Фотометрическая кювета
Изобретение относится к ческому приборостроению, ч частности к технике измерения оптических и спектральных параметроя раччччьмх сред в условиях ч к цен гриф}тиров.т ния. Целью изобретения является е личение количества измеряемых опти ческих и спектральчых параметров и повышение точности измерении иссле дуемых веществ,- Фотометрическая кю врта состойi из соосно расположенных внутреннего и внешнего коаксиальных цилиндров, соединенных с торцов цевыми оптическими окнами Эти эле менты кюветы образуют ее рабочую полость Внутри рабочей полости на внутреннем коаксиальном цилиндре жестко фиксированы два усеченных ко нуса5 имеющих общее основание, оди наковый угол наклона образующиха Боковые поверхности конусов выполнены зеркальными для отражения ичмернтетиного светового п,чка на слой центрифугируемого вещества ч последующей регистрации отраженного от этого слоя света Внутренняя поверх - ность внешнею коаксиального цилинд ра выполнена зачерненной и матовой, что ликвипирует б тки Входное и выходное отверстия выполнены в кольцевых оптических окнах, в которых с внутренней их стороны выполнены так же сходящиеся от внешнего коакси аль ного цилиндра к отверстиям желобки для вывода исследуемой среды из рабочей полости кюветы 2 ип сг
4» Г д -, Ф. . с- ф
СС933 СОВЕ ГСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (g()5 G 01 N 21/03
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H А ВТОР(. ИОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМИ И ОТКР!:>!ТИЯМ
ПРИ ГКНТ ССОР
-, )i ...>5 <, .>
>>.>с с,, (22) 16»12,80 (4б) 15.02,91, Вюл,: И б (7 1 ) И»ститут физики имо Ь ьИà Степа нова (72) С,Астанов, А С„Прищепов и В.,О 1!Hя 3х,iпов:> (5 !) 5!5,242(0888) (56) Аьторское свидетельство GGGÐ
101 1002,, кл,. 0 01 Y 21/03, 1980с, Ав го рс кое с»>яде тел ство C(,О.
1301114, кл G О! N 2! 707.. 1986 (5 4 ) с!>ОТО!.1!. Т РИ Ч!.С КЛЯ КЮВ1. TA (5 7) Изобретение отно ситс я к оптическому приборостроения>-, з частности к технике измерения опти .еских и спектральнь>х параметров разли->н»х сред в условиях их це;.трифугирова ° нпн. Цепью изобретения является уьеличение коли .ества и-. меряемых опти= ческих и спектральчь>х параметров и повышение точности измерений иссле" дуемых веществ,, Фотометрическая кк>.вета состоит из соосно расположенных
Изобретес не о гч>осится к оптиче;-кому tlpHOupu; троению, а именно те> нике измерь ния оптических н -.пе>с р> иь плх параметров раз.чичных сред ,ссповия>с их центрифугировани"i, и мо "
>ет быть испо.и,>овано в пищевой> нефтяной и химической промьпиленности,- в .»>ологии и медицине, а также в тех о<пастях науки и техники, где необходимо проводить центрифугирование с
ll >ц>ерывным оптическим контролем внутреннего H внешнего коаксиальных цилиндров, соединенных с торцов коль
t цевыми оптическими окнами. Эти эле» менты кюветы образуют ее рабочую полость, Внутри рабочей полости на внутреннем коаксиальном цилиндре жестко фиксированы два усеченных ко нуса, имеющих общее основание, оди» наковый угол наклона образующих. Боковые поверхности конусов выполнены зеркальными для отражения измернтеяьного светового Ifó÷êà на слой центрифугируемого вещества и после.дук>щей регистрации отраженного от этого слоя света, Внутренняя поверхность внешнего коаксиального цилиндра выполнена зачерченной и матовой, что ликвипирует блики, Входное и вь>ходное отверстия выполнены в кольцевых оптических окнах, в которых с внутренней их стороны выполнены так>хе сходящиеся от внешнего коаксиального цилиндра к отверстиям желобки для вывода исследуемой среды из рабочей полости кюветы: 2 ип. центрифугHpуемой среды и измерением ее спектральных параметрoâ, Цепь изобретения - увеличение ко->ичества измеряемых оптических и спектральных параметров и повьппенсие точности измерений, На фиг,! и 2 изсбражень> фронтапьная и боковая проекции фотометрическои кюветы
Устройство содер. мт внешний коаксиальный цилиндр !, внутренний коакir i!i . 1< 1. :. > (:, (с ii! (. па(аметров, кото
/<)!" Ь»Р)! ПОМОЩИ
:-<;г!it(10 к)!ци(1 свет сР Ды, t((}fy)T .; Р лонер;,(О и В, (. и
i- Заг 1. <как()! I,:
11 1 . J, Н <>ЕЦ )>с., ре„(ь), ()) }и !)(ти; > с с
;г(i, >;,;, г...
