Спектрофотометр

 

Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения . Целью изобретения является повышение точности и надежности. Свет от источника 1 проходит через кювету 2 и попадает на фотоэлектрический преобразователь 3. Электрический сигнал усиливается и преобразуется в частоту с помощью преобразователя 5, Генератор 9 через ключи 6 и 7 подключен к суммирующему и вычитающему .входам реверсивного счетчика 10, преобразователь 5 через ключ 8 - к счетчику 12 импульсов, информационньй выход которого подключен к первому входу коммутатора 16 режимов отсчета. Выход коммутатора 16 соединен с блоком 13 цифрового отсчета. После накопления в счетчике 12 числа импульсов 10 с выхода прямого переноса этого счетчика поступает сигнал на первый вход блока 14 управления , а с выходов этого блока поступают сигналы на управляющие входы ключей 6, 7 и 8, коммутатора 16 и регистра 11. Вход регистра 11 соединен с информационным выходом счетчика 10, а выход - с входом параллельной записи счетчика 10. }5ыход обратног о переноса счетчика 10 соединен с вторым входом блока 14. В спектрофотометре имеется логарифмический преобразователь 15, управляющий вход которого подключен к шестому выходз;- блока 14. Вход логарифмического преобразователя 15 соединен с выходом ключа 8j а выход - с вторым входом коммутатора 16. В спектрофотометре не требуется использования арифметико-логических схем, а также механических подвижных соединений, что приводит к повьшекию точности и надежности . 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (О СО -4 ssrf

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 4 G 0) 7 3/42

««««МФЪМ««

ВСЕГЛН АЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4031)59/31-25 (22) 28.02.86 (46) 29.02.88. Бюл, Р 8 (71) Физико-энергетический институт

АН ЛатвССР (72) О.Е.Вилитис, Я.К.Бусенбергс, Г.Ф«Бейдер и Л.Г. Кандалинцев (53) 535,853 (088.8 ) (56) Авторское свидетельство СССР

))) - 535469, кл. G 01 Т 1/44, 1976, Тарасов К.Н. и др. Проектирование спектральной аппаратуры. Л.: Машиностроение, 1980, с. 130-132. (54) СПЕКТРОФОТОМЕТР (57) Изобретение относится к области оптического спектрального приборостроения. Целью изобретения является повышение точности и надежности.

Свет от источника 1 проходит через кювету 2 и попадает на фотоэлектрический преобразователь 3. Электрический сигнал усиливается и преобразуется в частоту с помощью преобразователя 5. Генератор 9 через ключи

6 и 7 подключен к суммирующему и вычитающему входам реверсивного c"÷åòчика 10, преобразователь 5 через ключ

8 — к счетчику 12 импульсов, информаÄÄSUÄÄ 13776()5 А 1 ционный выход которого подключен к первому входу коммутатора 16 режимов отсчета. Выход коммутатора 16 соединен с блоком 13 цифрового отсчета.

После накопления в счетчике 12 чисV, ла импульсов 10 с выхода прямого переноса этого счетчика поступает сигнал на первый вхоц блока 14 управления, а с выходов этого блока поступают сигналы на управляющие входы ключей 6, 7 и 8, коммутатора 16 и регистра 11. Вход регистра 11 соединен с информационным выходом счетчика 10, а выход — с вхоцом параллельной записи счетчика 10. Выход обратного переноса счетчика 10 соединен с вторым входом блока 14, В спектрофотометре имеется логарифмический преобразователь 15, .управляющий вход которого подключен к шестому выходу блока 14. Вход логарифмического преобразователя 15 соединен с выходом ключа 8, а выход — с вторым входом коммутатора 16. В спектрофотометре не требуется использования арифметико-логических схем, а также механических подвижных соединений, что приводит к повышению точности и надежности ° 1 з«п ° ф JIbI> 1 ил °

1377605

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению.

Цель изобретения - повышение точности и надежности.

На чертеже изображена блок-схема

5 спектрофотометра.

Спектрофотометр содержит источник 1 света, представляющий собой источник монохроматического света, длину волны которого можно выбрать в определенном спектральном диапазоне, кювету 2, фотоэлектрический преобразователь 3, усилитель 4, преобразователь 5 напряжение - частота,элек" тронно-управляемые ключи (первый 6, второй 7 и третий 8), генератор 9 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 10 импульсов, регистр ll второй счетчик 12 импульсов, блок 13 цифрового отсчета, блок 14 управления, цифровой логарифмический преобразователь 15 и коммутатор 16 режимов отсчета.

