Способ определения концентрации хлорофилла и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области исследования оптическими методами жидких сред, в частности используемых в гидробиологии , Цель изобретения - повышение точности и чувствительности определения концентрации хлорофилла путем учета влияния пбсторонних примесей и взвесей в исследуемой пробе. Концентрацию хлорофилла определяют путем возбуждения и измерения люминисценциисреды. Новым в способе является измерение поглощения и рассеяния излучения средой и определение концентрации хлорофилла по совокупности измеренных параметров. Реализуется способ устройством, содержащим канал возбуждающего излучения, канал приема люминесценции, опорный канал измерения прозрачности среды и злектронный блок. Новым в устройстве является то, что введен дополнительно канал приема рассеянного средой возбуждающего излучения , а также предложены новые конструкции канала измерения прозрачности среды, электронного блока и введены новые элементы в конструкцию канала возбуждающего излучения. 2 с.п.ф-лы, 9 ил,, 1 табл. И екшЛ

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

csi)s G 01 N 21/64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4461241/25 (22) 18.07.88 (46) 30,06,91, Бюл, М 24 (71) Специальное проектно-конструкторское бюро автоматизированных систем управления водоснабжения Территориально-производственного обьединения

"Харьковкоммун и ромвод" (72) Г.В.Хамя ков, В, Я. Кобылянский, Г,К.Агаджанов, Р.А.Веселовский и B.Ñ.Маренков (53) 535.37(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1193544, кл. G 01 N 21/64, 1985.

Карабашев Г.С. Контактный метод активного (люминесцентного) зондирования. — В сб.; Современные методы количественной оценки распределения морского планктона, — M. Наука, 1983, с.52-59. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ХЛОРОФИЛЛА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области исследования оптическими методами жидких

Изобретение относится к исследованию жидких сред оптическими методами и мажет быть использовано при проведении гидробиологических ис.следований для определения концентрации хлорофилла.

Изобретение может найти применение в коммунальном хозяйстве, в системе водоснабжения, при контроле качества воды и оценке состояния водоемов — источников питьевого назначения, а также в аналитических лабораториях других отраслей и ве. Ц, 1659797 А1 сред, в частности используемых в гидробиологии, Цель изобретения — повышение точности и чувствительности определения концентрации хлорофилла путем учета влияния посторонних примесей и взвесей в исследуемой пробе. Концентрацию хлорофилла определяют путем возбуждения и измерения люминисценциисреды. Новым в способе является измерение поглощения и рассеяния излучения средой и определение концентрации хлорофилла па совокупности измеренных параметров, Реализуется способ устройством, содержащим канал возбуждающего излучения, канал приема люминесценции, опорный канал измерения прозрачности среды и злектрочный блок. Новым в устройстве является то, чта введен дополнительно канал приема рассеянного средой возбуждающего излучения, а также предложены новые конструкции канала измерения прозрачности среды, злектранного блока и введены новые злементы в конструкцию канала возбуждающего излучения. 2 с.п.ф-лы, 9 ил., 1 табл. домств, отвечающих за контроль качества природных вод.

Цель изобретения состоит в повышении точности и чувствительности определения концентрации хлорофилла.

На фиг.1 представлена зависимость величины интенсивности фоновой люминесценции от величины интенсивности рассеянного взвесью каолина (точки О) или раствора оксида кальция (тачки Ф) возбуждающего излучения; на фиг.2 — зависимости интенсивности люминесценции хлорофил20

30 ла, определенной без поправки на влияние светорассеяния, От концентрации хлорофилла B flpG63x без, (коивая 1, точки c> ) и с (криваЯ 2, тсчкиф) ОксиДсм кальЦия; на фиг,3 — зависисмосги интенсивности люминесценции хлорофилла, определенной с учетом влияния светорассеяния, от концентрации хлорофилла в пробах без (точки Р) и " "(точки и) ОксиДОМ кальЦиЯ; на фиг.4 — заВисимссти

ВВличин ы интенсивности рассея нн Ого взвесью возбуждающего иэ." учения От оптической плотноcTyc на Длине Волны всзбужра" ющего излучень ;я (кривая 3) и зависимссп

