Кювета для измерения оптической активности ориентированных гельобразных сред Советский патент 1987 года по МПК G01N21/03 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к технике измерения спектрально-оптических свойств веществ, и может быть использовано при проведении поляри- зационных измерений в качестве оптической приставки к спектрофотометрам, поляриметрам, линейным и круговым дихрографам, а также в оптических приборах для измерения светорас- сеяния.

Цель изобретения - повьшгение точности измерений.

На фиг. 1 изображена кювета, общий вид; на фиг, 2 - то же, вид сбо- ку.

Кювета содержит рабочую полость 1, ограниченную параллельными друг другу боковыми . стенками 2 и 3 и параллельными друг другу соосными оптическими окнами 4 и 5, Оптическое окно 5 подвижно в перпендикулярном .его плоскости направлении и находится в зазоре между боковыми стенками 2 и 3, Дополнительные оптические окна 6 и 7 параллельные и соосны друг другу. Они установлены с возможностью перемещения в перпендикулярном их плоскостям направлении и контактируют при этом с боковыми стенками 2 и 3 и оптическими окнами 4 и 5 кюветы. Контактирующие с подвижным оптическим окном 5 поверхности каждого из дополнительных оптических окон 6 и 7 в сечении, парал- лельном боковым стенкам 2 и 3, имеют профиль, описываемый уравне- нием I y mlnx-tnlnl,

где у - координата точки контакта по оси, совпадающей с напралением нормали к дополнительным оптическим окнам; X - координата точки контакта

по оси, совпадающей с напра лением нормали к подвижному оптическому окну; I - расстояние от неподвижного оптического окна до ближайшей точки контакта дополни тельных оптических окон с подвижным оптическим окном; га - максимальная длина смещения дополнительного оптического окна при его контактировани с подвижным оптическим ок- ноц, Такая форма профиля обеспечивает

постоянство объема рабочей полости.

0

5

5

5

0

5 0 5

кюветы, что устраняет перенапряжение исследуемого вещества или его отста :- вание от дополнительных оптических окон в процессе их раздвижения. Это также повышает точность измерения оптической активности, так как в этом случае отсутствует изменение микроструктуры геля или искажение его плоскостной поверхности, перпендикулярной направлению измерения и направлению ориентации среды.

Вследствие того, что рабочая полость кюветы ограничена двумя дополнительными, контактирующими с боковыми стенками и окнами, параллель - ными и соосными друг другу оптическими окнами, .установленными с возможностью перемещения в перпендикулярном им направлении, обеспечивается возможность проводить измерения поляризационных характеристик ориентированной гельобразной среды в.направлении ее ориентации, что исключает вклад угла поворота плоскости поляризации за счет линейного дихроизма и двупреломления исследуемого ориентированного вещества и, тем самым, повысить точность измерения оптической активности. Кроме того, обеспечивается воздможность оптических измерений полужидких гельобраз- ных сред.

Рабочая полость 1 кюветы заполняется гельобразной средой. При этом оптические окна 4 и 5 и дополнительные оптические окна 6 и 7 находятся в контакте с гельобразной средой. Ориентация этой среды осуществляется движением подвижного оптического окна 5 в перпендикулярном ему направлении по направлению к оптическому окну 4. При этом дополнительные оптические окна 6 и 7 раздвигаются, а гельобразная среда заполняет образовавшийся промежуток и ориентируется в направлении раздвижения дополнительных окон 6 и 7. Для того, чтобы в ориентирующейся гельобразной среде не было напряжений, изменяющих ее микроструктуру, или отставания от оптических окон 4 и 5 или дополнительных оптических окон 6,7, нарушающего контакт с ними гельобразной среды, необходимо, чтобы объем этой среды оставался неизменным. Это условие записывается уравнением

X

(m-y)x+J , f

31291854

а дифференцирование его по х и решение полученного уравнения с учетом граничных условий и дает приведенное уравнение профиля.

