Оптическая кювета Советский патент 1981 года по МПК G01N21/05 

(54). ОПТИЧЕСКАЯ КЮВЕТА

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано а оптических аналиэатог pax состава веществ. Аналитические парамет1йл оптических анализаторов, состава зависят от величины оптического пути и объема проточной камеры оптической кюветы, во многом опре.деляющих точность и чувствительность всего анализа. Известна оптическая кювета в составе детектора для жидкостной хроматохуафии, включающая корпус с проточной камерой и расположенньйж друг против друга оптически прозрачиьос окнами и штуцерами для отвода и подвода смеси l}. Одним из недостатков этого устройства является малая длина оптичес кого пути. Наиболее близким к изобретению является оптическая кювета для анализаторов состава, состоящая из корпуса с цилиндрической проточной камерой, оптически прозрачными Окнг)ми и штуцерами для подвода и отвода анализируемой смеси, причем штуцера расположены на разных концах проточной камеры 2. Э.то устройство характеризуется ря дом существенных недостатков, касающихся , в частности, аналитических параметров кюветы: малой длины оптического пути (1-3 NM ), увеличение которого ведет к увеличению объема проточной камеры, что обуславливает уменьшение объемной концентрации анализируемого компонента, ведет к снижению чувствительности и в ряде случаев к ухудшению эффективности всего анализа; неизменностью объема проточной камеры, что не позволяет оптимизировать условия анализа по этому параметру рассеяЯием и поглощением света стенками проточной камеры, что снижает чувствительность определения и обуславливает необходимость трудоемкой шлифовки внутренней поверхности, а также соответствующий подбор материалов корпуса. Цель изобретения - улучшение аналитических параметров кюветы. Поставленная цель достигается тем, что в известной оптической кювете, включающей корпус с проточной камерой, оптически прозрачные окна и штуцеры для отвода анализируемой смеси, оптически прозрачные окна выполнены из материала с показателем преломления, изменяющимся перпендикулярно продольной оси кюветы по закону, обеспечивающему фокусирование подаваемого излучения в пределах проточной камеры.

При этом оптически прозрачные окна выполнены из кварцевого стекла с регулярно изменякмимся по объему химическим составом,обеспечивающим параболическое изменение показателя преломления перпендикулярно продольной оси кюветы.

Кроме того, промежуток между оптически прозрачными окнами меньше удвоенного фокусного расстояния, получаемого с помощью этих окон. Такое расположение при прочих равных условиях обеспечивает максимальную чувствительность определения.

Перспективным вариантом конструкции является устройство, в котором оптически прозрачные окна установлены с возможностью перемещения вдоль продольной оси кюветы, что позволяетактивно регулировать внутренний объем проточной камеры для оптимизации услов 1й анализа.

Для обеспечения герметизации внутреннего объема проточной камеры оптически прозрачные окна, выполненные в виде жестких или гибких стержней (световодов) , могут быть уст.ановлены по скользящей.посадке или внатяг, подсоединены к корпусу через уплотнения или миниатюрные сильфоны.

На фиг.1 изображено продольное сечение оптической кюветы; на фиг.2 вариант, конструкции кюветы с оптически прозрачными окнами, установленными с возможностью перемещения; . на фиг.З - график изменения показателя преломления вдоль поперечного сечения оптически прозрачного окна.

.Оптическая кювета состоит из корпуса 1 с проточной камерюй 2. На торцах камеры установлены оптически прозрачные окна 3, а в корпусе установлены штуцеры 4 для подвода и отво-да анализируемой смесц. Окна могут быть жестко соединены с корпусом (фиг.1) или установлены, с возможностьк) перемещения вдоль продольной оси в корпусе через уплотнения 5 (фиг.2).

Устройство работает, следующим образом.

Через проточную камеру.2 прокачивают анализируемую смесь, подавая ее в штуцер 4. Через кювету с окнами пропускают пучок света б определенной длины волны, который поглощаетсй и рассеивается только определяемой смесью и не взаимодействует со стенками кюветы; поскольку фокуг сируется в пределах проточной камеры. Прошедшее через кювету излучение подают на фотоумножитель (. на чертеже не показан), от которого полученный сигнал, подаеася на вторичные регистрируквдие приборы. Для облегчения обработки результатов измерений на практике используют дифференциальную схему со сдвоенной кюветой, в одну из проточных камер которой подают исследуемую смесь, а в другую эталонную.

Практические испытания кюветы, проведенные в лабораторных условиях, показали, что объем проточной камеры можно изменять от мл до долей мкл (нижний предел более чем в 10 раз меньше объемов известных кювет); длину оптического пути можно изменять от 1 до 10 мм и более (6 мм при объеме проточной камеры 0,1 мкл); исключается влияние материала и чистоты внутренней поверхности проточной камеры; при подборе оптимальных условий анализа объема проточной камеры и длину оптического пути можно менять от 2 до 10 раз; стоимость кюветы, использукяцейся,в частности, в качестве самостоятельного детектор в сочетании со вторичными приборами примерно в 100 раз меньше, чем, например, детектор в хроматографе ХЖ-: 1305.

Данную оптическую кювету можно использовать в оптических анализаторах. Наиболее перспективным ее применение представляется в лигандообменной хроматографии для количественного и качественного анализа сложных смесей, включающих оптические изомеры различных соединений . Для одновременного проведения комплексного исследования элюата можно использовать несколько описанных оптических ячеек с делением потока элюата, что становился возможным благодаря малым размерам проточной ячейки, и использованием излучения с разной длиной волны.

Формула изобретения

показателя преломления перпендику- , лярно продольной оси кюветы.

возможностью перемещения вдоль про дольной оси кюветы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Сакодынский К. И. Приборы в хроматографии, м., Машиностроение, 1973, с.343.

Рлестолние

t,«fl Я

Hexatame it fixaffuefnat