ПРОЗРАЧНЫЙ ЗАЩИТНЫЙ СТЕНОВОЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СПОСОБЕ ИЛИ В УСТРОЙСТВЕ ДЛЯ ОПТИЧЕСКОЙ ЭМИССИОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ ТЕКУЧИХ СРЕД С ЛАЗЕРНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

Область техники
Данная полезная модель относится к прозрачному защитному стеновому элементу для использования в способе или устройстве для оптической эмиссионной спектроскопии текучих сред с лазерным возбуждением, как это определено в преамбуле независимого п. 1.
Атомная/оптическая эмиссионная спектроскопия представляет собой метод измерения присутствия или количества какого-либо элемента в образце. С помощью источника электромагнитной энергии, например, лазера, в образце вызывают образование плазмы, и электроны в элементе возбуждают до более высокого уровня; по мере того, как электроны возвращаются на более низкий энергетический уровень, они испускают фотоны с характеристической длиной волны. Свет, то есть фотоны, испускаемые плазмой, воспринимают и анализируют в спектроскопической системе. Длина волны пропорциональна разности энергий между возбужденным состоянием и состоянием, в которое возвращается электрон. Измеренная интенсивность пропорциональна концентрации измеренного элемента в плазме, при этом атомные характеристики измеренного перехода включают вероятность перехода и энергию возбужденного состояния, а характеристики плазмы включают плотность электронов и температуру.
Атомную/оптическую эмиссионную спектроскопию можно применять, например, для измерения присутствия или количества какого-либо элемента/элементов в потоке образца, представляющего собой текучую среду.
В способах и устройствах для оптической эмиссионной спектроскопии текучих сред с лазерным возбуждением, например, в способе и устройстве, представленных в публикации WO 2015/082752, между текучей средой, которую следует проанализировать, и измерительными устройствами, включающими лазер и спектроскопическую систему, можно поместить прозрачный защитный стеновой элемент для защиты измерительных устройств от данной текучей среды.
В способах и устройствах для оптической эмиссионной спектроскопии текучих сред с лазерным возбуждением проблема заключается в том, что если создаваемый лазерным устройством луч лазера направлен перпендикулярно к поверхности, вдоль которой протекает анализируемая текучая среда, то лазерный луч частично отражается от поверхности обратно к лазерному устройству, и лазерное устройство повреждается.
Цель полезной модели
Целью данной полезной модели является обеспечение такого применения прозрачного защитного стенового элемента в способе или устройстве для оптической эмиссионной спектроскопии текучих сред с лазерным возбуждением, которое решает вышеуказанную проблему.
Краткое описание полезной модели
Полезная модель прозрачного защитного стенового элемента для использования в способе оптической эмиссионной спектроскопии текучих сред с лазерным возбуждением или в устройстве для оптической эмиссионной спектроскопии текучих сред с лазерным возбуждением охарактеризована тем, что определено в независимом п. 1.
Предпочтительные примеры воплощения прозрачного защитного стенового элемента определены в зависимых пунктах.
Данная полезная модель основана на размещении прозрачной пластины прозрачного защитного стенового элемента в раме прозрачного защитного станового элемента так, что прозрачный защитный стеновой элемент наклонен по отношению к раме. Наклон прозрачной пластины прозрачного защитного стенового элемента заставляет лазерный луч изгибаться при прохождении через прозрачную пластину прозрачного защитного стенового элемента, предотвращая, таким образом, по меньшей мере, частичное отражение лазерного луча в обратном направлении, в сторону лазера.
Перечень чертежей
Ниже данная полезная модель описана более подробно со ссылкой на чертежи, где:
- на Фиг. 1 изображен в разрезе принцип действия одного из воплощений устройства для оптической эмиссионной спектроскопии с лазерным возбуждением,
- на Фиг. 2 изображено, более подробно, устройство для оптической эмиссионной спектроскопии с лазерным возбуждением, показанное на Фиг. 1,
- на Фиг. 3 изображено одно из воплощений прозрачного стенового элемента,
- на Фиг. 4 приведено под другим углом изображение прозрачного стенового элемента, показанного на Фиг. 3, и
- на Фиг. 5 изображен прозрачный стеновой элемент, показанный на Фиг. 3, в разрезе.
Подробное описание полезной модели
Данная полезная модель относится к прозрачному защитному стеновому элементу
1 для использования в способе оптической эмиссионной спектроскопии текучих сред с лазерным возбуждением, или в устройстве для оптической эмиссионной спектроскопии текучих сред с лазерным возбуждением.
Прозрачный защитный стеновой элемент 1 содержит прозрачную пластину 2, имеющую первую плоскую сторону 3 и первую плоскую сторону 4, а также кромку 5 между первой плоской стороной 3 и первой плоской стороной 4; при этом первая плоская сторона 3 и первая плоская сторона 4 являются параллельными.
Прозрачный защитный стеновой элемент 1 имеет раму 6, по меньшей мере, частично окружающую прозрачную пластину 2.
Рама 6 имеет первое средство 7 соединения для взаимодействия со вторым средством 8 соединения на устройстве для оптической эмиссионной спектроскопии текучих сред с лазерным возбуждением, чтобы осуществлять разъемное соединение и выравнивание прозрачного защитного стенового элемента 1 между потоком 9 образца текучей среды, протекающим через проточную ячейку 10 устройства для оптической эмиссионной спектроскопии текучих сред с лазерным возбуждением, и лазерным блоком 11 устройства для оптической эмиссионной спектроскопии текучих сред с лазерным возбуждением так, чтобы между прозрачным защитным стеновым элементом 1 и потоком 9 образца текучей среды, протекающим через проточную ячейку 10, образовать промежуток (не отмеченный позицией на чертежах), и чтобы лазерный луч 12, испускаемый лазерным устройством 11, проникал через прозрачную пластину 2 прозрачного защитного стенового элемента 1.
