Оптический анализатор

 

ОПТИЧЕСКИЙ АНАЖЗАТОР, содержащий источник излучения, оптическую систему, дифференциальную кювету , фотоприемники, соединенные через преобразователи с регистрирующим устройством, отличающийся ;тем, что, с целью повышения точности, информативности и достоверности измерений , в него дополнительно введен модулятор, выполненньш в виде цил1П1дра с нарезанной на его поверхности прямоугольной канавкой с шагом t и углом подъема витка спирали V, определяемыми из соотношения .. 4R где R - внешний диаметр цилиндра, k - оптическое увеличен11е оптической системы, и расположенньй между источником излучения и кюветой, а кювета выпол-нена состоящей из двух ячеек - рабочей и сравнительной, причем рабочая ячейка имеет треугольный профиль, а сравнительная - прямоугольно-усеченный профиль.

ССНОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 4(51) G 01 N 21/41

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ г

И ABTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

tg (=—

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕИАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3483811/24-? 5 (22) 11. 08, 82 (46) 15.02.85. Бюл. )1 6

{72) И.JI. Александров, Б.П, Кузьмин, А.A. Евстрапов, К.Л. Матисен и Н.А. Перевезенцева (71) Институт аналитического приборостроения Научно-технического объединения АН СССР

{53) 535.24(088.8). (56) 1. 1.iquid chrc atogràphy. Проспект фирмы "Knauer", модель 6100.

ФРГ, 1979.

2. Там же, модель 7200. (54) (57) ОПТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР, содержащий источник излучения, оптическую систему, дифференциальную кю- нету, фотоприемники, соединенные через преобразователи с регистрирующим устройством, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, информативности и достоверности измерений, в него дополнительно введей модулятор, выполненный в виде цил11ндра с нарезанной на его поверхности прямоугольной канавкой с шагом t H . углом подъема витка спирали /, определяемыми из соотношения где 1(— внешний диаметр цилиндра, 1с — оптическое увеличение оптической системы, и расположенный между источником излучения и кюветой, а кювета выполнена состоящей из двух ячеек — рабочей и сравнительной, причем рабочая ячейка имеет треугольный профиль, а сравнительная — прямоугольно-усеченный профиль.

114ОО1О

4R

)т

Световой та 1 формирует кала с помощью кость двухщелев лельный светово ный объективом но через. .-pope

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, к классу оптических приборов, предназначено для определения свойств и состава веществ в растворе и может пт)именяться в цитологии, биохимии, вирусологии, а также в промышленности при анализе и очистке сточных вод.

Современный метод хроматографического анализа требует применения 10 детектирующих устройств, обладающих высокой чувствительнос гь1о и точностью.

Широко применяются в хроматс графии рефрактометры, фотометры и флуориметры, Необходимость уме«ыпен«л времени 15 анализа и по1)ышен«л досто13ернос Т« и точности измере«ии вызвала к жизни фотофлуоримстрические и фоторефрактометрические детекторы.

Известно устройство, предназна 1ен- 20 ное для одновременного измерения оптической плотности 1 «окяс)ателя пре.помления, содер>кащес два источника излучения, два «рием«ика излучения, оптические элементы и оптическую кю- 25 вету, выполненную в виде прямоугольного параллелепипеда, разделенного стеклянной перего одкой установленной под углом к ос«с всп1ию, и которая образует две усеченные пирамиды с 30 прямоугольными основаниями (1$, 3То УстРОйство !103130JIEfcT кой точностью o«peäåJIEITü «окязатель преломления и оптическу)о плотность исследуемого раствора, од«ако с его З5 помощь)о невозможно измерять такой оптический "1аряметр, как гп1тенсивность флуоресценц>и что Огра««ч«пает область 11римене«ия детектора по исследуемым веществам. 40

Наиболее близким по те;с««ческой сущности к предлагаемому изобретен«к) явллетсл оптический анализатор, содержащий источник «зл"че«ил, опт«песку)о систему,, дифференциальную 45

КЮВЕТУ И фОтОПРИЕМ;т П;lf), СОЕДИНЕННЫЕ через преобразователи с рс-гис тр«ру-!

1ОЩ1.11 т;т Г Т;) О и С Т В О М о I 1 I "I к О f I C в ) -з " f o ж н О с т Ь:> д I I О 13 f ) .. . н ного измере««я указ я)«1ь.м янаи«зато — 50 ром поl<13з а ТР! 1л )Ene JIO",-f«e I! )1Я на";; )f„fy с оптической IIJII! г«с)стью:1 и«тeffc«f)

НОСТ)ЛО фт)УОРЕС.т)Г«1311« ТЯКЖС) ОГPB!I)I׫— вает область ееc) !Iðèìeffåfölfl в жидкостной хроматографии, И.=йле1)ени)з- 55 показателя преломления при «cffo:.1 зс)вани« указан:1ого; e f e!C ) ора 1)реп«о "1 I

Гя eT «3) име «е I!le l IC )ся) О 1 О I« .) О с) If!" « ческого рефрактометрического прибора, что снижает точнос .ть и достоверность измерений.

Цель изобретения — повышение точности, информативности . достоверности измерен«11.

Указанная цель достигается тем, что в оптический анализатор, содержа— щий источник излучения, оптическую систему, дифференциальную кювету и фотоприемники, соединенные через преобразователи с регистрирующим устройством, дополнительно введен модулятор, выполненный в виде цилиндра с нарезанной на его поверхности

:1рямоугольной канавкой с i)làãoM и углом подъема спиря 1и )", определяемыми из соотношения где R — вне -ний диаметр цилиндра;

1c — оптическое увеличение оптической системы, и расположенный между источником излуЧЕНИЯ И КЮВЕтОй, Я КЮВЕта ит«1ОЛНЕНЯ состоящей из двух ячеек — рабочей и сря1)нитель«ой, причем T)ë<:o÷ÿÿ ячейка )гмеет треугол>,:f! f!f 11рофиль, я сравН«тЕЛЬНяя — ПряМОуГО;fi-Нс - .Oe!IBIIH! N профиль.

