttningar).
Cellen enligt föreliggande uppfinning förbättrar den beskrivna
kända anordningen i den meningen att den optiska banan ytter-
ligare kan avsevärt ökas, t.ex. 2, 3 eller t.o.m. flera gånger.
Enligt uppfinningen, i stället för att bortleda strålknippet
när det åter når spegelns periferi (vid Ill i fig. ZL låtes
det passera i en cell av en annan typ med ett nytt par av två
optiskt med varandra konjugerade speglar, för att därefter
återinföras i whitecellen där det ånyo genomgår ett stort an-
tal reflexioner.
Närmare bestämt hänför sig uppfinningen till en fotometrisk
cell av den typ som innefattar två intill varandra anordnade
konkava halv-speglar M1 och M2 och en tredje konkav spegel M
-3 7902702-5
mittemot dem, varvid alla tre speglarna har samma kröknings-
radie och speglarnas M1 och M2 kräkningsmedelpunkter Cl
och C2 är med obetydligt inbördes avstånd belägna på spe-
geln M vars krökningsmedelpunkt c i sin tur är belägen mellan
speglarna M1 och M2, varvid optiska organ förefinnes för in-
förande av ett mätningsstrålknippe i cellen via en inträdes-
pupill E och dess bortledande, efter upprepade reflexioner,
via en utträdespupill S. En sådan cell kännetecknas enligt
uppfinningen av att spegeln M är avskuren vinkelrätt mot
krökningsmeaeipunkternas cl och c2 förbinaelselinje, att den
avskurna delen är ersatt med ett optiskt transmissionssystem
L, att inträdes- och utträdespupillerna E och S är anordnade
i samma nivå som detta system L utmed en mot nämnda förbin-
delselinje Cl-C2 vinkelrät linje, att en fjärde konkav spe-
gel (eller tredje konkav halv-spegel) M3 förefinnes, och
att systemet L är så konstruerat att speglarna M1 och M3 är
därav optiskt konjugerade med varandra, varvid spegelns M3
krökningsradie ligger på förbindelselinjen mellan pupillerna
E och S vilka av alla speglarna och av systemet L är konju-
gerade med varandra. Med "obetydligt inbördes avstånd mellan
krökningsmedelpunkterna" menas här ett avstånd som är litet
i förhållande till speglarnas krökningsradier,exempelvis
mindre än en tiondel av dessa radier, så att anordningen
arbetar inom det paraxiala området (gaussområdet).
Fast vilket som helst optiskt system kan begagnas för in-
förande av strålknippet mellan de tvâ speglarna och för
dess bortledande (exempelvis ett prismatiskt system, ett
linssystem, lasersystem eller ett avlänkningssysteml så
användes med fördel till dessa syften ljusledare bestående
av optiska rör eller fibrer.
Ytterligare fördelaktiga kännetecken av uppfinningen fram-
går av följande beskrivning av utföringsexempel samt av när-
slutna patentkrav. Uppfinningen beskrives närmare med led-
ning av bifogade ritningar, som avser utföringsexempel och
i vilka fig. l schematiskt visar en förut känd cell, fig. 2
schematiskt visar hur cellen enligt fig. 1 arbetar, fig. 3
schematiskt visar de optiska huvuddelarna i en cell enligt
uppfinningen, fig. 4 schematiskt visar hur cellen enligt
fig. 3 arbetar, fig. 5 schematiskt visar hur en förbättrad
variant av cellen enligt uppfinningen arbeter, och fig. 6
7902702-5
är ett längdsnitt genom cellen enlit uppfinningen.
Fig. l och 2 har redan förklarats vid beskrivningen av
-teknikens kända ståndpunkt.
