Фотометрический анализатор

 

Изобретение относится к фотометрии жидких сред и может использоваться в химической, нефтеперерабатываю щей , пищевой и др. отраслях производства , а также для охраны окружающей среды. Цель изобретения - повьшение точности измерений. В устройство введены дополнительные источники света, аналогичные используемым. Специальное выполнение коммутирующих устройств позволяет поочередно проводить измерение излучения от всех источников , а дальнейшие операции, осуществляемые в измерительном устройстве , дают возможность получить отношение с игналов, завй(:ящее от кои-- центрации исследуемого вещества, но исключающее влияние дрейфа характеристик фотоприемников, что особенно важно при-длительных измерениях. 1 ил. i (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

2153 А1 (19) (111 (5@4 (01 J 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3972126/24-25 (22) 28.10.85 (46) 23.08.87.Бюл. № 31 (71) Тбилисское научно-производст.венное объединение "Аналитприбор" (72) С.A.Õóðøóäÿí, Г.Г.Погосов, М.А.Карабегов, Ю.И.Комраков и И.С.Кузнецова (53) 535.24 (088.8) (56) Патент Великобритании N - 1416182, кл. G 01 N 21/22, опублик.1975.

Патент США N - 4305659, кл. G 01 N 33/48, опублик .1 980. (54) ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР (57) Изобретение относится к фотометрии жидких сред и может использоваться в химической, нефтеперерабатываю щей, пищевой и др. отраслях производства, а также для охраны окружающей среды. Цель изобретения — повышение точности измерений. В устройство введены дополнительные источники света, аналогичные используемым. Специальное выполнение коммутирующих устройств позволяет поочередно проводить измерение излучения от всех источников, а дальнейшие операции, осуществляемые в измерительном устройстве, дают возможность получить отношение Сигналов, зависящее от кон- центрации исследуемого вещества, но исключающее влияние дрейфа характеристик фотоприемников, что особенно важно при длительных измерениях.

1 ил.

32153

25 ЗО

1

13

Изобретение относится к фотометрическим анализаторам состава жидких сред и может быть использовано в химической, фармакологической, пищевой, нефтеперерабатывающей и др, отраслях производства, а также в системах охраны окружающей среды и агрохимичес кой службы.

Цель изобретения — повьппение точ ности измерений, особенно при длительных измерениях.

На чертеже представлена принци-. пиальная схема фотометрического анализатора.

Анализатор содержит импульсный блок 1 питания, первый коммутатор 2, первый 3 и второй 4 источники света, первую полупрозрачную пластину 5, кювету 6 с образцом, вторую полупрозрачную пластину 7, третий 8 и четвертый 9 источники света, первый

10 и второй 11 коллекторы, первый

12 и второй 13 световоды первого коллектора, первый 14 и второй 15 световоды второго коллектора, первый

16 и второй 17 фотоприемники делиЭ тельное устройство 18, второй коммутатор 19, первое, второе, третье и четвертое запоминающие устройства

21 — 23 соответственно измеритель7 ное устройство 24, синхронизирующее устройство 25, первый, второй, третий и четвертый управляемые ключи

26 — 29 соответственно первого коммутатора, четырехканальный сдвиговый регистр 30 первого коммутатора, первый, второй, третий и четвертый управпяемые ключи 31 — 34 соответственно второго коммутатора, четырехканаль ный сдвиговый регистр 35 второго коммутатора.

Импульсный блок 1 питания через первый коммутатор 2 подключен к четырем источникам света. Оптические оси, на которых установлены источники 3 и 4, взаимно перпендикулярны.

Аналогично и для источников 8 и 9 света. В точках пересечения установлены полупрозрачные пластины 5 и 7.

Световоды 12 и 13 первого коллектора 10 установлены за соответствующими полупрозрачными пластинами на оптических осях источников 4 и 9 света, Кювета с образцом 6 установлена на оптической оси источника 3 света.

За кюветой 6 расположен первый световод 14 второго коллектора 11. Второй световод 15 установлен за полупрозрачной пластиной 7 на оптической оси источника 8 света. Первый фотоприемник 16 и второй фотоприемник 17 расположены за первым и вторым коллектором соответственно.

Фотоприемники соединены с делительным ус роАсТВОМ 18, Hbrxog которого через второй коммутатор 19 соединен с запоминающими устройствами 20 — 23.

Измерительное устройство 24 имеет четыре входа, к которым подключены соответствующие запоминающие устройства. Синхронизирующее устройство 25 соединено с управляющими входами первого 2 и второго 19 коммутаторов, измерительного устройства 24 и импульсного блока питания. Управляющие входы ключей 26-29 подключены к соответствующим выходам четырехканального сдвигового регистра 30 первого коммутатора 2, а управляющие входы ключей 31-34 второго коммутатора 19 — к выходам четырехканального сдвигового регистра 35. Первый

26, второй 27, третий 28 и четвертый

29 управляемые ключи коммутатора 2 соединены с первым 3, вторым 4, третьим 8 и четвертым 9 источниками света соответственно. Первый 3! второй 3?, третий 33 и четвертый 34 управляемые ключи коммутатора 19 соединены с соответствующими устройст вами 20-23 запоминания, Входы ключей коммутатора 2 объединены с выходом импульсного блока питания, а входы ключей коммутатора 19 — с выходом делительного устройства. Управляющими входами коммутаторов 2 и !9 являются входы сдвиговых регистров.

