CZ2007417A3

CZ2007417A3 - Cell to measure light absorption by gases and vapors in UV region

Info

Publication number: CZ2007417A3
Application number: CZ20070417A
Authority: CZ
Inventors: Vozka@Stanislav
Original assignee: Labio A. S.
Priority date: 2007-06-19
Filing date: 2007-06-19
Publication date: 2008-12-29

Abstract

Kyveta je vyrobená ze dvou leštených desek s hliníkovým povrchem, který je pokryt ochrannou vrstvouoxidu kremicitého nebo fluoridu horecnatého, pricemž mezi tyto desky je vložena vymezovací a tesnící folie z plastu a oba konce desek jsou uchyceny do koncovek opatrených utesnenými okénky z oxidu kremicitého nebo fluoridu horecnatého a kanálky pro vstup a výstup plynné fáze. Kyveta muže být vyhrívaná, a muže být upravena tak, že je na vstupní koncovce nasazen nástavec s cockou a koncovka umožnuje delit proud plynu do kyvety a do prostoru nástavce.The cuvette is made of two polished aluminum-coated panels, covered with a protective silicon oxide or magnesium fluoride layer, whereby a plastic spacer and a sealed foil are inserted between the plates, and the two ends of the plates are attached to the terminals provided with sealed silica or magnesium fluoride windows. and gas phase inlet and outlet channels. The cuvette can be heated, and can be adjusted so that an adapter with a lens is attached to the inlet end and the end piece allows the gas stream to divide into the cuvette and into the attachment space.

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká spektrofotometrického měření absorbce plynů a par v oblasti ultrafialového světla (150nm - 320 nm).The invention relates to spectrophotometric measurement of the absorption of gases and vapors in the region of ultraviolet light (150nm - 320 nm).

Dosavadní stav techniky:BACKGROUND OF THE INVENTION:

Měření absorbce světelných kvant v plynné fázi je široce využíváno v různých typech analyzátorů. Většinou se používá kyvet (nádob se vzorkem, které jsou opatřeny průhlednými okénky a světlo jimi prochází) s několikanásobně větší délkou než je obvyklé u vzorků kapalných aby se dosáhlo dostatečné citlivosti. Zvláště v případech kdy je zapotřebí udržet malý objem cely dochází v těchto případech k velkým ztrátám světla, protože všechny paprsky vstupující do kyvety nejsou rovnověžné s její optickou osou a interagují se stěnami kyvety. Může tak docházet k lomu do jiného prostředí (skleněné kyvety), nebo k rozptyly na nerovných stěnách či k absorpci světla do materiálu, ze kterého je kyveta vyrobena.Gas quantum absorption of light quantum is widely used in various types of analyzers. In most cases, cuvettes (sample containers that are provided with transparent windows and light passing through) are used with a length several times longer than usual for liquid samples to achieve sufficient sensitivity. Especially in cases where it is necessary to maintain a small cell volume, there is a large loss of light in these cases, since all the rays entering the cuvette are not aligned with its optical axis and interact with the walls of the cuvette. This can lead to fracture into another environment (glass cuvettes), scattering on uneven walls or absorption of light into the material from which the cuvette is made.

Při měření spekter plynných látek ve UV světle s vlnovou délkou kratší než 200 nm (deep UV, vacuum ultraviolet) je tento problém ještě aktuálnější, protože stoupá pohltivost stěn kyvety pro světelná kvanta. Délka kyvet proto musí být omezována.When measuring gaseous spectra in UV light with a wavelength shorter than 200 nm (deep UV, vacuum ultraviolet), this problem is even more topical as the absorptivity of the cuvette walls for the light quantum increases. The length of the cells must therefore be limited.