Величины Относительной Ошибки Определения сптич8сксй платнсс I и взвеси и J иэме рен -!QN lnHTBHcln BHc cT!n cBGTа рассея ния Ci величины параметра а (кривая 4); на фиг,5 — зависимость интен::;ивнссти лгсминесценции хлорофилла ст Оптической плстнОсти пробы на Длине волны ВсзбумДа ощего излучения; на фиг,б — схема устройстВа; HB фиг,7 — p.ncK сбтюратс, а; на фиг.8— блок-схема электрон нсгс блока устройства; на фиг.9 представлен алгоритм вычисления КОнцентрации хлорофилла, Пример 1. В измерительную камеру (Вдоль оси канала измесения прозрачности среды) предлаг-8Moro устройства помешают прямоугольную к свету длиной 50 мм, в которую поочередно на время измерения подают взвеси каоли:-.а (а затем раствор оксида кальция) в дистиллированной воде в диапазоне концентраций 3 — 50 мг/л. Для выделения Возбуждающего и рассеянногс излучения используют стеклянный светофильтр СЗС-22 толщиной 4 мм, для выделения люминесценции взвеси в области длин волн испускания люминесценции хлорофилла — светофильтр КС-18 толщиной

4 мм, Интенсивности рассеянного взвесью возбуждающего излучения и люминесценции измеряют при помощи фотоэлектронных умножителей ФЭУ-51.

На фиг,1 представлена зависимость величины интеНсивности фоновой люминесценции (Fo) от величины интенсивности рассеянного взвесыа каопина (точки о) или р8сТВор8 ОксиДВ кальЦиЯ (точки 6) ВсзбужДВющего излучения (R-R0); по оси ординат— интенсивность фоновой люминесценции F;,, ед.; по оси абсцисс — интенсивность рассеянного всзбужда ощего излучения (R Rî), ед.

Из-за недостаточной скрещиваемости светофильтров часть рассеянного излучения попадает на фотоприемник л оминесценции. Интенсивность пропущеного светофильтром юминесценции рассеянного излучения прямо пропорциональна интенсивности последнего с линейным коэффициентом корреляции более 0,99 и в пределах ошибки эксперимента не зависит от г рироды рассеивающих частиц, Величина постоянного коэффициента уравнения линейной регрессии зависимости интенсивности фоновой люминесценции от интенсивности рассеянного взвесью возбуждающего излучения в пределах сшибки эксперимента равна интенсивности фоновой люминесценции дистиллированной всды, Следовательно, для определения интенсивности люминесценции водорослей несб:одимо иэ измеренной интенсивности среды (Г) вычесть величины интенсивности фОНОBBé ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ РаСтВОРИтЕЛЯ (Ро) и произведение ко".ффициента пропорциональности (с) HB рззность и 1тенсивнссти рассеяннсгс средой возбуждьчсщего излучения (R) и интенсивности фонового рассеянного растворителем возбуждающего излучения (йо).

Б р и м е р 2. Культуру водорослей хлореппа выращивают в стеклянных цилиндрах емкостью 1 л на среде Успенского № 3 при комнатной температуре и Освегценнссти поверхностного слоя 3 клк. Длительность световсгс и темнового периодов составляет 9 и

15 ч соответственно, Концентрацию хлорофилла с определяют спектрофотсметрически Для получения ряда не содержащих механических взвесей проб с различными концентрациями микроводорослей за 15 — 20 мин до начала проведения эксперимента суспензию хлореллы разбавляют средой Успенского N- 3 683 Оксида кальция, KoTopblLn входит в состав питательной среды, Для получения содержащих механические примеси проб суспензию хлореллы разбавляют. средой Успенского ¹ 3 с 20 мг/л оксида кальция. Измерения интенсивностей люминесценции пробы в области длин волн испускания люминесценции хлорофилла и рассеянного пробой возбуждающего излучения проводят аналогично примеру 1. При помощи предлагаемого устройства измеряют оптическую плотность суспензии на длине волны возбуждающего излучения, которая во всех случаях в выделенном объеме гробы не превышает величины 0.05, Интенсивность люминесценции хлорофилла без поправки на влияние светорассеяния определяют Ilóò8è вычитания иэ измеренной интенсивности л юминесценции интенсивности фоновой люь инесценции дистиллированной -î",äû. Для введения поправки на светорассеяние иэ полученного результата Вычитаю= произведение разности интенсивностей рассеянного пробой возбуждающего излучения и фонового рассеянного растворителем возбуждающего

1659797

35 излучения на определенный в опытах со взвесями каолина и оксида кальция (пример

1) коэффициент пропорциональности.

