SU883714A1 - Многоходова оптическа кювета - Google Patents

Description

(54) МНОГОХОДОВАЯ ОПТИЧЕСКАЯ КЮВЕТА

Изобретение относитс  к измерени коэффициентов поглощени  (или ослаб лени ) света в различных средах и может быть использовано в спектрофотометрии , колориметрии, турбидимет рии и т.д. Известны кюветы, в которых повышение точности определени  коэффициента поглощени  достигаетс  путем применени  сменных кювет с различной длиной хода, укрепленных, на пример, в револьверном барабане 1 Однако диапазон измерений коэффициентов поглощени  с помощью таки кювет сравнительно невелик и опреде л етс  (при данной длине хода лучей диапазоном измерений ослаблени  интенсивности света, прошедшего через кювету, фотоэлектронной частью устрбйств . Расширение этого диапазона неизбежно приводит к усложнению фотоэлектронной части. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  многоходова  оптическа  кювета, содержаща   чейку дл  исследуемой сре и помещенную в нее систему зеркал, снабженных механизмом перемещени . В известной кювете различные дли ны хода лучей обеспечиваютс  дискретным изменением числа отражений от cиcтe ы из трех сферических зеркал , из которых два  вл ютс  подвижным 5 . Теоретически в этой кювете может быть получено от четырехкратного до любого количества, кратного четырем, прохождений света, что достигаетс  изменением угла между ос ми двух подвижных зеркал 2. Однако известна  кювета имеет сравнительно большую величину начальной (минимгитьной) длины хода лучей из-за большого числа отрс1Жений. Это обсто тельство, а также дискретность изменени  длины хода луча и большие числа отражений (3, 7, 11 и т.д.) ограничивают реальный диапазон измерений коэффициентов поглощени . Использование системы из трех сферических зеркал не только усложн ет конструкцию, но и может  витьс  источником погрешностей в измерени х вследствие аберраций, в особенности при большом числе отражений. Кроме того, сход щиес  входной и выходной световые пучки преломл ютс  при прохождении их через границы сред с различными показател ми Преломлени  (воздух-стекло-исследуема  среда). Поэтому при изменении

показател  преломлени  исследуемой среды или изменени  длины волны ис пользуемого света происходит разъюстировка оптической системл.

Цель изобретени  - повышение точности и расширение диапазона измерений .

Поставленна  цель достигаетс  тем что в многоходовой оптической кювете содержащей  чейку дл  исследуемой среды и помещенную в нее систему зеркал , снабженных механизмом перемещени , зеркала выполнены плоскит.Ш и установлены параллельно, а механизм перемещени  зеркал выполнен в виде механизмов непрерывного перемещени  относительно центра кюветы и механизма изменени  рассто ни  между ним

При этом, механиз Фл непрерывного перемещени  относительно центра кюветы выполнены а виде взаимно-.параллельных направл ющих, в которых размещены сухари с шарнирными узлами, св занными с зеркалами.

Кроме того, механизм изменени  рассто ни  между зеркалами выполнен в виде винта, на концах которого имеетс  права  и лева  резьба, и шарнирных гаек, закрепленных на зеркалах .

На фиг. 1 изображена схема многоходовой оптической кюветы; на фиг. 2 и 3 - ход лучей в многоходовой оптической кювете при различном числе отражений от зеркал и различных рассто ни х между ниьш; на фиг. 4 графики зависимости оптической плотнойти растворов от концентрации раст воренного вещества.

Многоходова  оптическа  кювета включает стекл нную  чейку с плоскопараллельными стенками 1, два плоских зеркала 2, соединенных винтом 3 с правой и левой резьбой через шарнирные гайки 4. Зеркала также шар-, нирно св заны с сухар ми 5, помещен-ными в направл ющие 6 в крышке кюветы (на чертеже не показана), Стрелками показан ход луча через кювету. Параллельный пучок света проходит через переднюю стенку кюветы, падает на зеркала и, многократно от них отража сь, выходит через заднюю стенку кюветы.