I enlighet med fig. 3 uppvisar en cell enligt föreliggande
uppfinning i likhet med den kända Whitecellen två sfäriska
konkava halv-speglar M1, M2 vilkas krökningsmedelpunkter
Cl och C2
konkav spegel M vars krökningsradie C i sin tur ligger mitt-
emellan de tvâ halv-speglarna M1 och M2. Enligt uppfinningen
ligger med litet inbördes avstånd på en sfärisk
är spegeln M avskuren vinkelrätt mot krökningsmedelpunkternas
Cl, C2 förbindelselinje A, d.v.s. horisontellt i fig. 3.
Den avskurna delen är ersatt med ett optiskt transmissions-
system L. Ytterligare en sfärisk konkav halv-spegel M3 är
anordnad bakom systemet L. Systemets L brännvidd och stället
för spegeln M3 är så valda, att halv-speglarna M1 och M3.är
av systemet L optiskt konjugerade med varandra. Strålknippet
_ släpps in i cellen och tages ut därur via inträdes- och ut-
trädespupiller E och S som är belägna i öppningar anordnade
i systemet L, varvid pupillernas E och S förbindelselinje B
är vinkelrät mot ovan nämnda förbindelselinje A. Halv-spegelns
M3 krökningsmedelpunkt C3 ligger i systemet L, på förbindelse-
linjen B.
Denna cellarbetar i enlighet med fig. 4 på följande sättz-
Den del av cellen som ligger mellan den avskurna spegeln M
och de två halv-speglarna Ml och M2 beter sig som en White-
cell. Strålknippet släpps däri genom pupillen E och ger
upphov till på varandra följande bilder nr l, 2, 3, .... 6,
7. Alltid två på varandra följande bilder av denna bildföljd
definierar ett segment i vars mitt en av de två kröknings-
medelpunkterna Cl eller C2 ligger. Alla dessa bilder ligger
utmed två raka linjer som är parallella med förbindelselinjen
A och som ligger på var sin sida om denna förbindelselinje.
Den sista av dessa bilder, nr 7 i fig. 4, faller på det
optiska systemet L, men inte på utträdespupillen S, varige-
nom denna del av cellen enligt uppfinningen skiljer sig från
5 7902702-5
den konventionella Whitecellen. Strålknippet lämnar således
utrymmet mellan speglarna M1, M2 och M och fortsätter mot
spegeln M3. Spegeln M3 ger av bilden nr 7 en bild nr 8 på
sådant ställe att medelpunkten av ett segment 7 - 8 ligger
i C3. Strålknippet âterinträder således i 8 i Whitecellen,
varvid 8 spelar rollen av en ny inträdespupill, och en ny
serie av bilder som är fördelade utmed tvâ med förbindelse-
linjen A parallella och på var sin sida därom belägna linjer
åstadkommes. Det är bilderna nr 9, 10, ll, ..... 15 i fig. 4.
Den sista bilden (nr 15) sammanfaller med utträdespupillen S
ur cellen, vilket är möjligt av den anledningen, att krök-
ningsmedelpunkten C3 ligger på förbindelselinjen B. I det
visade exemplet medger således omvägen över den bakre halv-
spegeln M3 en fördubbling av strâlknippets bana i den White-
cellen liknande cellen.
Det är uppenbart att denna bana ytterligare kan förlängas
genom lämpligt val av krökningsmedelpunktens C3 och utträdes-
pupillens S relativa lägen. I fig. 5 visas t.ex. en variant
där krökningsmedelpunkten C3 ligger i samma nivå som resp. i
inträdespupillen E, vilket medför att av den sista bilden i
den första serien,nr ll, åstadkommes efter reflexion på
halv-spegeln M3 en bild llb som ligger symmetriskt relativt
ll med avseende på C3. Bilden llb ger upphov till en ny
serie som slutar med nr 22. Av denna bild 22 åstadkommes ef-
ter reflexionen på spegeln M3 en bild 22b som ger upphov till
en tredje serie av bilder vilken slutar med nr 33, som slut-
ligen faller på utträdespupillen S.
