СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКАЯ ЖИДКОСТНАЯ КЮВЕТА

Область техники
Полезная модель относится к области фотометрического анализа вещества и высокоэффективной жидкостной хромотографии и может быть использована при спектрофотометрии в составе ультрафиолетового или спектрофотометрического детектора.
Уровень техники
Известна, выполненная в виде измерительного канала, проточная микрокювета Z - типа, в которой элемент с анализируемым веществом в составе жидкости подается в измерительный канал и выходит из него под углом к оптической оси излучения от источника света, взаимодействие которого с анализируемым веществом изменяет регистрируемое фотоприемником оптическое поглощение света (US, №5,608,517, М. Кл.6: G01N 21/05, 1995 г.).
Недостатки известного устройства состоят в его ограниченной чувствительности, в связи с малой длиной оптического пути, не превышающего 10 мм при измерительном объеме 10-20 мкл, а также в недостаточно высокой надежности соединений измерительного канала с торцами устройства, работающего при высоких давлениях (до 400 бар), требующих тщательного уплотнения для предотвращения протечки элюента.
Известна спектрофотометрическая жидкостная кювета, снабженная элементом нарушенного полного внутреннего отражения в виде полуцилиндра, выполненного из термопластического халькогенидного стекла (А.с. СССР №1162306, кл. G01N 21/03, 1989 г.).
Недостатком известного устройства являются ограниченные эксплуатационные возможности, определяемые характерными коэффициентами поглощения образцов.
Наиболее близким к заявленному предложению, принятым в качестве прототипа, является спектрофотометрическая жидкостная кювета, содержащая съемную крышку, поворотный блок со стаканчиками из термопластического халькогенидного стекла (RU. №2094774, Кл. G01N 21/05, 1996 г.).
Недостатками прототипа являются его низкие чувствительность и надежность.
Раскрытие полезной модели
Задачей полезной модели является повышение чувствительности и надежности спектрофотометрической жидкостной кюветы.
Поставленная задача обеспечивается тем, что спектрофотометрическая жидкостная кювета, содержащая корпус с измерительным проточным каналом в виде никелевого капилляра с отполированной внутренней поверхностью для многократного отражения оптического излучения, имеющего входы и выходы для элюента и для оптического излучения в процессе фотометрического анализа вещества с кварц-кварцевыми волокнами, волоконно-оптическими разъемами с кварцевой сердцевиной световода.
Волоконно-оптические разъемы снабжены накидной гайкой, прижимающей торцы световода к капилляру с одновременным уплотнением и самоюстированием торцев вдоль оптической оси измерительного канала.
Капилляры на входе измерительного канала и на выходе из него имеют фаски, выполненные из условия обеспечения ламинарного режима потока среды в кювете в условиях высокого давления.
Никелевый капилляр имеет длину оптического пути до 20 мм и внутренний диаметр 0,8 мм.
Краткое описание чертежей
На прилагаемой фигуре изображена заявляемая спектрофотометрическая жидкостная кювета, где 1, 10 - кварц-кварцевый световод; 2, 9 - волоконно-оптический разъем с кварцевой сердцевиной световода; 3, 8 - накидная гайка, 4, 7 - держатель кюветы; 5 - корпус кюветы из РЕЕК, 6 - никелевый капилляр с отполированной внутренней поверхностью; 13, 15 - внешние фаски на капилляре 6 выполненные из элюента, выполненные из условия обеспечения ламинарных гидравлических режимов; 11, 16 - кварцевая сердцевина световода; 12 - входной штуцер для элюента; 14 - выходной штуцер для элюента. Никелевый капилляр 6 имеет длину оптического пути до 20 мм и внутренний диаметр 0,8 мм. При больших значениях длины и внутреннего диаметра капилляра ухудшаются эксплуатационные показатели устройства.
Осуществление полезной модели
Принцип действия устройства основан на законе Бэра (Райков Б.Е. Карл Бэр. Его жизнь и труды. М. - Л. 1961 г.), согласно которому оптическая плотность раствора D прямо пропорциональна молярному коэффициенту светопоглощения E(λ), концентрации поглощающего вещества С и длине оптического пути в проточной кювете L:
D=Е(λ)×С×L
Следовательно, для увеличения чувствительности фотометрического анализа необходимо увеличить длину оптического пути устройства и при этом сохранить без изменения измерительный объем кюветы, т.к. увеличение объема проточного канала приводит к размытию хроматографических пиков. Увеличение длины оптического пути кюветы при сохранении объема неизбежно приводит к уменьшению внутреннего диаметра измерительного канала, а значит и к уменьшению светосилы устройства, что также снижает чувствительность фотометрического анализа.
Оптическое излучение от источника света (на чертеже не показан) проходит по кварц-кварцевому световоду 1, 10 волоконно-оптическому разъему 2,9 с накидной гайкой 3, 8, обеспечивающей одновременное крепление, герметизацию и юстирование устройства, в расположенный в корпусе 5 никелевый капилляр 6 с отполированной внутренней поверхностью и внешними фасками 13, 15 для оптимальной ориентации излучений на входе элюента через штуцер 12 в капилляр 6 и на выходе из него через штуцер 14, выполненные с условием обеспечения ламинарного гидравлического режима элюента в капилляре 6, в котором за счет отражения от полированных внутренних стенок оптические лучи многократно проходят сквозь элюент, состав которого изменяет их физические инструментально измеряемые характеристики. При этом кварцевая сердцевина световодов 11, 16 обеспечивает необходимое ориентирование оптических лучей при входе в капилляр 6 и при выходе из него.
Строгое фиксирование кюветы на детекторе обеспечивается с помощью держателей 4, 7.
Как видим, новая совокупность предложенных технических признаков обеспечивает новые технические результаты, что свидетельствует о несомненной ее патентоспособности.
Технические результаты
В заявленном предложении, за счет увеличения длины оптического пути устройства при сохранении без изменений измерительного объема кюветы, обеспечивается повышение чувствительности фотометрического анализа при использовании устройства, упрощается конструкция проточной микрокюветы, не использующей оптических окон, и упрощается эксплуатация прибора, не требующего предварительной юстировки с источником и приемником излучения.