Кювета-атомизатор Советский патент 1989 года по МПК G01J3/42 G01N21/03 

Изобретение относится к лазерной спектроскопии газообразных сред и предназначено для создания однородного столба паров соединений в смеси с буферным газом.

Целью изобретения является повышение эффективности преобразования излучения и повышение воспроизводимости результатов измерений поглощения излучения за счет повышения однородности при сохранении заданной апертуры концентрации рабочего вещества вдоль оси кюветы.

На фиг. 1 показана конструкция кюветы- атомизатора; на фиг. 2 - экспериментальные результаты зависимости распределения температуры и концентрации паров металла по длине кюветы.

Кювета содержит трубку 1, оптические окна 2, ограничители 3 конвекции, камеры 4 водяного охлаждения, фланцы 5, наваренные на трубу 1, внешние фланцы 6 с оптическими окнами, фитиль 7, нагреватель 8, вставки 9, к которым прикреплены ограничители конвекции и патрубки 10 для откачки и подачи буферного газа и резиновых уплотнений 11.

Кювета-атомизатор работает следующим образом.

Металл помещают в центр кюветы. Кювету откачивают вакуумным насосом. Внутрь кюветы подают буферный газ. Кювету нагревают нагревателем, через холодильники проходит вода и охлаждает окна. При нагреве металл испаряется и пары диффундируют в сторону холодильников, в предлагаемой кювете на краю горячей зоны поток рассекается прозрачной перегородкой и таким образом конвекция внутри горячей зоны между двумя перегородками отсутствует, и столб паров приобретает необходимую однородность по длине и поперечному сечению.

Пример. Кювета изготовлена из нержавеющей стали длиной 560 мм с внутренним диаметром 20 мм и толщиной стенки 1,5 мм. Фитили 7 изготовлены из трех слоев сетки из нержавеющей стали с размером ячеек 56x40 мкм. Концы кюветы охлаж

СО

ел

о

4:

05

дают камерами 4 с проточной водой. Кювету вакуумируют с помощью фланцев 5, приваренных к трубе 1, и фланцев 6 с вклеенными в них эпоксидной смолой прозрачными окнами 2 через резиновое уплотнение И между фланцами. Сквозь патрубок 10 производят откачку объема кюветы, а также подачу буферного газа. В качестве нагревателя 8 используют нихромовую проволоку. Перегородки 3 из лейкосапфира крепят не- вакуумно плотно на металлических вставках 9, которые фиксируют внутри кюветы за счет сил трения с фитилем. Нагреватель обеспечивает перегрев окон с целью устранения конденсации на них паров металла. Проведенные экспериментальные исследования подтверждают наличие однородности столба за счет отсутствия конвективных потоков в кювете, что подтверждается экспериментальными кривыми распределения температуры (а) и концентрации (б) вдоль оси кюветы (фиг. 2). Измерения температуры вдоль кюветы проводят с помощью термопары. Для измерения распределения концентрации паров металла используют метод генерации третьей гармоники.

Использование перегородок из лейкосап- фнра, обладающих высокой химической стойкостью и температурой плавления, позволяет работать с парами различных металлов, включая щелочные, в диапазоне от 4 до

0,14 мкм. Повыщение однородности столба атомного пара приводит к увеличению коэффициента преобразования на 1-2 порядка, и к повыщению в пределах порядка воспроизводимости результатов измерений по- глощения излучения.

Формула изобретения

Кювета-атомизатор, включающая трубу, 0 оптические окна, герметично закрывающие торцы трубы, патрубки для подвода буферного газа, фитиль для подачи металла в горячую зону, расположенный коаксиально трубе, нагреватель центральной части трубы, холодильники для охлаждения оптических окон и расположенные симметрично относительно центра трубы и перпендикулярно ее оси перегородки для ограничения конвективных потоков, отличающаяся тем, что, с целью повыщения эффективности преобразования излучения и повыщения воспроизводимости результатов измерений поглощения излучения за счет повыщения однородности при сохранении заданной апертуры концентрации рабочего вещества вдоль оси кюветы, перегородки выполнены из оптически прозрачного и стойкого к рабочей среде материала в виде дисков, диаметр которых равен внутреннему диаметру фитиля, и зафиксированы в трубе за счет сил трения с фитилем.

Изобретение относится к лазерной спектроскопии. Цель изобретения - повышение эффективности преобразования излучения и увеличение воспроизводимости результатов измерений поглощения излучения за счет повышения однородности при сохранении заданной апертуры концентрации рабочего вещества вдоль оси кюветы. Кювета содержит трубу, фитиль для подачи металла в горячую зону и перегородки, выполненные из оптически прозрачного и стойкого к рабочей среде материала в виде дисков. Диаметр дисков равен внутреннему диаметру фитиля. Диски зафиксированы в трубе за счет сил трения с фитилем. 2 ил.

т

/W,

1

фиг. 7

5 6

I «

I

I WO