Способ измерения спектров отражения веществ с помощью жидкостных оптических элементов нарушенного полного внутреннего отражения (нпво) Советский патент 1984 года по МПК G01J3/02 G01N21/55 

///////////

6

Фиг.1

Изобретение относится к технике и-эмерения спектров методом нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО), в частности к измерению спектров отражения жидких веществ.

Известен способ измерения спектров отражения веществ с помощью жидкостных оптических элементов НПВО, согласно которому твердый образец в виде световода помещают в жидкость элемента НПВО и измеряют спектр отражения с помощью спектрофотометра l

Недостатком данного способа является непригодность его для исследования жидких веществ.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ измерения спектров отражения твердых веществ с помощью ж щкостных элементов НПВО, содержащих вкладыш в форме модифицированной призмы Дове, с изменяемым числом отражений за счет изменения уровня жидкости в элементе НПВО.{2.1

Недостатками известного способа являются непригодность его для измерения спектров отраже 1ия жидких веществ, а также невысокая величина отношения сигнал/шум за C4et неизменности угла падения света на элемент НПВО, что снижает точность измерения

Цель изобретения - повьшение точности измерения спектров жидких веществ.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения спектров отражения веществ с помощью жидкостных элементов НПВО, содержащих вкладьш с изменяемым числом отражений исследуемую Ж1здкость и элемент НПВО разделяют с помощью пластины, оптические свойства которой идентичны или близки свойствам элемента НПВО, а угол падения света на образец задают изменением угла скоса торцовых граней вкладьш1а элемента НПВО.

На фиг. 1 приведена конструкция элемента НПВО и ход лучей в момент проведе1шя измерений; на фиг. 2 спектр НПВО водного раствора эозина, на фиг. 3 - спектр НПВО водного раствора метиленового голубого.

Элемент ННВО, с помощью которого реализуется данный способ, представляет собой прямоугольную кювету 1, разделенную с помощью плоскопараллспьишт разделительной пластины 2 il л.чр. части, одна из которых заполняется исследуемой жидкостью 3, а другая - жидкостью, играющей роль элемента НПВО А. Вкладьш 5, придающий жидкостному элементу НПВО форму модифицированной призмы Дове, вьполнен съемным или снабжен механизмом перемещения, что позволяет изменять толщину жидкостного элемента НПВО и тем самым задавать оптимальную контрастность спектра. Входное 6 и выходное 7 окна кюветы 1 расположены перпендикулярно направлению распросранения света, а угол падения Q задается углом скоса Ср торцевых гране вкладьш1а согласно формуле

9 90° - 2 i:p ..

Такой способ задания угла падени не только позволяет легко изменять его значение, используя вкладьшш с различными углами скоса торцовых граней, но и сводит к минимуму потери света на входе и выходе элемента НПВО.

Способ осуществляется следующим образом.

Заполненную жидкостями кювету устанавливав в кюветное отделение спектрофотометра, производят юстировку кюветы в световом пучке с тем, чтобы обеспечить максимальное пропускание света. Затем регистрируют проверочный спектр отражения исследуемой жидкости. Подбирая угол падения и перемещая вкладьш, добиваются оптимальной контрастности спектра и выполняют окончательную регистрацию его.

На фиг. 2 и 3 приведены спектры водных растворов красителей (эозина и метиленового голубого) в видимом диапазоне частот с помощью жидкостных элементов НПВО, в качестве которых используется йодистый метилен, при этом разделительная пластина выполнена иэ стекла типа ТФ. Показатель преломления йодистого метилена И 1,74, стекло ТФ-5, из которого изготовлена разделительная пластинка, имеет п 1,75. Близость оптических свойств обеспечивает прохождение световых лучей без преломления на границе жидкость элемента НПВО - разделительная пластинка. Представленные спектры удовлетворяют требованиям, предъявляемым к качеству регистрации С1и:ктров НПВО Для работы в инфракрасном диапазоне можно использовать ямдкое халькогенидное стекло состава показателем преломления п 2j25, а разделительную плас тинку вьшапиить из стекла КРС-5 с показателем преломления П 2,37. 94 Предлагаемый способ по сравнению с известными обеспечивает возможность количественных измерений с достаточной степенью точности спектров отражения жидких веществ методом НПВО (индивидуальных жидкостей, их смесей и растворов) .

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРОВ .ОТРАЖЕНИЯ ВЕЩЕСТВ С ПОМОЩЬЮ ЖИДКОСТНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ НАРУШЕННОГО ПОЛНОГО ВНУТРЕННЕГО OTPAlEHIiH (НПВО), содержащих вкладыш с изменяемым числом отражений, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения спектров жидких веществ, исследуемую жидкость и элемент НПВО разделяют с помощью пластины, ойтические свойства которой идентичны или близки свойствам элемента НПВО, а угол падения света на образец задают изменением угла скоса торцовых граней вкладьша эле- мента НПВО.

J}(-t

и;

lf(-i9K)

i

0,2

0,1

2f19 , .2.

ГЗ глГ

17 15 «Р«.г.З