Устройство работает следующим образом.

Перед измерением величины поглощения света образцом — его коэффициента пропускания T. — в кюветном отделении спектрофотометра исследуемый образец отсутствует и производится калибровка спектрофотометра, заключающаяся в фиксации эталонного потока

1 излучения света (через кювету 2 без образца или через кювету 2 с эталонным, контрольным, образцом). 35

Калибровку спектрофотометра осуществляют следующим образом.

Свет от источника 1 света через кювету 2 (без образца или с контрольным образцом) поступает на фотоэлек- 40 трический преобразователь 3. На выходе последнего появляется электрический сигнал, который после усиления усилителем 4 при помощи преобразова,теля 5 напряжение - частота нреобраэу- 45 ется в частоту Г, пропорциональную интенсивности проходящего потока излучения света Х,. В режиме калибровки после подачи на блок 14 управления команды Х, одновременно управляющими 50 сигналами, поступающими с первого и второго выходов блока 14 управления, включаются первый и третий ключи 6 и

8. Начинается одновременное накопление счета импульсов. Счетчиком 12 накапливаются импульсы, поступающие с частотой Г, с преобразователя 5 через третий ключ 8, а реверсивным счетчиком 10 накапливаются импульсы, поступающие с частотой 1 с генератора 9 тактовых импульсов через первый ключ 6 на суммирующий счетный вход реверсивного счетчика 10. После накопления счетчиком )2 числа импульсов 10, где k — заранее выбранное целое число, с выхода прямого переноса счетчика 12 поступает сигнал на первый вход блок 14 управления. На первом и втором выходах блока 14 управления появляются сиг" налы выключения первого и третьего ключей 6 и 8. Поступление импульсов на счетные входы счетчиков 10 и 12 прекращается и начинается подача им- пульса управления с четвертого выхода блока 14 управления на управляющий вход регистра 11, в результате чего содержимое информационного выхода счетчика 10 при помощи регистра

11 через вход параллельной записи записывается в реверсивном счетчике

10 ° Тем самым завершается калибровка спектрофотометра, в результате которой в течение интервала времени

t = — — через вход параллельной за" и писи в счетчике 10 записывается и хранится накопленное число импульсов, равное N =Г . t„. Таким образом, при помощи генератора 9 тактовых импульсов и счетчика 10 завершается запоминание интервала времени t, необходимое для подсчета десяти импульсов (следующих с частотой 1 с выхода преобразователя 5), число которых яв ляется мерой калибровки эталонного уровня интенсивности проходящего потока излучения света Х,. Спектрофотометр откалиброван и подготовлен к измерению коэффициента пропусканйя

Хх

T= -„"- исследуемого образца, где .о

I — интенсивность потока излучения х света, прошедшего через исследуемый объект (образец).

После калибровки спектрофотометра в его кюветном отделении помещают кювету с измеряемым образцом и на блок

14 управления подают команду Т. С первого и третьего выходов блока 14 управления поступают сигналы управ.— ления, включающие второй и третий ключи 7 и 8. Выход преобразователя

5 через третий ключ 8 подключается к счетному входу счетчика 12, а генератор 9 тактовых импульсов через второй ключ 7 - к вычитающему счетному входу реверсивного счетчика 10.

1377605

Импульсы с выхода преобразователя 5, частота f„ KoTopbIx теперь пропорциональна значению Т, накапливаются счетчиком 12. Одновременно на вычитающий счетный вход реверсивного счетчика 10 через второй ключ 7 поступают тактовые импульсы с генератора 9 тактовых импульсов с частотой

Через интервал времени 1„ после 10 вычитания реверсивным счетчиком N, импульсов на его выходе обратного переноса появляется сигнал управления, поступающий на второй вход блока 14 управления. Последний через первый и третий выходы управления выключает второй и третий ключи 7 и

8, прекращая этим поступление потоков импульсов на счетные входы счетчиков

10 и 12. Содержание »„ счетчика 12 с

его информационного выхода через коммутатор 16 поступает на блок 13 цифрового отсчета. На последнем появля1 ется цифра, отражающая величину поглощения образца 25

-х

I f N

Т т f 10" к

Выбором величины 1/10 путем подбора коэффициента пересчета счетчика 30

12,.можно легко установить требуемую точность и разрешающую способность (количество знаковых разрядов) цифрового отсчета измеряемой величины поглощения света. Таким образом спек- 35 трофотаметр путем автоматического выбора времени измерения tn в зависимости от заранее задаваемой точности (выбором коэффициента k) обеспечивает высокую точность калибровки и измерения при различных уровнях интенсивности эталонного излучения

Х . Основание степени 10 для показа0 теля степени — коэффициента k — выбрано в целях упрощения отображения 45 блоком 13 цифрового отсчета как абсолютных, так и процентных значений величины Т, что в данном случае да» стигается соответствующей простой расстановкой запятой децимального 0 числа — результата измерений. Так, 4 например, при N,=10 и »„=5000 абсолютное значение Т равно величине

0,500; процентное, соответственно, .