»РЕ- .! :!* (.. с >
«(> . с т i(П(i>!: (Ii ()
/ 1,и ">-i)(1> с
r с< с >.. .; < rg! > t. t< i -l Ih! !
i <
K<, И ),Ö НО
i«f! C(È it, < (<»
, < 1<1> У ) H 1) (J i< » i I I i I
<>< < i!0>iÅ 12;:,ii., >
<> (2!Е:<Ьнь:)! C )с TO
» <, (- с t i .)Ii ) II < ОПРа»» !
, »,, l(
О . !(а.(ь)!Ом !(ипиндре )
, > ф»1 И(>! а)П < ..)па >СЕЧЕН»}(Х СС)"(> J! /, ИМ(КЧ<(н< Об!НЕЕ ОСНОВ Л»!(С(„
>1>< (
3(1>к »(ь
< > .! i Or i. .! it. : 3 Г)lу К 1(".>f
«> (ii >J(J< (>Н>. (Г 1! i >i ) ii O) < " i B;(! i () < (! ..,:; П 2 (У Е „. )! >C O P Ä,i! > !,> <С< >с«, Г,I (S КН. Ji(i Гi!.! < i i (и . 1 t) („0 с к}3 > <><)><) >
<-, 1 1< - I С. (l!i М ) > Д 1H P(. ПО, < > «<с сх 1) ((! > В(lбс с г <, (I . (
; iс i li . 3! 1>;1 3J>i ((1)1 ь i Г
1«)}.., . ".;.»c ;1 ц< 1 г1>ИФу-
i if»i .«i < О!! ЦCI(Г :" (.(tЗ .. . .:,: . tt.!iI(!b") К.>0,)ÊCH.)i}hI(r>:IJ В<)(с>дру 1.: <(Т 1 (Е (,!
: (.> (ГO кo.ti сп,
ili>. . 1Д t< T )I>3 3(Ь К.) 1Ü i!, 1 Х Нс ii ГE! f !(,IИ Ь \ г i ..-, р 1»роств t!1, )<; с>< !,с(С)СO(ОКНО! (с»1;>Дl: <; Е>1<(1:,: <1Е i (С I r>,:11(1( с> r i . ri Г>, .<(><* TÄR ">1 >t« iс(а р:с> И (рнруl! Г С»PКтрк(От>. 3 )ЕН((я
<се.; ° п()п(, . Нея Орасс. я} ия >3 ги
1)(1>опии в с)траже))нсм св те, г и=
".-<(с)>ЕНИЯ ОПТИЧЕС(:ИХ И СПЕ<<тГ
РЫЕ ВОЗ))Ож}(с> ПР. НО известной к()веты, Оz«n)(пучок }(апр "(3JIÏ»0 КОЛЬ (Е);>ЯМ ОП rjj
/< через .«0)(3 толщину
П ; < ) ; 1 П (» Р г< С ) )Д ИК У 1
i)P .,t1I(0KH;Ji i
)„(И )„. Е iiKO}«i >
OT) t (> 1 !!>I 10, 11
3 Е с р >1(С > ВО 0 (1)нягlс 1 < » ii (Л)(ЧИЕМ
).- ii 0 Ь . :« (y K t i f(; ДБ ) ?.
