Устройство для анализа многокомпонентных систем

 

Устройство для анализа многокомпонентных систем с перекрывающимися полосами поглощения относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в химической технологии и биохимических исследованиях. С целью расширения числа анализируемых компонент устройство снабжено системой двух скрещенных призм, установленных на валу шагового двигателя, обеспечивающих попеременное прохождение света через кюветы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (sD 4 С 01 J 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) .УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА МНОГОK0MII0HEHTHblX СИСТЕМ (57) Устройство для анализа многоком. понентных систем с перекрывающимися полосами поглощения относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в химической технологии и биохимических исследованиях. С целью расширения числа анализируемых компонент устройство снабжено системой двух скрещенных призм, установленных на валу шагового двигателя, обеспечивающих попеременное прохождение света через кюветы. 1 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3757286/24-25 (22) 21.06.84 (46) 23.06.86. Бюл. 1 23

;(72) В.М.Лукьянец, В,К.Гудым, Л.А.Тиунов и В.К.Бородавко (53) 535.24(088.8) (56) Вечкасов И.А. и др. Приборы и методы анализа в ближней инфракрасной области. — М.: Химия, 1977, с. 139-163.

Шевчук А.И. и др. Автоматизация химических производств. М.:

НИИТЭХИМ, 1974, Ф 1, с. 91-93., SU, 2 9523 А1

1239523 крывания их полос поглощения необходимо измерять оптическую плотность на двух длинах волн.

Использование шаговых двигателей для установки призм и фильтров, управ" ляемых единым блоком автоматики, позволяет организовать необходимую последовательность измерения оптических плотностей, в результате исключается влияние коэффициента погашения фильтров.

Устройство работает следующим образом.

Свет от источника 1 через линзу 2 попадает на первый интерфереиционный фильтр 4, выделяющий аналитическую длину волны. Пройдя первую поворотную призму 7, свет попадает иа рабочую кювету 10, а затем на фотоприемник 11 (ФЭУ) и преобразуется в электрический сигнал.

Логарифмический усилитель 12 преобразует фототок в напряженйе, пропорциональное логарифму выходного тока ФЗУ. В свою очередь пропорционально выходному напряжению логарифмичес.кого усилителя 12 аналого-цифровой. преобразователь 13 формирует последовательность импульсов, которые заполняют реверсивнгй счетчик 14. Затем блок 16 автоматики устанавливает первый шаговый двигатель 6 в положение, когда свет проходит через кювету 9 сравнения (с растворителем) и вторую поворотную призму 8, а реверсивный счетчик переводится в режим вычитания. Свет, прошедший через кювету 9, также преобразуется в последовательность импульсов. В реверсив" ном счетчике происходит вычитание из предыдущего числа значения вновь полученного, и результат заносится н блок 15 памяти вычислительного блока 17.

Таким образом, за два цикла измерений в нычислительном блоке формируется число, равное разности логарифмов интенсивности света, прошедшего через кювету с растворителем и раствором исследуемого .вещества, т.е. величина оптический плотности исследуемого вещества на длине волны пропускания снетафильтра.

После окончания измерения оптической плотности блок 16 автоматически устанавливает призму 7 и исходное положение и производит смену фильтра вторым шаговым двигателем 3, затем индикации.

Для анализа многокомпонентных систем необходимо реализовать алгоритм, решающий систему линейнь1х уравнений, 30 коэффициенты которого определяются в процессе работы устройства. Использование нескольких фильтров, устанавливаемых в световой пучок, позволяет проводить анализ многокомпонентных систем, а использование двухканальной системъ1 освещения и двух кювет одинаковой толщины исключает влияние растнорителя и отличий в коэффи-, циентфх пропускдния фильтров. Опти- 40 ческая плотность D на длине „ в системе, содержащей компонент, определяется выражением

УК; С; =В, где К . — коэффициент поглощения веIJ 45 щества i-й компоненты на длине волны „

С; — концентрация i-й компоненты.

Определив D, и К; для ряда волн,, 0 можно построить систему линейных уравнений и решить ее относительно С

Необходимое количество уравнений составляет не менее и которое и определяет минимально необходимое число фильтров. Уже в простейшем случае определения одной компоненты в присутствии второй при условии переИзобретение относится к устройствам для определения концентрации компонент раствора методами спектроскопии и может быть использовано в химической технологии, биохимических 5 исследованиях, в частности при диагностике крови на содержание карбоксигемоглобина, оксигемоглобина или метгемоглобина.

Цель изобретения — расширение чис- 10 ла анализируемых компонент.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит источник 1 свата (например, лампочка накалива- 15 ния), устанонленный в фокусе линзы

2, второй шаговый двигатель 3, интерференционные фильтры 4 и 5, первый 1 .шаговый двигатель 6, первую и вторую поворотные призмы 7 и 8, кюветы 9 20 сравнения и рабочую кювету 10, фотоприемник 11, логарифмический усилитель 12, аналого-цифровой преобразователь 13, реверсивный счетчик 14, блок 15 памяти, блок 16 автоматики, вычислительный блок 17 с табло 18

1239523 снова измеряется оптическая плотность и результат запоминается блоком 17. Этот процесс повторяется на всех аналнтических длинах волн, затем вычисляется концентрация компонент раствора и осуществляется их выдача на табло 18 индикации.

Формула изобретения

Устройство для анализа многокомпонентных систем с перекрывающимися полосами поглощения, содержащее последовательно установленные на оптичес- ° кой оси источник света, линзу, узкополосный интерференционный фильтр и кювету сравнения, а также рабочую кювету, фотоприемник и регистрирующую систему, соединенную с фотоприемником, о т л и ч а ю щ е е е я тем, что, с целью расширения числа анализируемых компонент, оно дополнительно содержит первую и вторую поворотные призмы, первый и второй шаговый двигатели и (n-1) узкополосных интер-д ференционных фильтров, где и — число анализируемых компонент, первая поворотная призма установлена на валу первого шагового двигателя с возможностью пересечения оптической оси между интерференционным фильтром и кюветой сравнения, при этом первая поворотная призма оптически связывает источник света и фотоприемник через рабочую кювету, вторая поворотная призма установлена на валу первого шагового двигателя с возможностью пересечения оптической оси по ходу излучения, при этом вторая поворотная призма оптически связывает кювету сравнения с фотоприемником и уста. новлена на валу таким образом, что пересекает оптическую ось поперемен1 но с первой поворотной призмой, а второй шаговый двигатель снабжен механизмом попеременной установки на оптическую ось всех узкополосных интерференционных фильтров, причем период Т вращения первого шагового двигателя и период Т вращения второ2 го шагового двигателя связаны соотношением Т, = пТ, при этом регистрирующая система выполнена в виде последовательно соединенных логарифмического усилителя, аналого-цифрового преобразователя, реверсивного счетчика, блока памяти и вычислительного блока с табло индикации, а также блока автоматики, причем логарифмичес-. кий усилитель, аналого-цифровой преобразователь, реверсивный счетчик и блок памяти синхронно связаны через блок автоматики cшаговыми,двигателями и вычислительным блоком .

3239523

Составитель В.Калечиц

Техред И.Попович

Редактор Н.Тупица

Корректор M. Шароши

Тираж 778

ВНИКНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 338б/40

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4