I fig. 5 bör märke läggas till att de bilder som âstadkommes
av Whitecellen med den avskurna spegeln M och de
två halv-speglarna M1, M2 ligger utmed vertikala linjer,
Wmedan de bilder som åstadkommas av den cell vilken bildas
av halv-speglarna M1 och M3 och systemet L ligger utmed en
horisontell linje.
För närmare upplysning om fotometriska celler bestående av
79027 02-5
två av ett optiskt transmissionssystem konjugerade konkava
speglar hänvisas till franska patentansökan nr 7714753 av
s
1977-05-13 med titeln “Dispositif de photomëtrie a miroirs
\
concaves et a optique de camp".
Vid en given längd av behållaren, och givna diametrar för
pupillerna och spegeln M, är den optimala anordningen av
mellanbilderna en figur som kan inskrivas i en kvadrat. An-
talet "bildspalter" i en Whitecell är nödvändigtvis alltid
jämnt enligt formeln 2N där N > 2. Det optimala antalet bil-
der åstadkomna på spegeln M i cellen enligt föreliggande
uppfinning är således n = (2N)2. I fallet med varianten en-
16, medan hos varianten en-
36.
ligt fig. 4 gäller N 2 och n
ligt fig. 5 gäller N
3 och n
Bildernas “kvadratiska" anordning kan i vissa fall vara
mindre fördelaktig med hänsyn till justeringen av den optiska
banans längd. Det är givetvis möjligt att vid behov åstad-
komma en "rektangulär" anordning, genom att antalet spalter
2N görs skiljaktigt från antalet rader J.
I den följande tabellen återges nägra siffervärden för de
huvudsakliga geometriska parametrarna hos några utförings-
exempel av cellen enligt uppfinningen. I tabellen, där längd-
enheten är millimeter, är följande storheter upptagna:
ZN: antalet bildspalter på spegeln M
J: " bildrader “ " "
n: totalantalet bilder " " "
1: avståndet mellan spegeln M och speglarna M1, M2
d: diameter av spegeln M
P: optisk bana i cellen
D: halv-speglarnas M1 och M2 diameter
V: analyscellens inre volym (i milliliter)
T: cellens transmissionskoefficient för ljus.
7902702-5
T A B E L L
v T T
211 J n P 1 d D m1 luft vatten
16 162 28 221 O. 27 003k-
20 6192 172 30 5? BÖH 0.26 0.32
21, sann 201 55' 67 1125 0-23 °-29
30 11502 213 37 71 5011 0.19 0.25
o\ om tf JT FT
om an cm kn if
Tabellen gäller för en inträdespupill med diametern 5 mm och
vid en divergens hos strålknippet av 200. Under samma förut-
sättningar, och vid en optisk bana på omkring ll m, ät White-
cellens volym 1144 ml,medan enligt föreliggande uppfinning
den är endast 504 ml, varifrån tydligen framgår fördelarna
med föreliggande uppfinning. Dessa fördelar ökar med ökande
optisk bana, så att det är förmånligt att bygga celler med
nycket långa banor.
Transmissionskoefficienten T för ljus som passerar genom
cellen enligt uppfinningen beror på följande faktorerz-
- transmissionskoefficienten Tl vid en reflexion på spegeln,
och antalet nl av sådana reflexioner;
- transmissionskoefficienten T2 vid en luft-glasövergång,
och antalet n2 av sådana övergångar;
- transmissionskoefficienten T vid en övergång mellan den
3
analyserade fluiden och glaset, och antalet n3 av sådana
övergångar.
För den totala transmissionskoeffioienten T gäller således:
I den ovan anförda tabellen ges två serier av värden för denna
transmissionskoefficient, nämligen dels när cellen är fylld med
luft, dels när den är fylld med vatten.