На фиг.2 представлены зависимости интенсивности люминесценции хлорофилла, определенной без поправки на влияние светорассеяния, от концентрации хлорофилла в пробах без (кривая 1, точки о) и с (кривая

2, точки а) оксидом кальция. На фиг,3 представлены зависимости интенсивности люминесценции хлорофилла, определенной с учетом влияния светорассеяния, от концентрации хлорофилла в пробах без (точкио) и с (точки e) оксидом кальция. По осям ординат — интенсивность люминесценции хлорофилла, ед.; по осям абсцисс — концентрация хлорофилла в пробе, мкг/л.

Из представленных данных видно, что при отсутствии посторонних взвесей концентрация хлорофилла в суспензии может быть определена люминесцентным методом с ошибкой менее 6 . С вероятностью более 95% свободный член уравнения линейной регрессии равен О, Введение поправки на светорассеяние приводит к изменению коэффициента пропорциональности, но не повышает точность и чувствительность определения.

Если проба помимо микроводорослей содержит оксид кальция, то при концентрации последнего более б мг/л при определении интенсивности люминесценции хлорофилла без учета влияния светорассеяния наблюдают значимое снижение точности и чувствительности определения концентрации хлорофилла. Введение поправки на светорассеяние позволяет определять концентрацию хлорофилла в пробах, содержащих посторонние взвеси, без уменьшения точности и чувствительности определения.

Воды внутренних водоемов(например, на равнинных реках, водохранилищ) имеют, как известно, повышенную мутность. Поэтому определение концентрации хлорофилла при помощи предлагаемого изобретения с .вычислением концентрации хлорофилла при оптической плотности выделенного объема среды менее 0,05 пр предлагаемой формуле позволяет повысить точность и чувствительность определения концентрации хлорофилла, Пример 3. Интенсивность рассеянного взвесью оксида кальция возбуждающего излучения измеряют аналогично примеру 1.

При помощи предлагаемого устройства измеряют также поглощение возбуждающего излучения взвесью. Все измерения проводят в прямоугольной кювете длиной 30 мм.

Зависимость величины интенсивности рассеянного взвесью возбуждающего излучения (К-йо) от оптической плотности на длине волны возбуждающего излучения (О) представлена на фиг.4 (кривая 3). Нижняя ось абсцисс — оптическая плотность на длине волны возбуждающего излучения, ед.; верхняя ось абсцисс — величина параметра а, ед„левая ось ординат — интенсивность рассеянного взвесью возбуждающего излучения, ед„правая ось ординат — относительная ошибка определения оптической плотности, . Стрелками указаны соответствующие кривым координатные оси, Обработка результатов показывает, что в пределах ошибки эксперимента зависимость интенсивности рассеянного взвесью возбуждающего излучения от оптической плотности взвеси описывается уравнением

R Ro=-Rm (1-10 — ахо

) где Rm — максимально возможная регистрируемая величина светорассеяния; а- параметр, равный отношению длины оптического пути возбуждающего излучения в выделенном объеме взвеси (из которого регистрируют светорассеяние) к длине оптического пути возбуждающего излучения при измерении поглощения его взвесью.

Кривая 4 на фиг,4 показывает зависимость величины относительной ошибки or>ределения оптической плотности взвеси (следовательно,и ошибки определения мутности взвеси) по измеренной интенсивности светорассеяния от величины параметра а . Точность определения мутности взвеси сильно зависит от величины а. Минимальная ошибка достигается при значении а равном 0,35.

