CS266826B1

CS266826B1 - Specific cuvette to determine light absorption

Info

Publication number: CS266826B1
Application number: CS877782A
Authority: CS
Inventors: Cestmir Ing Barta; Milan Ing Hejl
Original assignee: Barta Cestmir; Hejl Milan
Priority date: 1987-10-30
Filing date: 1987-10-30
Publication date: 1990-01-12
Also published as: CS778287A1

Abstract

Zařízení pro stanovení absorpce světelného záření, jehož součástí je měrná kyveta, patří rovněž mezi přístroje používané při ochraně životního prostředí. Řešená měrná kyveta je tvořena vnějším pláštěm, který je popřípadě uzavřen dvěma víky, přitom vnitřní funkční plocha pláště je pokryta reflexní vrstvou, která je popřípadě v místě posledního z odrazů světelného paprsku před výstupem z měrné kyvety upravena do tvaru konkávního zrcadla. Geometrické řešení měrné kyvety vedle miniaturizace zajišťuje i optimalizaci optických parametrů. Prodloužení dráhy světelného paprsku ve vnitřním prostoru měrné kyvety zajistí zvýšení citlivosti a přesnosti celého zařízení.The device for determining the absorption of light radiation, which includes a measuring cell, is also one of the devices used in environmental protection. The measuring cell in question consists of an outer shell, which is optionally closed with two lids, while the inner functional surface of the shell is covered with a reflective layer, which is optionally adjusted to the shape of a concave mirror at the location of the last reflection of the light beam before exiting the measuring cell. The geometric solution of the measuring cell, in addition to miniaturization, also ensures the optimization of optical parameters. The extension of the path of the light beam in the inner space of the measuring cell ensures an increase in the sensitivity and accuracy of the entire device.

Description

Vynález se týká uspořádání měrné kyvety, která je součástí zařízení pro stanovení absorpqp světelného záření v zadané spektrální oblasti.The invention relates to a measuring cuvette arrangement which is part of a device for determining the absorption of light radiation in a given spectral region.

Podstatnou součástí zařízení pro stanovení absorpce světelného záření je měrná kyveta, jejíž geometrické rozměry a optické parametry ovlivňují přesnost a efektivitu měření.An essential part of the device for determining the absorption of light radiation is a measuring cuvette, the geometrical dimensions and optical parameters of which affect the accuracy and efficiency of the measurement.

Jsou používány měrné kyvety ve tvaru hranolu, které však vykazují některé nedostatky. Vnitřní prostor měrné kyvety, vzhledem k ostrým hranám, jo .,atné mezi jednotlivými měřeními poměrně dlouhou dobu proplachovat čistým vzduchem, aby se nebezpečí kontaminace nové náplně náplní původní snížilo na minimum. Vzhledem k tomu, že nelze celý vnitřní prostor měrné kyvety využít k měření, mají tyto kyvety relativně velké rozměry pro dosažení požadované přesnosti měření. Tato skutečnost se zase nepříznivě odráží v požadavku na výkon tepelného zdroje pro temperaci měrné kyvety i v době potřebné pro její temperaci, nemluvě o relativně velkých objemech proplachovaného vzduchu i měrné plynné směsi.Prismatic cuvettes are used, but they have some drawbacks. Due to the sharp edges, the inner space of the measuring cuvette can be flushed with clean air for a relatively long time between individual measurements, in order to reduce the risk of contamination of the new filling with the original filling to a minimum. Due to the fact that the entire internal space of the measuring cuvette cannot be used for measurement, these cuvettes have relatively large dimensions to achieve the required measurement accuracy. This fact, in turn, is adversely reflected in the requirement for the output of the heat source for tempering the specific cuvette even at the time required for its tempering, not to mention relatively large volumes of purged air and specific gas mixture.

Tyto nedostatky odstraňují měrné kyvety tvořené vnějším a vnitřním pláštěm ve tvaru válcové plochy, uzavřeném popřípadě dvěma víky, na jejichž vnitřních funkčních plochách je nanesena reflexní vrstva. Funkční plochy vík mohou být ve tvaru různých kombinací ploch pláště komolého kužele nebo kužele, sférických nebo parabolických ploch, případně jejich výsečí. Téměř celý vnitřní prostor takto konstruované měrné kyvety lze využít k interakci světelného záření s měřeným prostředím, mnohonásobným odrazem světelného paprsku je zajištěna jeho relativně dlouhá celková dráha v měřeném prostředí, čímž se dosahuje zvýšení citlivosti a přesnosti měření.These shortcomings are eliminated by specific cuvettes formed by an outer and an inner shell in the shape of a cylindrical surface, closed optionally by two lids, on the inner functional surfaces of which a reflective layer is applied. The functional surfaces of the lids can be in the form of various combinations of the surfaces of the truncated cone or cone shell, spherical or parabolic surfaces, or sections thereof. Almost the entire inner space of the measuring cuvette constructed in this way can be used for the interaction of light radiation with the measured environment.