Claims (4)
- l. Fotometrisk cell innefattande dels två intill varandra belägna konkava halv-speglar (M1, M2) och en tredje konkav spegel (M) belägen mittemot dessa halv-speglar, varvid alla tre speglarna har samma krökningsradie och halv-speglarnas krökningsmedelpunkter (Cl, C2) ligger på obetydligt inbördes avstånd på den tredje spegeln, vars krökningsmedelpunkt (C) i sin tur ligger mellan de båda halv-speglarna, dels optiska 9 7902702-5 organ (44, 46) för införande i cellen resp. bortledande däri- från efter upprepade reflexioner på speglarna av ett mätknippe av ljusstrålar via en inträdes- resp. en utträdespupill (E,S), k ä n n e t e c k n a d av att den tredje spegeln är avsku- ren vinkelrätt mot förbindelselinjen (A) av de båda halv-speg- larnas krökningsmedelpunkter, att spegelns avskurna del är ersatt med ett optiskt transmissionssystem (L), att inträdes- - och utträdespupillerna är anordnade i huvudsak i samma nivå som nämnda transmissionssystem och med sina medelpunkter på en rak förbindelselinje (B) som är vinkelrät mot nämnda krökningsmedelpunkternas förbindelselinje (A), och att en fjärde konkav spegel eller halv-spegel (M3) förefinnes vars krökningsmedelpunkt (C3) ligger på samma förbindelselinje (B) som pupillernas medelpunkter, varvid å ena sidan en av de två förstnämnda halv-speglarna (M1, M2) och den fjärde spegeln (M3) är via transmissionssystemet optiskt konjugerade med varandra, och å andra sidan de båda pupillerna (E,S) är via alla speglarna och transmissionssystemet optiskt konjugerade med varandra.
- 2. Fotometrisk cell enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k - n a d av att organen för strålknippets tillförsel och bort- ledning utgörs av ljusledare isynnerhet ljusledare bestående av optiska fibrer.
- 3. Fotometrisk cell enligt patentkrav l eller 2, k ä n - n e t e c k n a d av organ (48) för införande av en fluid som skall analyseras i utrymmet mellan de två första halv-speglarna och den tredje spegeln.
- 4. Fotometrisk cell enligt något eller nâgra av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av att utrymmet mellan de tvâlnlv-qgxflarna och den tredje spegeln är mekaniskt tätat gen- temot utrymmet mellan den tredje och den fjärde spegeln.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7809256A FR2421376A1 (fr) | 1978-03-30 | 1978-03-30 | Cellule photometrique a reflexions multiples |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE7902702L SE7902702L (sv) | 1979-10-01 |
SE433538B true SE433538B (sv) | 1984-05-28 |
Family
ID=9206443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE7902702A SE433538B (sv) | 1978-03-30 | 1979-03-27 | Fotometrisk cell |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4225232A (sv) |
JP (1) | JPS54131982A (sv) |
BE (1) | BE875050A (sv) |
CH (1) | CH628988A5 (sv) |
DE (1) | DE2912233A1 (sv) |
ES (1) | ES478968A1 (sv) |
FR (1) | FR2421376A1 (sv) |
GB (1) | GB2017961B (sv) |
IT (1) | IT7921447A0 (sv) |
NL (1) | NL7902448A (sv) |
SE (1) | SE433538B (sv) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4116431A1 (de) * | 1991-05-18 | 1992-11-19 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Optische messeinrichtung und verfahren zum betreiben der optischen messeinrichtung |
JP3228080B2 (ja) * | 1995-08-07 | 2001-11-12 | 富士電機株式会社 | 多重反射形試料セル |
US6486474B1 (en) * | 1999-08-13 | 2002-11-26 | Regents Of The University Of Minnesota | Infrared spectrometer for the measurement of isotopic ratios |
