Фотометр

 

Изобретение относится к технике измерения интенсивности света и может быть использовано для измерений при различных длинах волн как в УФ, так и в видимой области. Цель изобретения - зшрощение и ускорение измерений , обеспечение возможности многократного использования одного и того же кристалла и расширение диапазона длин волн в видимой и УФ-области. Для этого используют в качестве фотолизуемого вещества кристалл нитропентааминкобальт (III) хлорида. Облучают его от источника с известной интенсивностью того же спектрального состава, что и исследуемое излучение, перпендикулярно к вытянутой оси кристалла . Одновременно направляют узкий пучок света, например, от лазера на зеркало, закрепленное на свободном конце кристалла так, чтобы отраженный от него луч попадал на шкалу, фиксируя расстояние от кристалла до шкалы. Находят зависимость смещения отраженного луча по шкале от дозы облучения . Прокалиброванную таким образом шкалу при последующих измерениях применяют для нахождения интенсивности исследуемого,излучения, а после каждого измерения и выключения света кристалл вновь приводят в рабочее состояние, выдерживая при 20-100°С в течение 360-1 мин соответственно. 1 ил. S (Л 00 05 00 О5 СП .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1368654 А1 (5и 4 G 01 J 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3990874/31-25 (22) 17.12 ° 85 (46) 23.01.88. Бюл. Р 3 (71) Новосибирский государственный университет им. Ленинского комсомола и Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья

СО АН СССР (72) Е.В.Болдырева, А.А.Сидельников, Н.И.Рукосуев, А.П.Чупахин и Н.З.Ляхов (53) 535.242(088.8) (54) ФОТОИЕТР (57) Изобретение относится к технике измерения интенсивности света и может быть использовано для измерений при различных длинах волн как в УФ, так и в видимой области. Цель изобретения — упрощение и ускорение измерений, обеспечение возможности многократного использования одного и того же кристалла и расширение диапазона длин волн в видимой и УФ-области.

Для этого используют в качестве фотолизуемого вещества кристалл нитропентааминкобальт (?1?) хлорида. Облучают его от источника с известной интенсивностью того же спектрального состава, что и исследуемое излучение, перпендикулярно к вытянутой оси кристалла. Одновременно направляют узкий пучок света, например, от лазера на зеркало, закрепленное на свободном конце кристалла так, чтобы отраженный от него луч попадал на шкалу, фиксируя расстояние от кристалла до шкалы. Находят зависимость смещения отраженного луча по шкале от дозы облучения. Прокалиброванную таким образом шкалу при последующих измерениях применяют для нахождения интенсивности исследуемого, излучения, а после каждого измерения и выключения света кристалл вновь приводят в рабочее состояние, выдерживая при 20-100 С в течение 360-1 мин соответственно.

1 ил.

1368654

55 лучения проводят предварительную каИзобретение относится к фотометрии и может быть использовано для измерений интенсивности света в ультрафиолетовом и видимом диапазоне.

Цель изобретения — уменьшение времени измерений, расширение диапазона измеряемых длин волн, обеспечение цикличности и упрощение измерений.

На чертеже приведена схема устрой- 10 ства.

Луч света от источника I направляется на отражающее зеркало 2, закрепленное на свободном конце нитевидного кристалла 3, являющегося чувстви- 15 тельным элементом фотометра. Второй конец кристалла жестко закреплен на держателе 4. Отраженный от зеркала 2 луч света направляется на измерительную шкалу 5, отградуированную в еди- 20 ницах измеряемой величины. Измеряемый световой поток 6 направляется перпендикулярно вытянутой оси нитевидного кристалла 3 нитропентаамминкобальт (III) хлорида, -вызывая его деформацию и, как следствие, отклонение зеркала 2 и, следовательно, луча от источника 1 по шкале 5.

В устройстве используются нитевидные кристаллы нитропентаамминкобальт 30 (III) хлорида, которые выращивают медленным испарением водных растворов этого соединения с добавкой поливинилового спирта в качестве модификатора габитуса. Полученные кристаллы хранятся в темной склянке (или затемненном помещении). Других особых мер предосторожности при их хранении не требуется. Случайная подсветка кристаллов перед их использованием не приводит к их необратимой порче.