Podstata vynálezu:SUMMARY OF THE INVENTION:

Předmětem vynálezu je kyveta pro měřeni absorbce světla plyny a párami v UV oblasti vyznačená tím, že je vyrobená ze dvou leštěných desek s hliníkovým povrchem, který je pokryt ochranou vrstvou oxidu křemičitého nebo fluoridu horečnaté, přičemž mezi tyto desky je vložena vymezovací a těsnící folie z plastu a oba konce desek jsou uchyceny do koncovek opatřených utěsněnými okénky z oxidu křemičitého nebo fluoridu hořečnatého a kanálky pro vstup a výstup plynné fáze.The object of the invention is a cuvette for measuring the absorption of light by gases and vapors in the UV region, characterized in that it is made of two polished plates with an aluminum surface which is covered with a protective layer of silica or magnesium fluoride. The plastic and the two ends of the plates are mounted in terminals provided with sealed silica or magnesium fluoride windows and gaseous inlet and outlet channels.

Příklady provedení:Examples:

Příklad 1Example 1

Byla vyrobena kyveta z dvou desek borosilikátového skla o šířce 12 mm a délce 200 mm. Plocha desek vytvářející vnitřní povrch kyvety byla pokryta speciální technologií vrstvou hliníku na kterou byla nanesena ochranná vrstva oxidu křemičitého zvyšující zároveň odrazivost UV světla. Mezi desky byly vloženy dva pruhy PTFE folie o tloušce 1 mm, které vytvořily kanál o šířce 4 mm, Desky s folií byly vloženy do kovové pouzdra opatřeného drážkou ve tvaru U s otvory se závitem na jedné straně. Do otvorů bylo našroubováno 10 šroubů M4, které stlačovaly skleněnné desky s folií k sobě. Na oba konce desek vyčnívající z kovového pouzdra byly pomocí netransparentního epoxidového tmelu natmeleny kovové kocovky do kterých byly předem stejným tmelem vlepena kruhová okénka ze synthetického křemene o průměru 8 mm tak, aby tmel umožňoval průchod světla pouze štěrbinou mezi deskami a zamezoval průchodu světla skleněnou vrstvou desek. Do bočních stěn koncovek byly předem vyvrtány kanálky a do nich zatmeleny kovové kapiláry pro přívod a odvod plynné fáze.A cuvette was made of two sheets of borosilicate glass with a width of 12 mm and a length of 200 mm. The surface of the plates forming the inner surface of the cuvette was covered with a special technology layer of aluminum on which a protective layer of silica was applied, increasing the reflectivity of UV light. Two sheets of 1 mm thick PTFE foil were inserted between the plates to form a 4 mm wide channel. Ten M4 screws were screwed into the holes, which pressed the glass plates together with the foil together. On both ends of the plates protruding from the metal sleeve, metal lumps were sealed with a non-transparent epoxy sealant into which round windows of synthetic quartz with a diameter of 8 mm were pre-glued with the same sealant so that the sealant allows light to pass . Ducts were pre-drilled into the side walls of the terminals and metal capillaries for the gas phase inlet and outlet were sealed into them.

Příklad 2Example 2

Kyveta popsaná v příkladu 1 byla upravena tak, že to kovového pouzdra bylo vloženo topné těleso a čidlo teploty. Připojením k vhodnému regulátoru teploty bylo možno kyvetu temperovat až na teplotu 120 °C a zamezit tak kondenzaci par v kyvetě.The cuvette described in Example 1 was modified by inserting a heater and a temperature sensor into the metal housing. By connecting to a suitable temperature controller, the cuvette could be tempered up to 120 ° C to prevent condensation in the cuvette.

