光程连续可变的光学池的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种光程连续可变的光学池，可用于红外、紫外检测等光学检测中，该光程连续可变的光学池体系主要包括两端具有类似法兰结构的端面的波纹管，与波纹管两端端面匹配的类似法兰的密封面以及置于端面和密封面之间的光学窗口。波纹管由中间的可伸缩的环形波纹段和两侧的直管段组成。波纹管两侧直管段上分别连接有气液介质的进口管和出口管，通过进口管和出口管上的开关阀来控制介质的进出。其两端端面和与之匹配的密封面的中心都存在孔，可对应放入光学窗口，并通过端面和密封面上的六个螺孔口进行体系的密封。波纹管通过与下测相连的两个支架分别固定在下面的电动位移台的固定板和移动板上，通过移动板的移动来拉伸或压缩波纹管的环形波纹段，改变其长度，从而改变和控制光学池的光程长度。
【专利说明】光程连续可变的光学池
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及光化学检测领域，具体涉及到一种连续式可变光程的光学检测光学池，适于气体和液体介质，可应用于红外，紫外可见光谱等光学检测手段中。
【背景技术】
[0002]对于光学检测手段，例如红外、紫外检测等，由于具有快速、方便、高灵敏度等优点，广泛应用于物质检测，结构分析，浓度检测等定性定量分析中。对于定性分析，多采用波长扫描，由于物质中官能团对某一单色光的特征吸收，可以得到该物质的特征谱图。与标准谱图对比，可对物质进行定性的分析。而对于定量分析，一般采用分光光度法，根据朗伯比尔定律，被测溶液中某待测物的特征官能团对某一单色光的吸收能力与其浓度存在正比关系，通过配制该待测物的标准溶液得到其响应因子，根据被测溶液中该待测物的吸光度，来计算得到其中该待测物的量。一般来说，当总吸光度在0.2?0.7之间时，仪器具有较小的测定误差和较高的灵敏度。基于分光光度法，测定的吸光度与通过光的路径成正比。在一般测定过程中，使用具有一定尺寸大小的光学池(多用玻璃池和石英池)，其光程长度保持不变。为保证较高的仪器灵敏度，对于浓度较高的样品，多采用稀释的方式来获得较低浓度的样品，而对于浓度较低的样品，则使用具有较大光程的光学池，更换过程较为麻烦，还易带来交叉污染，成本增加，样品难回收等问题。采用光程可调变的光学池，通过调节其光程来满足各种不同浓度的样品的光学测定，其操作简便，明显更为适用。
[0003]但在现有的专利技术中，可行的光程可调变的光学池并不多，并均存在一定的缺陷。例如申请号为85200040的中国实用新型“池厚连续可调加温高压红外流动池”中提出了一种池子，其中环状的堵头内圆通道为光程通道孔，晶体窗口为凸形圆柱体结构，可以通过更换不同凸台长度的晶体窗口来调节池厚(光程长)。显然该方法很麻烦，不适用于光程的连续调节。相比而言，采用活塞式的结构方式来改变光程相对更为简单，例如申请号为201020110561.4的中国实用新型“一种连续式可变光程的近红外检测流通池”中提出，通过移动在中空螺旋体中与之配合的中空螺杆来连续地调变光程长度，但该方法存在明显的缺点。例如在测定过程中，特别在用于高温高压的液体或气体的测定中，中空螺杆与中空螺旋体之间的密封存在较大的问题，更为重要的是，中空螺杆存在于光路中，因此必须使用特殊的材料。例如对于在其潜在应用的近红外检测中，选择材质为玻璃、石英、氯化钙或氯化钠等，但明显地存在该材质与介质不兼容，密封以及结构设计等问题，而这些问题在该专利中并未被提及。
【发明内容】
[0004]本发明正是针对现有的光程可变的光学池上存在的技术设计上的缺陷，利用波纹管的良好伸缩性，结合电动位移台对其长度的智能调变，实现光程的自动精确控制。该方法简单，操作容易，整个结构也非常简单，管体易清洁。更重要的是整个结构密封性良好，可适用于高温高压的气液介质的测定，有较大的实用价值和应用前景。
[0005]在此发明中，光程连续可变的光学池体系主要包括两端具有类似法兰结构的端面的波纹管，与波纹管两端端面匹配的类似法兰的密封面以及置于端面和密封面之间的光学窗口。波纹管的两端端面和与之匹配的密封面的中心都存在孔，可对应放入光学窗口，并通过端面和密封面上的六个螺孔口进行体系的密封。波纹管上环形波纹的两侧直管上分别连接有气液介质的进口管和出口管，通过进口管和出口管上的开关阀来控制介质的进出。波纹管通过与其下测相连的两个支架分别固定在下部的电动位移台的固定板和移动板上，通过移动板的移动，可拉伸或压缩波纹管，改变其长度，从而控制光学池的光程长度。