НЬГХ К <(, . е Е . :p Кг> ЬПЫМН ПО .с ii, "j i,,<, 1(. >;} с.„;;,. Н <(.. --1, а Т,Kж сс)>1 .(. > 1.!IP,> f(> i 3 . Ici< . С
) (. i:Д! ., - ., ), > .) >С !!t . - " 13Е;) "!1 I
ВВОДа !: ) ° ЫВОДВ ) ССЛе (с> с МОИ»Е«ПТ
Г уГ)>Г)ЧЕ)! >Й C<С<с/))rr Г Wó ..З ° ГЛс)il K < > (t(li 1<С Л<»F- H bl !1 Г«Е(Р<
«е, 11: м е р, . ..я пг ве:. и я че:т"
> с, < <с<, )! 3>((<)! 1< Kñ < i 2)("}<с <(,Е !Iа си lihl!K
t ; /!« 3!1fiItt(1hlti -! !< r> < с, )<«Г>, }1 ФОТО™ .> f »:! 11(наконь<х поп)(г>ова),tti> х кг 21!,»еГ) h, ", 1< с !, . с) i.-» <(СТ ЯР ;,! -; >ГЕ .t (1< Г<.1 3 O>(T!1 »>1>;.<;1 <с<Г">"Р(! (ПО Ра .(!ОЛОж(tf}(b!!1 От»0"с t ч).!>o !»>< 1>()11р;: (()»1)окне Отвс»рстия 1, >т(1"! J I < t3". 1! f l P Ç «I< i, r, < i< J >< i)ii ii < i;; iHii (ПС с,)i 1 . уж.)>- (цие- с ° <33 >-,. < Ф ) 111 OJIPII, K оть . р< Гиям, Желоб К!;, !Е. < (I)i(, < СЕ У 10<) 1В > . С(- -! ЕНН(>IС. KG н „> ы) i! f(У ГРен!и (ко(IKc!(,1(((i»((}I Ципи»Д1 i, : i1>(, (! ;>i i riТ(i:I <
1!i> .! l. !r. И ((с т сакс)И. I атсl > К а K ОДНУ ОС.; ПГ)1; сДЕТВЛЬ, ВНУ ГРИ ЕЕ . .ВЕРЛИ.-(И г з»и о е(ое о())е1>етие и наре али н е)м р «ьбу, 11а бокоьы<> поверхности Я(1 у:. ионных конусов наносили метаяли (с I,OP «Е !)К.) f)h}(OP ()OK@bi j!(P» ВНЕ((!НИЙ «.0,(«;c»aJ(h»bfй цилиндр вытачивали из о пце-»ног(чер()ого б.(очногс псн> (г" . Гf J(МЕ . ((<К}> il."f а"). а),«3}{ 1 Ре НIIН>lu 110 fi J >)(}(OC 1 h (3(0 htаТН;)О))а).И с f <>Pilb! ЦИ -S (ll< t пр,) Основной (н 1 «ли пс>аг н> I > (ему р; .3меру точно 1)ерпендику ((я Р « > li)1е!><1<(рИЧЕСКСЙ О(сl аТ bl ИУ KO.< .. Иапьн > пентриро.« IJIII 1) .. сд«я -и 16 друг с другом посредством склейки с кольцевыми оптическими окнами, при» чем желобки располагали внутри рабочей полости кюветы, Аналогично изготавливали еще одну кювету, отличающуюся лишь тем, что внешний коаксиальный цилиндр выпол» ияли из прозрачного блочного полиметилметакрилата, Кювету навинчивали на ось двига» теля и закрепляли контргайками, Дви» гатель с кюветой помещали в горизонтальный держатель так, чтобы кольцевые оптические окна были вертикаль» ными и располагали в кюветном отделении приборов ° В таком исполнении фотометрическая кювета позволяла про» водить центрифугирование со скоростью до 11 тысяч об/мин, Пример 2. С целью демонстрации работоспособности и возможностей предлагаемой фотометрической кюветы были выполнены измерения в отражен ном свете: а) спектров отражения антоцианово» го красителя, полученного из кожицы сливы, используемого для окраски кон» дитерских изделий, на предмет выяс» нения его цветовых характеристик; .б) спектров отражения различно окрашенного биссерного иолиметил» метакрилата, исгользуемого для изго» товления декоративных табло и панелей, на предмет выяснения степени его отражения и спектрального состава отраженного света; в) спектров отражения тонких иле» нок агрегированного исендоизоцианинхпорида, используемого в фотографии, на предмет выяснения особенностей структуры агрега гов; г) сиектры дисперсии оптического вращения и линейного дихроизма тон» ких пленок агрегированного исевдсизоцианинхлорида, используемые в качестве датчика влажности. иа предмет выяснения возможности их применения для дистанционной регистрации точки росы; д) спектров люминесиенции водного раствора рибофлавииа, используемого в аптечном производстве для приготов» ления глазных капель, на предмет об» наружения в нем дес rpyi ироваиной при» меси люмихрома; е) светорассеяния водных лекарственных форм рибофлавиии и геиарина, используемых в фарми ии, iië предмет . 27932 детек.