• 4 ··· • · ’ • · 4 · · • * · · · ·· « 4• 4 · 4 · 4 * 4

4 ·4 ·

4*4 *

Příklad 3Example 3

Byla vyrobena kyveta z dvou desek broušeného a leštěného borosilikátového skla o šířce 12 mm a délce 150 mm, Plocha desek vytvářející vnitřní povrch kyvety byla pokryta speciální technolog,'.' vrstvou hliníku na kterou byla nanesena ochranná vrstva fluoridu horečnatého zvyšující zároveň odrazivost UV světla. Mezi desky byly vloženy dva pruhy kaptonové (poiyimodové) folie o tloušce 0,4 mm, které vytvořily kanál o Šířce 2 mm. Desky s folii byly vloženy do kovové pouzdra opatřeného drážkou ve tvaru U s deseti otvory se závitem M4 na boční straně a se závity M20x1 na čelní straně pouzdra. Do bočních otvorů bylo našroubováno 10 šroubů M4, které stlačovaly skleněnné desky s folií k sobě. Do obou čelních závitů byly vloženy vymezovací podložky a pak našroubovány kovové koncovky do kterých byly předem vložena kruhová okénka z fluoridu hořečnatého o průměru 8 mm opatřená těsněním z polymidu, které dosedlo na okraje skleněných desek a utěsnilo kanál kyvety. Otvor pro průchod světla v těsněni byl formován tak, aky vytvořil štěrbinu, která znemožňuje světlu průchod skleněnou deskou. Koncovky byly opatřeny bočními vstupními otvory pro přívod plynu.A cuvette was made of two plates of cut and polished borosilicate glass with a width of 12 mm and a length of 150 mm. The surface of the plates forming the inner surface of the cuvette was covered with a special technologist. a layer of aluminum on which a protective layer of magnesium fluoride was applied, increasing the reflectance of UV light. Two 0.4 mm thick Kapton foil strips were inserted between the plates to form a 2 mm wide channel. The foil plates were inserted into a metal sleeve provided with a U-shaped groove with ten M4 threads on the side and M20x1 threads on the front of the housing. 10 M4 screws were screwed into the side holes, which pressed the glass plates with the foil together. Spacer washers were inserted into both face threads, and then the metal endings were screwed into which the 8 mm diameter magnesium fluoride circular windows fitted with a polyamide seal were fitted to the edges of the glass plates and sealed the cuvette channel. The light passage hole in the seal has been formed to form a slit that prevents light from passing through the glass plate. The terminals were provided with side gas inlet openings.

Příklad 4Example 4

Kyveta popsaná v příkladu 3 byla na straně vstupu světla opatřena válcovým nástavcem do kterého byla umístěna kolimační čočka z syntetického křemene tak aby mezi čočkou a stěnou válce zůstala štěrbina. Vstupní koncová kyvety byla upravena tak aby vstupující proud plynu byl odvětven jak do prostoru kyvety tak to válce s čočkou. Válec s čočkou byl opatřen na konci kde nebyla připojena kyveta výstupem plynu, který byl napojen na uzavírací solenoidový ventil. Vstupní otvor válce $ čočkou byl připojen pře poiyimodové těsnění k deuteriové lampě sloužící jako zdroj UV světla. Při použití byl nejdříve otevřen ventil na válci s čočkou a prostor válce byl vypláchnut inertním plynem. Poté byl ventil uzavřen a do kyvety napuštěn vzorek par jejichž spektra byla proměřována.The cuvette described in Example 3 was provided with a cylindrical extension on the light inlet side into which a synthetic silica collimating lens was placed so that a gap remained between the lens and the cylinder wall. The inlet end cuvette was modified so that the incoming gas stream was vented to both the cuvette space and that of the lens cylinder. The lens cylinder was provided with a gas outlet at the end where the cuvette was not connected to a shut-off solenoid valve. The lens inlet was connected via a polyimode seal to a deuterium lamp serving as a UV light source. In use, the valve on the lens cylinder was first opened and the cylinder space was flushed with inert gas. Then the valve was closed and a sample of vapors whose spectra were measured was filled into the cuvette.

Claims

UTUTrUTAl / l ^ 41 Λ ΠΛΙΛ / γη and cu ι v in c iiHPíurx τ

Cuvette for measuring the absorption of light by gases and vapors in the UV region, characterized in that it is made of two polished plates with an aluminum surface, which is covered with a protective layer of silica or magnesium fluoride, interposed between these plates and both ends of the plates are attached to terminals provided with sealed silica or magnesium fluoride windows and gas phase inlet and outlet channels.

2. The cuvette as claimed in claim 1, characterized in that it is heated.

3. A cuvette as claimed in claim 1, characterized in that a lens adapter is mounted on the inlet end piece and the end piece allows the gas stream to be divided into the cuvette and into the extender space.