50,01. Следовательно, упрощается практическая реализация блока 13 .

55 цифрового отсчета, так как не требу" ется использование арифметика-логических или других схем, реализующих функцию определения отношениях двух последовательно поступающих чисел.

Для достижения возможности не-посредственного отсчета на блоке цифрового отсчета значения оптической; плотности (экстинкции) образца D=

=1g — на блок 14 управления подаетТ ся команда "D" после чего сигнал управления с шестого выхода блока 14 управления поступает на управляющий вход цифрового логарифмического преобразователя 15. Подключенный к выходу-третьего ключа 8 преобразователь 15 преобразует число Nx èìïóëüсов, пропорциональных значению Т (поступающих с выхода преобразователя 5), реализуя функцию 1g-(10 »„)=

=1g — =D. После этого преобразования

Т цифровое значение оптической плотности через коммутатор 16 режимов отсчета поступает на блок 13 цифрового отсчета. Преобразователь 15 со" держит двоичный счетчик — счетчик адресов и постоянное запоминающее устройство, причем адресный вход последнего подключен к информационному выходу счетчика адресов.В режи- . ме измерения оптических величин поглощения образца импульсы с выхода третьего ключа 8 в течение времени измерения t„ накапливаются счеТчиком в виде числа »„. Содержание этого счетчика используется для адресации постоянного запоминающего устройства, в котором для каждого адреса, который определяется числом N„, записано соответствующее значение величины D согласно соотношению

1 к и=1g — = -1g 10 » .

Т х °

Таким образом, подключение информационного выхода цифрового логарифмического преобразователя )5 через коммутатор 16 режимов отсчета к блоку

l3 цифрового отсчета можно точно и надежна отобразить измеренную величину поглощения света — оптическую плотность D исследуемого образца.

Отсутствие в снектрометре инерционных, имеющих весьма ограниченную точность механических подвижных сое динений (из-за неизбежных JIKKbToB u трений в них), приводит к повышению точности калибровки — фиксации эталонного уровня светопропускания оп1377605

Составитель С.Иванов

Редактор.М,Петрова Техред Л.Сердюкова Корректор А.Обручар

Заказ 857/33

Тираж 499 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4 тического канала измерения и, сле- довательно, в целом к резкому повышению точности измерения спектрофотометром величин поглощения света.

Формула изобретения

1. Спектрофотометр, содержащий: оптически связанные источник света кювету для образца и фотоэлектрический преобразователь, а также преобразователь напряжение †часто,через усилитель соединенный с фотоэлектрическим преобразователем, блок управления и блок цифрового отсчета, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и надежности он дополнительно содержит генератор тактовых импульсов, первый, второй и третий ключи, каждый иэ которых снабжен управляющим входоя, информационным входом и выходом, реверсивный счетчик, счетчик импульсов, регистр и коммутатор режимов отсчета, причем выход преобразователя напряжение -частота соединен с информационным входом третьего ключа, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, информационный выход счетчика импульсов соединен с первым

ЗО входом коммутатора режимов отсчета, выход коммутатора режимов отсчета соединен с блоком цифрового .отсчета, выход генератора тактовых импульсов соединен с информационными входами первого и второго ключей, выход первого ключа соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход второго ключа — с вычитающим входом реверсивного счетчика, информационный выход реверсивного счетчика через регистр соединен с входом параллельной записи информации этого счетчика, выход прямого переноса счетчика импульсов соединен с первым входом блока управления, выход обратного переноса реверсивного счетчика соединен с вторым входом блока управления, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока управления соединены соответственно с управляющими входами третьего ключа, первого ключа, второго ключа, регистра и коммутатора режимов отсчета.

2. Спектрофотометр по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что он дополнительно снабжен логарифмическим преобразователем, вход .которого соединен с выходом третьего ключа, выход — с вторым входом коммутатора режимов отсчета, а управляющий входс шестым выходом блока управления.