ирования в них механических микропримесей; ж) спектров линейного дихроизма и 5 дисперсии оптического вращения водно» ацетонового раствора феофитина, используемого в настоящее время в качестве модели для демонстрации гравитооптического эффекта, на предмет 1О определения структуры коллоидного раствора агрегатов, имеющего гельобразный характер, возможности ре» гистрации гравитооптического эффекта в отраженном поляризованном свете, 15 Погрешность проводимых измерений составляла в среднем величину 48X ° В случае когда для указанных иэмере» ний использовали кювету, в которой 20 внутренние стенки внешнего коаксиального цилиндра не были эачернены и матированы, погрешность оптико спектральных измерений спектров отражения антоцианового красителя, спектров 25 отражения биссерного полиметилметакрилата, а также спектров отражения тонких пленок агрегированного псевдо" изоцианинхлорида возрастала до 15» 18/, светорассеяния водных лекарст» венных форм рибофлавина и гепарина до 25-30/, спектров дисперсии оптического вращения и линейного дихроиз» ма тонких пленок агрегированного псевдоизоцианинхлорида и водного 35 раствора агрегированного феофитина до 50»2007 Это вызвано регистрацией наряду с отражением от поверхностей центрифугируемых веществ, отраженных световых пучков от внутреннеи 4О стенки внешнего коаксиального цилиндра, которые прежде, чем по— пас ть на отражающую поверхность усеченного конуса и затем отразиться в направлении системы регистрации, 5 испытывают поглощение и преломление в толщине слоев этих веществ Особенно сильно возрастает погрешность в случае измерения линейного дихроизма и дисперсии оптического вращения, так как здесь измерительные сканирующие световые пучки линейно и в общем случае эллиитически иояяризованы, Минимальная погрешность измерений достигается лишь ири изме» Ренин люминесцентных характеристик растворов рибофлавина, она состав» ляет 7-10/ ° Попытка использования извсстиой кюветы для проведения измереиии дает «627932 1 sinP (1 + —" — ) 16 "tgp 1. 41+ 45 Определенные результаты, однако их погрешность возрастает еще больше :«a счет того, что сканирующий свето вой пучок приходится направлять на центрифугируемое вещество под острым углом к кольцевым оптическим окнам, В этом случае погрешность измерений оптико-спектральных параметров со ставляет: для спектров отражения тонких пленок агрегированного псевдо из о« ««аш ««хлорида 20-242, для свето рассеяния водных лекарственных форм рибофланина и гепарина 32 377., для спектро««дисперсии оптического вра» щения и линейного дихроизма тонких ««ленок агрегированного псевдоизо цнанинхлорида и водно-ацетоновых »астворов феофитиыа l00400Z. Т,ев ««Осто рность подобных измерений б.п«зк;., нулю, что позволяет говорить О ««с пр, . нимосги известной кюветы измерен.й ряда оптических и спектрал«ны.: параметров ° гс;.аря своим конструктивным c0" ннастям кювета позволяет на» д» -,« ".товерно и с небольшой ..О .,:: .-.тью производить измере««ие 9 О,;я«.о-спектраль««ь«х параметров, ««« .-.О, как для известной кюветы ° В;.гс «аря своим конструктивным Ос .. н:«:стям кювета позволяет выполня - =м -рения и проводить центри» фу .«$- ан, е 3 к.;«ассов веществ: жидко, полужидкОГО твердого (,пленоч рассто«ние между кольцевыми -.„тическими окнами; расстояние между основанием усеченных конусов и внешним к.«à«;eèàëüíb«ì цилиндром; ногэ и сыпучего) вместо 1 класса, как для известной кюветы. 7аким образом, фотометрическая кювета увеличивает количество изме» 5 ряе««ь«х оптических и спектральных парам<.тров. Кроме того, положител«.н;и эффектом является также повышение точности проводимых измерений, повы шение удобства и производительности труда. Формул а изобретения Фотометрическая кювета, содержащая соосно расположенные внутренний и в««е" ний коаксиальные цилиндры, соединенные с торцов плоскопараллельным«« кольцевыми оптическими окнами, образующие рабочую полость, в котоой выполнены входное и выходное от ер."òèH, отличающаяся т.«.„ что, с целью увеличения коли» чес. ва измеряемых оптических и спектрал«.«.« õ параметров и повь««пения точно ..и измерений, внутри рабочей поло", и на внутреннем коаксиальном цил«:«.рре жестко установлены два усе» че« «,"-. конуса с общим основанием, па» рати; льнь«м кольцевым окнам, с соос» ж«м«« «ентральными отверстиями с оди» нак >вым углом наклона образующих и зеркальными боковыми поверхностями, причем внутренняя поверхность внеш35 него коаксиального цилиндра выполнена матовой и зачерненной, а парамет» r,è кюветы связаны соотношением угол наклона образующих коР нусов к кольцевым оптическим окнам. 1! I!!(! ! iI. Р, 1!!... ° .3! L.l. (. (I (I! I(Г! (Л(Г! !! г! а, 1((! l !.(! - „. ВЕ 1, П1 (! 1Ф /2 1!!.(! :() i.;,$ (< "I a (((С Y(IA„Ì 35.! Е) . -. 5 с " (