US8531659B2 (en) * | 2011-03-24 | 2013-09-10 | The Laser Sensing Company | Multipass cell using spherical mirrors while achieving dense spot patterns |
JP6263411B2 (ja) * | 2014-02-20 | 2018-01-17 | 株式会社四国総合研究所 | 光学式センサチップ |
JP6730373B2 (ja) | 2018-06-12 | 2020-07-29 | 大陽日酸株式会社 | 光多重反射容器 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3726598A (en) * | 1972-02-14 | 1973-04-10 | Wilks Scientific Corp | Multiple pass optical absorption cell |
US3861809A (en) * | 1973-04-06 | 1975-01-21 | Perkin Elmer Corp | Confocal cavity optical gas sensor |
-
1978
- 1978-03-30 FR FR7809256A patent/FR2421376A1/fr active Granted
-
1979
- 1979-03-19 US US06/021,698 patent/US4225232A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-03-19 GB GB7909556A patent/GB2017961B/en not_active Expired
- 1979-03-20 CH CH258979A patent/CH628988A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1979-03-23 BE BE0/194177A patent/BE875050A/xx not_active IP Right Cessation
- 1979-03-26 JP JP3448679A patent/JPS54131982A/ja active Pending
- 1979-03-27 ES ES478968A patent/ES478968A1/es not_active Expired
- 1979-03-27 SE SE7902702A patent/SE433538B/sv not_active IP Right Cessation
- 1979-03-28 DE DE19792912233 patent/DE2912233A1/de not_active Withdrawn
- 1979-03-29 NL NL7902448A patent/NL7902448A/xx not_active Application Discontinuation
- 1979-03-30 IT IT7921447A patent/IT7921447A0/it unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4225232A (en) | 1980-09-30 |
FR2421376B1 (sv) | 1980-10-24 |
SE7902702L (sv) | 1979-10-01 |
CH628988A5 (fr) | 1982-03-31 |
GB2017961B (en) | 1982-06-23 |
ES478968A1 (es) | 1979-12-16 |
DE2912233A1 (de) | 1979-10-11 |
GB2017961A (en) | 1979-10-10 |
IT7921447A0 (it) | 1979-03-30 |
FR2421376A1 (fr) | 1979-10-26 |
NL7902448A (nl) | 1979-10-02 |
JPS54131982A (en) | 1979-10-13 |
BE875050A (fr) | 1979-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4412720A (en) | Optical system coupling a rectangular light source to a circular light receiver | |
US3909106A (en) | Inclined prism ocular systems for stereomicroscope | |
DE69620926T2 (de) | Optisches System für Sucher | |
SE440402B (sv) | Fotometrisk anordning, serskilt for klarhetsbestemning av fluider | |
US4318585A (en) | Optical system with an afocal focusing group | |
SE433538B (sv) | Fotometrisk cell | |
US2166102A (en) | Telescope comprising two refracting and one reflecting systems | |
US5508849A (en) | Lens optical magnifying system and method of magnifying an object | |
US1034049A (en) | Spirit-level with a reflecting system. | |
US4214371A (en) | Device for illuminating reticles in optical instruments | |
JPS6478208A (en) | Gaussian rear focus lens | |
US4492439A (en) | Monochromatic beam concentrator | |
US4568153A (en) | Binocular telescope | |
CH503259A (de) | Laser-Entfernungsmess- und Zielgerät | |
US4270837A (en) | Periscopic viewfinder system for use in photographic cameras | |
SU642611A1 (ru) | Призменна дисперсионна система | |
CN111561999A (zh) | 模块化快速显微高光谱成像检测仪技术领域 | |
SU640330A1 (ru) | Оптическое аналоговое устройство дл умножени матриц | |
SU1642427A1 (ru) | Визирное автоколлимационное устройство | |
SU135651A1 (ru) | Стереомикроскоп с переменным увеличением | |
SU1318973A1 (ru) | Формирователь диссектограммы | |
AT352439B (de) | Vertikalbeleuchtungssystem fuer ein mikroskop | |
SU737790A1 (ru) | Многоходова оптическа кювета | |
JPS54156552A (en) | Photo switch | |
RU2095833C1 (ru) | Призменная система для разделения светового пучка на два |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 7902702-5 Effective date: 19900125 Format of ref document f/p: F |