Пример, Фрезеруют П-образ- ный корпус из дюраля, в основании

его по центру растачивают отверстие площадью 1x1 см , в которое вклеивают оптическое окно из плавленного кварца ТОЛ11ЩНОЙ 1 мм, плоскость ко- торого совпадает с внутренней плоскостью основания. По размеру П-по- лости из дюраля фрезеруют прямоугольный поршень с выступами, который может свободно перемещаться перпен- дикулярно основанию по направляющим в боковых стенках корпуса. В поршне по центру растачивают отверстие площадью 1x1 см , в которое вклеивают оптическое окно из плавленного квар- ца толщиной 1 мм, параллельное и соосное .оптическому окну основания корпуса. Плоскость оптического окна .поршня совпадает с его плоскостью, обращенной внутрь П-образного корпу- са. Фрезеруют два дополнительных поршня из дюраля по размеру П-полос- ти, которые могут свободно перемещаться в этой полости вдоль боковых стенок и основания. В дополнительных поршнях растачивают отверстия по их центру площадью 1x1 см , в которые вклеив-ают оптические окна из плавленного кварца толщиной 1 мм таким образом, что их плоскости совпадают с плоскостями дополнительных поршней, обращенных внутрь П-плоскости. Толщинный профиль дополнительньк поршней в их верхней части, соприкасающейся с основным поршнем кюветы, растачивают для получения профиля логарифмической зависимости y inlnx- -mlnl для мм и мм. Параметры Е и m выбирают оптимальными для полиакриламидного геля с раство- ренным ции 6

гельобразной среды не приводит к растрескиванию геля и позволяет достигнуть значений оптических плот- ностей, оптимальных для измерения оптической активности и линейного дихроизма гемоглобина. Полимеризацию геля с растворенным гемоглобином пров нем гемоглобином концентра 10 м/л, при которых сжатие

водят непосредственно в кювете, заполняя ее рабочую полость, ограниченную боковыми стенками, основанием корпуса, дополнительными и основным поршнями с оптическими окнами.

O 5 0 0 0 5

0

5

После полимеризации полученную гельобразную среду подвергают сжатию основным поршнем до нижней точки толщинного профиля дополнительных поршнеобразнь1х оптических окон, вследствие чего среда ориенти руется в направлении, перпендикулярном сжатию вдоль боковых стенок. Растрескивания геля, его перенапряжения или отставания от дополнительных оптических окон не происходит.

Формула изобретения

Кювета для измерения оптической активности ориентированных гельобраз- ных сред, рабочая полость которой ограничена двумя параллельными плоскостями боковых стенок и двумя параллельными и соосными друг другу оптическими окнами, одно из которых установлено с возможнрстью перемещения в перпендикулярном его плоскости направлении между боковыми стенками, отличающаяся тем, что, с целью повьшения точности измерений, рабочая полость ограничена двумя дополнительными, контактирую- щими с указанными стенками и окнами, параллельными и соосными друг другу оптическими окнами, установленньми с возможностью перемещения в перпендикулярном их плоскостям и параллельном плоскостям указанных стенок и окон направлении, причем контактирующие с подвижным оптическим окном по- верхности каждого из дополнительных оптических окон в сечении, параллеЛь- ном боковым стенкам, имеют профиль, описываемый уравнением

y mlnx-rilnl, где у - координата точки контакта

по оси, совпадающей с направлением нормали к дополнительным оптическим окнам; X - координата точки контакта

по оси, совпадающей с направлением нормали к подвижному оптическому окну; I - расстояние от неподвижного оптического окна до ближайшей точки контакта дополнительных оптических окон с подвижным оптическим окном; m - максимальная длина смещения дополнительного оптического окна при его контактировании с подвижным оптическим окном.

/оn ЫЫЫЬ

..т

. .-

-j

fffffffffj f, fff.jfff..rfffff fjrff ffjffjrfffi

т

4V

fe.;

fe2

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при проведении поляризационных измерений в качестве приставки к спектральным и другим оптическим измерительным приборам. С целью повышения точности измерений кювета выполнена с тремя подвижными оптическими окнами, два из которых парал- : лельны, а третье касается первых двух. Профиль поверхности, которую описывает линия касания, задается математическим выражением, приведенным в формуле изобретения. Указанный профиль обеспечивает постоянство внутреннего объема кюветы при взаимных перемещениях всех трех подвижных оптических окон. Кроме того, появляется возможность измерения характеристик среды еще в одном направлении (совпадающем с нормалью к параллельным подвижным оптическим окнам). 2 ил. о (Л