Первое средство 7 соединения рамы 6 имеет первую поверхность 13 выравнивания плоского конца для выравнивания положения прозрачного защитного стенового элемента 1 относительно второй поверхности 14 выравнивания устройства для оптической эмиссионной спектроскопии текучих сред с лазерным возбуждением.
Прозрачная пластина 2 размещена в раме 6 так, что первая плоская сторона 3 и первая плоская сторона 4 прозрачного защитного стенового элемента 1 наклонены по отношению к первой поверхности 13 выравнивания плоского конца под углом А наклона от 1 до 10°, предпочтительно от 2 до 7°, например, около 3°.
Первое средство 7 соединения рамы 6 может иметь внешнюю окружную поверхность 15 выравнивания для выравнивания положения прозрачного защитного стенового элемента 1 относительно внутренней окружной поверхности 16 совмещения устройства для оптической эмиссионной спектроскопии текучих сред с лазерным возбуждением.
Рама 6 может иметь форму тела вращения так, что рама 6 имеет внешнюю окружную поверхность 17, внутреннюю окружную поверхность 18, первую торцевую поверхность 19 между внешней окружной поверхностью 17 и внутренней окружной поверхностью 18, и противоположную вторую торцевую поверхность 20 между внешней окружной поверхностью 17 и внутренней окружной поверхностью 18.
Если рама 6 имеет форму тела вращения, как описано выше, наибольший внутренний диаметр внутренней окружной поверхности 18 рамы 6 может составлять от 50 до 60 мм, предпочтительно около 55 мм, а наименьший внешний диаметр внешней окружной поверхности 17 рамы 6 может составлять от 70 до 80 мм, предпочтительно около 75 мм.
Если рама 6 имеет форму тела вращения, как описано выше, прозрачный защитный стеновой элемент 1 может включать первый элемент 21 выравнивания для взаимодействия со вторым элементом 22 выравнивания на устройстве для оптической эмиссионной спектроскопии текучих сред с лазерным возбуждением; при этом первый элемент 21 выравнивания расположен на внешней окружной поверхности 17 рамы 6. Первый элемент 21 выравнивания может включать стальной штырек, предпочтительно штырек из нержавеющей стали, расположенный в несквозном отверстии 23 на внешней окружной поверхности 17 рамы 6.
Если рама 6 имеет форму тела вращения, как описано выше, прозрачный защитный стеновой элемент 1 может включать первое уплотнительное кольцо 24, расположенное в первой окружной канавке 25 на внешней окружной поверхности 17 рамы 6.
Если рама 6 имеет форму тела вращения, как описано ранее, кромка 5 прозрачной пластины 2 имеет цилиндрическую форму, так что кромка 5 прозрачной пластины 2 имеет форму и размеры, соответствующие форме и размерам сечения внутренней окружной поверхности 18 рамы 6; и прозрачная пластина 2 зафиксирована относительно рамы 6 в указанном сечении внутренней окружной поверхности 18 рамы 6 между вторым уплотнительным кольцом 26, расположенным во второй окружной канавке 27 на внутренней окружной поверхности 18 рамы 6, и зажимом 28, например, стопорным кольцом, расположенным в третьей окружной канавке 29 на внутренней окружной поверхности 18 рамы 6. В таком случае прозрачная пластина 2 может иметь диаметр от 50 до 60 мм, например, около 55 мм.
Если рама 6 имеет форму тела вращения, как описано выше, прозрачный защитный стеновой элемент 1 может включать первый магнит 30 на внешней окружной поверхности 17 рамы 6 для взаимодействия со вторым магнитом (не показан) на устройстве для оптической эмиссионной спектроскопии текучих сред с лазерным возбуждением; при этом магниты выполнены для указания правильного соединения и выравнивания положения прозрачного защитного стенового элемента 1 относительно устройства для оптической эмиссионной спектроскопии текучих сред с лазерным возбуждением.
Если рама 6 имеет форму тела вращения, как описано выше, то рама 6 может быть снабжена по меньшей мере одним отверстием 31, предназначенным для содействия соединению прозрачного защитного стенового элемента 1 с устройством для оптической эмиссионной спектроскопии текучих сред с лазерным возбуждением, а также для содействия отделению прозрачного защитного стенового элемента 1 от устройства для оптической эмиссионной спектроскопии текучих сред с лазерным возбуждением.
Прозрачная пластина 2 прозрачного защитного стенового элемента 1 иметь коэффициент пропускания по меньшей мере 80% для длин волн от 190 до 1100 нм, предпочтительно по меньшей мере 85% для длин волн от 190 до 1100, более предпочтительно по меньшей мере 90% для длин волн от 190 до 1100 нм.
2
2
Прозрачная пластина 2 прозрачного защитного стенового элемента 1 может включать по меньшей мере одно из следующих веществ: CaF, плавленый кварц, сапфир, MgF и кристаллический кварц.
Расстояние между первой плоской стороной 3 прозрачной пластины 2 и первой плоской стороной 4 прозрачной пластины 2 может составлять от 2 до 8 мм, предпочтительно от 3 до 7 мм, более предпочтительно от 4 до 6 мм, например, около 5 мм.
Для специалиста очевидно, что по мере развития технологии основную идею данной полезной модели можно осуществить различными путями. Таким образом, данная полезная модель и ее воплощения не ограничены вышеупомянутыми примерами и могут изменяться в пределах объема формулы полезной модели.