[0006]下面结合附图进行详细说明
[0007]图1为光程连续可变的光学池的结构剖视图。
[0008]图2为该光学池中波纹管部分的结构右视图。
[0009]图3为与该光学池波纹管部分匹配的密封面的结构右视图。
具体实施方案:
[0010]如图1所示，光程连续可变的光学池体系主要包括两端具有类似法兰结构的端面3的波纹管1，与波纹管两端端面3匹配的类似法兰的密封面4以及置于端面3和密封面4之间的光学窗口 5。波纹管I 一般为不锈钢材料制成，也可以由其他材料制成，其中间部分为环形波纹2，可以通过拉伸和压缩来改变其长度。通过使用不同材料制成的或者具有不同长度的波纹管，光学池的光程长度可在um?dm之间变化。波纹管I的两端为直管部分，其侧面分别连接有待测气液物的进口管13和出口管15，进口管13和出口管15上分别再连有开关阀14和16，控制待测物的流动状态。当打开开关阀14和16时，待测的气液介质从进口管13进入波纹管I内，从出口管16流出，因此该光学池可用于测定流动状态的气液介质，特别适合于反应状态下物质的检测。也可以关上开关阀14和16，来测定静止状态下的气液介质。波纹管I的两端端面的中心存在一定大小的环形小孔8，如图2所示，该环形小孔8的大小可以根据要求进行设计。可依次放入合适大小的密封元件6和光学窗口 5，加上与波纹管I的两端端面3匹配的类似法兰的密封面4，通过端面3和密封面4上的六个螺孔口 7进行体系的密封。其中光学窗口 5根据实际要求，可选用玻璃、石英、氯化钠、氟化钙、硫化锌和硒化锌等材料制成。六个螺孔口 7在端面3上呈均匀对称分布状态，在螺钉的固定过程中能保证受力均匀。与波纹管I的端面3类似，密封面4的中心也存在相同大小的环形小孔9，如图3所示，同时密封面4上也均匀地分布着六个螺孔口 7，与端面3上的孔对应。
[0011]波纹管的下侧面左右两端分别通过移动支架10和固定支架11固定在下部的电动位移台12的移动板和固定板上，电动位移台12的内部结构未画出。在内部电机的控制下，移动板在水平面上移动，带动移动支架10和波纹管I的左侧部分左右移动，拉伸或压缩波纹管I的环形波纹段2，改变其长度，从而控制光学池的光程长度。在测量时，将光学池置于光路中，光线从左侧的光学窗口射入光学池中的待测气液介质中，从右侧的光学窗口出来，通过光强度的减小量和吸光度的大小来测定待测物的浓度。在测定过程中，由于待测物的浓度过低或过高，导致吸光度太低或者太高，测定的结果误差会比较大，这时可以通过控制光学池的长度，拉伸或者压缩波纹管1，使得吸光度的大小处于0.2?0.7之间，来获得较好的测定结果。
【权利要求】
1.一种光程连续可变的光学池。
2.按照权利要求1所述的一种光程连续可变的光学池，其特征在于它主要包括两端具有类似法兰结构的端面的波纹管，与波纹管两端端面匹配的类似法兰的密封面以及置于端面和密封面之间的光学窗口。
3.按照权利要求2所述的波纹管，其特征在于它由中间的可伸缩的环形波纹段和两侧的直管段组成。
4.按照权利要求3所述的环形波纹段，其特征在于可以通过拉伸或压缩，来改变其长度，从而改变光学池的光程长度。
5.按照权利要求3所述的两侧的直管段，其特征在于其分别连接着气液介质的进口管和出口管，通过进口管和出口管上的开关阀来控制介质的进出。
6.按照权利要求2所述的波纹管，其特征在于其两端端面上存在呈均匀对称分布的六个用于密封的螺孔口，以及端面中心存在一定大小的环形小孔。
7.按照权利要求2所述的类似法兰的密封面，其特征在于其中心存在一定大小的环形小孔，与权利要求6中所述的波纹管端面匹配，中间放入光学窗口，并进行密封。
8.按照权利要求2所述的光学窗口，其特征在于可根据实际要求，选用玻璃、石英、氯化钠、氟化韩、硫化锌和硒化锌等材料。
【文档编号】G01N21/03GK104165843SQ201310187569
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年5月20日 优先权日:2013年5月20日
【发明者】黄华 申请人:黄华