На фиг, 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 — Опт«ческал дифференциальная кювета„ ня фиг. 3 — модуля гор.

Устройство сос оит (фиг. I,) из источника свe Та 1, конде)1сатс ря 2, двухщелевой диафрагмы 3, объектива 4, модулятора ), кюветы 6, Обьективя 7, зеркал 8 и 9, «лоско«яраллельной пластины 10, линзы 11, фотоприемника

12 и светофиль".-,)а 13, фото«риемника I4, светофильтра 15, фотоприемника 16, измерителя 17 «нтервалов зремени, логарифмического измер«теля 18 oTEIOшенил амплитуд, измерителя линейного

19, являющ)ихся преобразователями, и

;1ногоканально)О регистрирующего УГтройства 20.

Устройство работа.-т следующим образом. ок от источника свеизображен 1е тела няконденсаторя 2 в плосОй диафрагмы 3. Паралй поток, сформирован«рокс.д«т поперемен«; Одуллтора я и ячей1140010 ки кюветы 6. Далее с помощью Объектива 7 формируется изображение светового диаметра конденсатора на поверхности зеркала 8, имеющего отверстие для прохождения центрального светового пучка. Прошедший через отверстие световой пучок, отразившись от зеркал 9 и пройдя плоскопараллельную пластину 10, направляется через прорезь модулятора 5. Промодулирован- f0 ный дважды световой поток с помощью линзы 11 направляется на фотоприемник 12. Отраженная от зеркала 8 часть светового потока направляется через светофильтр 13 на фотоприемник 14, энергия флуоресценции регистрируется в плоскости треугольной рабочей ячейки через светофильтр 15 фотоприемником

16. Фотоэлектрические сигналы, снимаемые с фотоприемников 12, 14 и 16, поступают соответственно на измеритель 17 интервалов времени, логариф— мический измеритель 18 Отношения амплитуд и измеритель отношения линейный 19 с ВыхОдОВ которых сигналы> 5 пропорциональные разности показателей преломления, оптической плотности и интенсивности флуор сценции, поступают на многокан льное регистрп— рующее устройство 20.

Па фиг. 2 изображена оптическая дифференциальная кювета, выполненная из кварцевого стекла и состоящая из двух ячеек. Одна из ячеек заполняется сравнительным раствором и представляет собой в сечении прямоугольник. Дру35 гая ячейка заполняешься измеряемым раствором и представляет собой треугольную призму. Световой поток распространяется в кювете таким Образом 40 что одна часть потока проходит через сравнительную ячейку и образует срав— нительпый канал, а другая часть потека проходит одновременно через сравнительную и измерительную ячейки и образует измерительный канал оптикоэлектрической системы, l

На фиг. 3 изображен механический модулятор, выполнснный в виде цилиндра с внешним диаметром 2R с нарезан- 50 ной на нем прчмоугольной канавкой с шагом и шириной 3, определяемыми максимальным перемещени м светового изображения во Второй плоскости модуляции, зависящим от макси- 55 мального диапазона измерения показателя преломления D и оптического увеличения системы рефрактометрического канала i(1 =- ПК

При этом угол подъема нитка спирали ) определяетсч из соо TkfotLåí,IH

4й с =—

С1 3 где 2Š— внешний диаметр цилиндра, Повышение точности измерений в рефрактометрическом канале в предлагаемом устройстве осуществляется эа счет применения методов фазовых измеpgkllI.:f lI отли гне от амплитудного, применяемого В известнсм устройстве.

Фазовыи метод имеет ряд преимуществ перед амплитудным. Повьппение точности измерений -в фотометрическом канале осуществляется за счет конструкции прерывателя, обеспечивающей постоянство временного сдвига сравнительного и измерительного сигналов, в результате применения указанной дифференциальной кюветы, где сравнительньп If измерительный световые потоки проходят через одну и ту же сравнительную ячейку, а значит исключается влияние изменений чистоты или состава сравнительного раствора.

В известном устройстве сравнительньп» световой поток проходит только через сравнительную ячейку, а измерительный — через измерительную, Тем самым исключается возможность компенсации Влияния колебаний чистоты сравнительного раствора. Повышение точности измерений в флуориметрическом канале также происходит за счет фор- . мирования измерительного и сравнительного световь1:. потоков аналогично фотометрическому каналу, Предлагаемые конструкции кюветы и модулчторы, примененные в одном приборе, дают возможность не только повысить точность рефрактометрических, фотометрических и флуориметрических измерений, но и создать прибор флуорофоторефрактометр. Применена-. . "Iàêîãî прибора сокращает время анализ. (по крайней мере, второе), †:овы,лает достоверность анализа. По- след,.ее Объясняется тем, что при последовательном подключении трех детекторов к хроматографической колонке происходит существенное размыкание пика .исследуемого вещества, выходящего из колонки. При пбдключении одного флуо"офоторефрактометра (заменяющего три последогательно подключенных детектора) размыкание пика минимально и степень достоверности анализа резко повышается.

1 140010

1 !

3 fg г Сг=, -Ф!! !

1" " ")

1

1 р

1

%74%ЯЯ

Г

, / (f 7 с., 1

jo ) (1

1140010

Составитель С. Бочинский

Редактор К. Волощук Тсхред С.Легеза

Корректор О. Билак

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 254/32 Тираж 897

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делаи изобретений и открытий

113035, Косква, i!(-35, Раушская наб., д. 4/5