Прогревание случайно подсвеченного кристалла при температуре, не превышающей 100 С, восстанавливает его рабочие свойства. Один конец кристалла закрепляют на держателе перпендикулярно к потоку исследуемого излучения, на свободный конец кристалла прикрепляют зеркало, на которое направляют узкий луч света (например, 50 пучок лазера) так, чтобы отраженный от зеркала луч попадал на шкалу. По перемещению зайчика света по шкале судят о величине изгиба кристалла, освещаемого со стороны вытянутой грани излучением, интенсивность которого следует измерить; Для определения интенсивности неизвестного из-. либровку, измеряя отклонение конца кристалла при облучении светом от источника, интенсивность которого известна. После прекращения засветки кристалл некоторое время сохраняет принятую форму. Время восстановления формы кристалла зависит от температуры. При комнатной температуре оно составляет несколько часов, но может быть сокращено до минуты при 100 С.

Для последующих измерений кристалл вновь выпрямляют нагреванием. Оптимальная температура, позволяющая бытро восстановить рабочие свойства кристалла, (80-100) С. При более низких температурах восстановление идет медленнее (например, при 50 С в течение 2,5 ч), нагревание вьппе 100 С нежелательно, так как может привести к необратимому разложению кристалла.

В основу работы фотометра положено,явление протекания фотоиндуцированной связевой изомеризации в кристаллах нитропентаамминокобальт (ТЩ хлорида с образованием нитритопентаамминокобальт (III) хлорида.

Реакция протекает через образование твердого раствора нитритоформы в нитроформе. Вследствие этого в отличие от большинства твердофазных реакций она обратима на макроуровне, т.е. обратная термоизомеризация не только восстанавливает химический состав исходного кристалла, но и регенерирует его форму. При этом монокристалл на протяжении целого ряда циклов "Фотоизомеризация нитро-нитрито-термоизомеризация нитрито нитро" полностью сохраняет свои свойства. Изгиб кристалла при фотоизомеризации вызывается неоднородностью изменения объема кристалла из-за протекания реакции по толщине кристалла, существованием спада концентрации продукта от поверхности вглубь кристалла по экспоненциальному закону в соответствии с экспоненциальной. зависимостью поглощения света в среде по закону Ламберта †Ве.

Таким образом, один и тот же кристалл используют многократно за счет повторения циклов нОблучение — прогрев". Все характеристики кристалла. не изменяются от цикла к циклу, а положение "зайчика" на шкале во время измерения определяется только величиной энергетической экспозиции, не на данный момент времени, что поз1368654 чение, интенсивность которого необходимо определить.

После окончания измерений кристалл приводят в рабочее состояние, выдерживая его при температуре 20

100 С в течение 360 . — 1 мин соответволяет как использовать кристалл непосредственно для измерений величины энергетической экспозиции, так и существенно упростить процедуру измерения интенсивности излучения, опреде.ляемой как энергия излучения, проходящая за единицу времени через поверхность единичной площади, т.е. как энергетическая экспозиция за единицу времени. Используя излучение известной интенсивности, находят для него зависимость смещения метки по шкале от времени, на основании этой зависимости строят калибровочную кривую "Смещение по шкале — энергетическая экспозиция" для данного кристалла, а затем используют эту калибровочную кривую для определения неизвестной интенсивности исследуемого ственно.

Формула изобретения

Фотометр, содержащий чувствительный элемент в виде нитевидного кристалла, закрепленнОго одним концом на держателе, и измерительную шкалу, отличающийся тем, что, 15 с целью упрощения и сокращения време-, ни измерений, расширения диапазона измеряемых длин волн и обеспечения цикличности измерений, в него дополнительно введены источник света и

2р зеркало, при этом зеркало установлено на свободном конце кристалла, в качестве которого выбран нитропентаамминкобальт (III) хлорида, а измерительная шкала расположена по ходу

25 отраженного от зеркала луча. излучения.

Кристалл может работать в диапазоне длин волн от 254 до 560 нм. При калибровке необходимо использовать свет той же длины волны, что и излуСоставитель В.Варнавский

Редактор Н.Бобкова Техред А.Кравчук Корректор А ° Зимокосов

Заказ 279/40 Тираж 499 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4