Величина пути светового луча ь через кювету определ етс  следующим соотношением:

i,84-lnQC03oL,

«

гд .& - длина  чейки, d угол между плоскостью зеркала и входной гранью  чейки, 3- - рассто ние между зеркалами, i - число отражений на одном зеркале.

Из этого соотношени  , чт варьиру  ф, рассто ние i3 и число отражений можно непрерывно измен ть величину L в очень широких пределах от 2г. до сколь угодно больших значений . Ограничением  вл ютс  ширина пучка и потери на зеркалах за счет поглощени .

Заданна  длина пути лучей в кювете устанавливаетс  следдующим образом Вначале определ етс  необходимое значение величины L , d и at . Затем перемещением сухарей 5 и вращением винта 3 по соответствующим шкалам устанавливают значени  этих величин.

На фиг. 2 и 3 показаны, выборочные примеры возможного изменени  длины хода луча при двух и восьми отражени х. Аналогично можно изобразить ход лучей при любом числе (2п) отражений.

Возможность изменени  длины оптического хода в широких пределах позвол е устанавливать оптимальные ее значени  при измерени х коэффициентов поглощени  сред, обеспечивающие максимальную точность измерений имеющейс  фотоэлектронной частью устройств.

Дл  иллюстрации возможности обеспечени  максимальной точности определени  коэффициентов поглощени  на фиг. 4 представлены графики зависимос;ти оптической плотности растворов О от концентрации растворенного вещества С, .построенные по данным измерений с помощью многоходовой кюветы . Пр мые А и В представл ют эти зависимости дл  растворов веществ Лив соответственно, полученные при измерени х в кювете с длиной хода светового пучка L 74 мм (2п 2-, d 23 мм). Видно, что оптические плотности растворов вещества (А), а следовательно и коэффициента поглощени , в три раза .меньше, чем дл  вещества В.. Вследствие.малых значений оптической плотности растворов вещества А точность определени .коэффициентов поглощени  этих растворов с помощью кюветы с такой длиной хода невелика. Многоходова  зеркальна  кювета позвол ет за счет увеличени  длины хода увеличить измер емые оптические плотности до значений,, измерение которых может быть осуществле но с максимальной точностью, обеспечвающей фотоэлектрической частью данного прибора. Пр ма  Е представл ет соответствующую зависимость, полученную дл  растворов вещества А. в кювете с длиной хода светового пучка L 250 глм {2п 6; d 35 мм) В этом случае измеренные оптические плотности растворов веществ А и В близки друг к другу, а следовательно одинакова и точность определени  их коэффициентов поглощени .

Неизменность положени  выход щего из кюветы светового пучка при воэможном изменении показател  преломлени  исследуемых сред или длины волны используемого света обеспечиваетс  тем, что параллельный световой пучок ПРОХОДИТперпендикул рно к границам сред с различными показател ми преломлени .

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   1,Многоходова  оптическа  кювета , содержаща   чейку дл  исследуемой среды и помещенную в нее. систему зеркал , снабженных механизмом перемещени , отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  диапазона измерений, зеркала выполнены плоскими и установлены параллельно, а механизм перемещени  зеркал выполнен в виде механизмов непрерывного перемещени  относительно центра кюветы и механизма изменени  рассто ни  между ними.
2. 2.Кювета по п. 1, отличающа с  тем, что механизмы не« J

   фиг.1

   прерывного перемещени  относительно центра кюветы выполнены в виде взаимно параллельных направл ющих, в которых размещены сухари с шарнирными узлами , св занными с зеркалами.
3. 3. Кювета по п. 1, отличающа с  тем, что механизм изменени  рассто ни  между зеркалами выполнен в виде виита, на концах которого имеетс  права  и лева  резьба, и шарнирных гаек, закрепленных на зекалах .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1. Патент США 3161769, кл. 250-43.5, опублик. 1965.

   2.Сакин И. Л. Инженернё1Я оптика, Л., 1976, с. 181-182 (прототип).