Оптическая кювета

Предполагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению, в частности, к технике и методике спектроскопии и может быть использована на предприятиях химической промышленности, в полупроводниковой отрасли и, особенно, при разработке нанотехнологий.
Конструкции оптических кювет для исследования жидкостей и газов, достаточно хорошо известны 1.
В жидкостных прямоугольных кюветах рабочий объём исследуемого вещества может быть постоянным либо изменяемым. Сделать толщину исследуемого образца меньше 0,1 мм в подобных кюветах практически невозможно. С помощью капиллярных кювет возможно исследование объёмов вещества на уровне  . Общие недостатки всех типов кювет:
1. контролируемо создать, в интересах нанотехнологий, объёмы вещества на уровне  10 см в существующих конструкциях кювет невозможно;
измерительном цикле, а также, при одновременном уменьшении рабочего объёма кюветы.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является кювета нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО),содержащая элемент Ш1ВО в виде цилиндра, держатель образца в неразборном соединении с элементом НПВО, крышку с герметизирующей прокладкой, двумя пробками и винтами крепления в разборном соединении с держателем образца и поворотный блок 2.
Недостатками кюветы 2 являются: невозможность проведения одновременных измерений как в режиме ННВО, так и в режиме на пропускание; невозможность создания калиброванных нанообъёмов и невозможность изменения объёма исследуемого образца в процессе его измерения.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели, принятым за прототип, является спектрофотометрическая жидкостная кювета, работаюш;ая как в режиме пропускания, так и в режиме НПВО 3.
Кювета содержит цилиндрический стаканчик с вертикальным цилиндрическим отверстием (глухим или сквозным), элемент НПВО в виде полуцилиндра, сопряжённого по цилиндрической поверхности с отверстием, съёмную крышку и поворотный блок с установленным на нём пропускаюшим элементом, выполненным в виде стаканчика.
1.Невозможность одновременного измерения образцов как в
режиме пропускания, так и в режиме НПВО - без использования пово ротного блока;
2.Невозможность исследования образцов нанометрических объёмов;
3.Невозможность изменения рабочего объёма образцов в процессе их измерения;
4. Невозможность воздействия на исследуемые образцы сторонним излучением, на различных длинах волн, в процессе измерения.
Основной задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение функциональных возможностей кюветы, обеспечение возможности одновременного измерения образцов как в режиме на пропускание, так и в режиме НПВО, обеспечение измерений в нанообъёме с возможностью изменения его величины и обеспечение возможности воздействия на исследуемый образец излучения на различных длинах волн.
Для решения поставленной задачи предлагается оптическая кювета, которая, как и прототип, состоит из элемента нарушенного полного внутреннего отражения и пропускающего элемента.
В отличие от прототипа элемент нарушенного полного внутреннего отражения и пропускаюп1,ий элемент выполнены в виде двух призм, соединённых между собой, причём на гипотенузе одной из призм выполнено калиброванное углубление заданной формы и конфигурации.
Кроме того, оптическая кювета дополнительно снабжена устройством для деформации её рабочего объема, закрепленным на малом основании одной из призм.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что в оптической кювете два режима спектрофотометрирования - пропускания и НПВО - реализуются одновременно. Это достигается тем, что в рабочем объёме, образованном двумя призмами, на границе призма - исследуемый материал, возникает как отражение, так и преломление излучения входящее в кювету через катет одной из призм. Отраженное и преломленное излучение одновременно выходят через выходные катеты призм параллельно друг другу и могут в дальнейшем спектрофотометрироваться.
Благодаря дополнения оптической кюветы устройством для деформирования рабочего объема, при необходимости, рабочий объём можно изменять за счёт воздействия на одну из его поверхностей волной деформации, возбуждаемой этим устройством в случае выполнения его в виде ультразвукового пъезопреобразователя, который закрепляется на малом основании одной из призм.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 представлен обпщй вид оптической кюветы.
Оптическая кювета состоит из двух соединенных между собой по большим основаниям призм 1 и 2, которые образует рабочий объём
кюветы, высота которого задаётся калиброванной высотой углубления 3 и большим основанием 4 нропускающей призмы 2.
Калиброванное углубление 3 выполняется на большем основании одной из призм 1 или 2.
Призма 1 имеет входную поверхность 5 и выходную поверхность 6 в режиме НПВО.
Призма 2 имеет выходную поверхность 7.
Па блоке призм 1 и 2 закреплено устройство для деформации рабочего объёма 8.
Устройство для деформации рабочего объёма 8 может быть выполнено ультразвукового пъезопреобразователя, возбуждаемого с заданными акустическими характеристиками или в виде механической струбцины с точным позиционированием высоты рабочего объёма кюветы.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Через входную поверхность 5 призмы 1 производится спектрофотометрирование в режиме на пропускание.
Входное излучение, через входную поверхность 5 призмы 1 падает на границу раздела двух призм под углом, близким к углу полного внутреннего отражения для границы материал призмы - воздух. Углы наклона всех поверхностей 5, 6 и 7 к основаниям призм 1 и 2 рассчитаны так, чтобы направления излучений в режимах пропускания и ППВО, были параллельны входному излучению. При необходимости проведения измерений с изменяющимся рабочим объёмом 3, на малом основании
одной из призм закрепляется устройство для деформации рабочего объема кюветы 8, например, ультразвуковой пъезопреобразователь, возбуждение которого, в требуемом режиме, осуществляется от отдельного блока питания.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Л.В.Вилков, Ю.А.Пентин «Физические методы исследования в химии. М. Высш.шк., 1987. - с. 281; 285.
2.Приставка нарушенного полного внутреннего отражения ЫПВО2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ЛОМО, 1990 г.
3.Российская Федерация, патент № 2094774, МПК: 6 G 01N 21/05, 1997 г.- прототип.