Синхронизирующее устройство

25 выдает последовательность импульсов, которая поступает на импульсный блок 1 питания, сдвиговые регистры 30 и 35 и измерительное устройство 24. Каждый импульс устройства 25 формирует в импульсном блоке 1 питания соответствующий токовый импульс питания. Сдвиговый регистр 30 при первом импульсе замыкает ключ 26 и токовый импульс питания поступает на первый источник 3 света. При втором импульсе регистр 30 размыкает ключ

26 и замыкает второй ключ 27, что

55 подключает второй источник 4 света к блоку 1 питания. Аналогичным образом ь осуществляется подключение третьего

8 и четвертого 9 источников света через соответствующие ключи 28 и 29

1.3 коммутатора 2. Далее цикл повторяет— ся.

Первый импульс от устройства 25, поступив на сдвиговый регистр 35, замыкает первый ключ 31 коммутатора

19, что подключает первое запоминающее устройство 20 к выходу делктельного устройства 18. Последующие импульсы через ключи 32 — 34 соответственно подключают запоминающие устройства 21 — 23, после чего цикл повторяется.

Собственно измерения осуществляются следующим образом.

Источник 3 света излучает свет длиной волны 1,. Одна часть излучения источника 3 проходит через кювету 6 с образцом и попадает с помощью световода 14 на второй фотоприемник

17, другая часть излучения, отразившись от полупрозрачной пластины 5, проходит через световод 12 коллекто ра 10 и попадает на фотоприемник 16.

Электрические сигналы с фетоприемни" .ков поступают на вход делительного устройства 18, на выходе которого формируется сигнал U

Значение U< с выхода 18 вторым коммутатором 19 направляются в первое запоминающее устройство 20. После этого синхронизирующее устройство 25 подключает к блоку 1 питания источник 8 излучения, который также излучает свет длиной волны 1,. На выходе устройства 18 формируется сигнал 0, который запоминается вторым запоминающим устройством 21. Аналогично включаются источники 4 и 9 света, которые излучают свет длиной волны 3 . Полученные сигналы 0 и U< запоминаются на запоминающих устройствах 22 и 23.

По команде синхрониэирующего устройства 25 значения U,U,U и О . вводятся в измерительное устройство

24, где осуществляется операция где К вЂ” постоянный коэффициент пропорциональности;

r — коэффициент пропускания обх разца.

Таким образом, в измерительном устройстве 24 формируется сигнал, равный отношению коэффициентов пропускания образца на двух длинах волн.

32153

В изобретении результат измерения не зависит от текущих значений коэффициентов преобразования фотоприемников, что обеспечивает сохранение пог- . 5 решности в процессе длительности измерений.

При измерении концентрации поглощающих веществ делитель IS выполняется в виде вычитающего усилителя с логарифматорами на входе. В этом слу-. чае результат измерения имеет вид у = 1д г,(4,) - Ig r„(3,)

15 где ф— концентрация измеряемого вещества.

Таким образом, измерение осуществляется методом дифференциальной спектроскопии.

Изобретение по сравнению с известным устройством позволяет сократить

25 число подстроек и увелйчить в два раза интервал времени между очеред,— ными градуировками, что сокращает расход реактивов и упрощает эксплуа-. тацию анализатора.

Формула изобретения

Фотометрический анализатор, содержащий импульсный блок питания, З5 соединенный чеРез пеРвый коммутатор с первым и вторым источниками .света, оптические оси которых перпендикулярны, полупрозрачную пластину, расположенную в точке пересечения

40 оптических осей под углом 45 к ним, причем источники света имеют различные рабочие длины волн и оптичвски .связаны с первым фотоприемником и через кювету с образцом — с вторым

45 фотоприемником, выходы фотоприемников соединены с делительным устройством, которое через второй коммутатор с первым и вторым запоминающими устройствами на выходе соединено с

5О двумя входами измерительного устройства, а также синхрониэирующее устройство, соединенное с импульсным блоком питания, первым и вторым коммутаторами и измерительным устройством, 55 отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он дополнительно содержит третий и четвертый источники света, вторую . полупрозрачную пластину, первый и

1332153

ВНИИПИ Заказ 3822/36 Тираж 776 Подписное Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектнае, 4 второй двухсветоводные коллекторы света, третье и четвертое запоминающие устройства, причем третий и четвертый источники света идентичны пер5 вому и второму источникам соответственно, а их оптические оси перпендикулярны, вторая полупрозрачная пластина установлена в точке пересечения оптических осей третьего и четверто- 1д го источников света под углом 45 к ним, первый коллектор установлен перед первым фотоприемником, а его световоды - за первой и второй полупрозрачными пластинами по ходу излуче-15 ния на оптических осях второго и четвертого источников света, второй коллектор установлен перед вторым фотоприемником, а его световоды — за кюветой с образцом по ходу излучения 20 на оптической оси первого источника света и, за второй полупрозрачной пластиной по ходу излучения на оптической оси третьего источника света, третье и четвертое запоминающие устройства подключены к двум дополнительным входам измерительного устройства, а первый и второй коммутаторы выполнены в виде четырех управляемых ключей и четырехканального сдвигового регистра, выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам ключей, входы сдвиговых регистров коммутаторов подключены к выходу синхронизирующего устройства, входы ключей первого коммутатора соединены с выходом импульсного блока питания входы ключей второго коммутатора — с выходом делительного устройства, выходы ключей первого коммутатора соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым источниками света„ а выходы ключей второй коммутатора соединены с входами соответствующих запоминающих устройств.