Obdobných výsledků lze dosáhnout řešením měrné kyvety tvořené vnějším pláštěm uzavřeným dvěma víky podle vynálezu. Podstatou vynálezu je, že vnitřní funkční povrch vnějšího pláště je pokryt reflexní vrstvou, například z hliníku, popřípadě v místě posledního z odrazů světelného paprsku před výstupem z měrné kyvety do detektoru je reflexní vrstva upravena do tvaru konkávního zrcadla.Similar results can be obtained by solving a measuring cuvette formed by an outer shell closed by two lids according to the invention. The essence of the invention is that the inner functional surface of the outer shell is covered with a reflective layer, for example of aluminum, or in the place of the last of the light beam reflections before exiting the measuring cuvette into the detector, the reflective layer is shaped into a concave mirror.

Úpravou reflexní vrstvy do tvaru konkávního zrcadla dojde k potřebné fokusaci světelného paprsku do detektoru a k efektivnějšímu využití celkové energie světelného paprsku, a tím i dalšímu zvýšení citlivosti a přesnosti stanovení.By modifying the reflective layer into the shape of a concave mirror, the necessary focusing of the light beam into the detector will occur and the total energy of the light beam will be used more efficiently, thus further increasing the sensitivity and accuracy of the determination.

Na obr. 1 je schematicky uvedeno uspořádání měrné kyvety. Na obr. 2 je schematicky uveden půdorys celého zařízení na stanovení absorbce světelného záření včetně pohybu světelného paprsku v měrné kyvetě.Fig. 1 schematically shows the arrangement of the measuring cuvette. Fig. 2 is a schematic plan view of the whole device for determining the absorption of light radiation, including the movement of a light beam in a measuring cuvette.

Měrná kyveta na obr. 1 je tvořena pláštěm JL, například válcového tvaru, na jehož vnitřním funkčním povrchu je nanesena reflexní vrstva J2. Plášt 2 je uzavřen dvěma víky 3 a 2·The measuring cuvette in FIG. 1 is formed by a shell JL, for example of a cylindrical shape, on the inner functional surface of which a reflective layer J2 is applied. Casing 2 is closed by two lids 3 and 2 ·

Na obr. 2 je měrná kyveta tvořena pláštěm 2 s reflexní vrstvou 2 a zdroj světelného záření 2 a detektor 2· Světelný paprsek se od svého vstupu 2 do měrné kyvety postupně odráží v jednotlivých místech odrazů 2' která leží na reflexní vrstvě 2 vnitřní plochy pláště 2· Po n požadovaných odrazech opustí světelný paprsek T_ měrnou kyvetu výstupem 10.In FIG. 2 · After n required reflections, the light beam T_ leaves the measuring cuvette through the outlet 10.

Při průchodu světelného paprsku T_ vnitřním prostorem měrné kyvety dochází k vlastní interakci světelného záření s měřeným prostředím, kterým je měrná kyveta naplněna.When the light beam T_ passes through the inner space of the measuring cuvette, the light radiation itself interacts with the measured environment with which the measuring cuvette is filled.

Zařízení s měrnou kyvetou podle vynálezu bylo odzkoušeno na modelovém provedení.The device with a measuring cuvette according to the invention was tested on a model design.

Měrná kyveta byla vyrobena z plexiskla, její délka byla 20 mm, průměr 100 mm a počet odrazů světelného paprsku 2 uvnitř kyvety byl stanoven na čtyři. Vnitřní plocha pláště 2 byla, kromě místa vstupu ti a místa výstupu 10 světelného paprsku 2» pokryta reflexní vrstvou 2, například z hliníku. Celková dráha světelného paprsku 2 ^v uvedeném uspořádání byla 475 mm.The measuring cuvette was made of plexiglass, its length was 20 mm, its diameter was 100 mm and the number of reflections of the light beam 2 inside the cuvette was set at four. The inner surface of the housing 2 was, in addition to the point of entry ti and the point of exit 10 of the light beam 2, covered with a reflective layer 2, for example of aluminum. The total path of the light beam 2 ⁱⁿ said arrangement was 475 mm.

CS 266 826 Bl ' 3CS 266 826 B1 '3

Alternativně byla vyzkoušena konstrukce, kde v místě posledního odrazu 2 světelného paprsku 2 byla reflexní vrstva 2 upravena do tvaru konkávního zrcadla, za účelem fokusace světelného paprsku 2 úo detektoru 6.Alternatively, a construction has been tested in which, at the location of the last reflection 2 of the light beam 2, the reflective layer 2 has been shaped into a concave mirror in order to focus the light beam 2 on the detector 6.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

A measuring cell for determining the absorption of light radiation, formed by a housing and, if appropriate, two lids, characterized in that a reflective layer (2), for example of aluminum, is applied to the inner functional surface of the housing (1).

2. A measuring cuvette according to claim 1, characterized in that the reflective layer (2) is arranged in the shape of a concave mirror at the location of the last of the reflections (9) of the light beam (7) before the exit (10) from the measuring cuvette to the detector (6). .