Аналогичные результаты получены и при изучении эависимости интенсивности люминесценции хлорофилла микроводорослей хлорелла от оптической плотности суспензии. Для 30 мм прямоугольной кюветы минимальная ошибка определения концентрации хлорофилла достигается при значении а равном 0,35.

Определение величины параметра а по зависимости интенсивности рассеянного стандартом мутности возбуждающего излучения от оптической плотности стандарта мутности на длине волны возбуждающего излучения позволяет повысить точность определения концентрации хлорофилла, Пример 4, Культуру хлореллы вырашивают аналогично примеру 2. Для получения ряда не содержащих механических, взвесей проб с различными концентрациями микроводорослей за 15-20 мин до нача1659797

Зо

50 ла проведения эксперимента суспензию хлореллы разбавляют средой Успенского

М 3 без:оксида каг ьция.. Интенсивность люминесценции пробы r=: области длин волн испускания люминесценции хггс рофилла, поглощение и рассеяние вс)збуждающего излу (ения прОбоЙ измеряют при г)омо(ци предлаГаемоГО устройства. Янтенс;1вность люминесценции хло))офилл а с 110 и Оа вк(3и нс) влияние рассеянного излучения вычисляю« аналОГичнО Dpi)MBp) 2. ИЗ иерения и рОБОдя в 30 мл кювете.

На фиг.5 представлена зависимость интенсивности лк)минесценции хлор)офилла от оптической плотности пробы на длине волны воэоуждаю(цего излучения, по оси абсцисс — огггическая плотность пробы, ед.; по оси ординат — ин енсивность л(оминесценции хлорофилла, вычисленная с учетом влияния (;веторассе)1ния, х 10 ед. Сплошной линией пок(3заня;Зависимость расчетной величины сжидаемой интенсивности люминесценции хлорофилла (Fp>g) от оптической плотности гробы на длине вол ILI возбуждающего излу;е:-.ия (Р), вычисленная по формуле

Fo)I<= Fm (I -10 ), ГДЕ Fm = 158867; Я -= 0,35.

Обработка полу (енных результ..-:тов показывает, что с «еро,ггностыо 95Я, относительная ошибка определения

ИНтЕНСИВНОСтИ ГПОМИНЕ:ЦЕНЦИИ ХЛОРО<)ИЛ.па ВО Всем диапазоне Оптических пло гно стей составляет 5,6,>, Б таблице гlредстс)влены зависимОсти относительной ошибки определения концентрации хлорофилла при определении последней известным способом и в состветствии с предлагаем,.IM ог оптической плотности пробы, Определение концентрации хлорофиллла в =остветствии с предлагаемым способом исклк1чает рост ошибки определения концентрации хлорофилг)а по интенсивности era люминесценции при росте оптической плотности пробы, Устройство для огределения концентрации хлорофилла (фиг.6) состоит из герметичного корпуса 5. в котором равмешены канал 6 возбуждаюшвгс излучения с источником 7 излучения, линзой 8 и отражателем

9, канал 10 приема люминесценции со светофильтром 11, линзой 12, зеркалом 13, диафрагмой 14 и с)отоприемни)<ом 15, опорный канал 16 сс светофильтром 17, линзОй 18 и кварцевой власTL(HGA 19., канал 20 измерения прозрачности среды, измерительная камера 21 и эг)ектронныЙ г)лок 22

УстройстВО также соДеожит канал Г)()иема

23 рассеянного средой возбуждаюгдего и. лучения, включающий светофильтр 24 рассеянного излччения, линзу 25, зеркало 26, диафрагму 27, фотоприемник 28, и расположенный симметрично каналу 10 приема люминесценции относительно канала 20 измерения прозрачности среды. Канал 6 возбуждающего излучения также снабжен светофильтром 29, прерывателем 30 и обтюратором 31. Канал 20 измерения прозрачностии среды состоит из светофильтра 32 и фотоприемника 33, расположенных cQocHG с каналом 6 возбуждающего излучения. Обтюратор 31 канала 6 возбуждающего излучения (фиг.б и 7) выполнен в виде диска 34, закрепленного на валу 35 двигателя 36, и снабжен датчиком 37 угла поворота диска, выход которого соединен с электронным блоком 22, Диск 34 разделен (фиг,7) на сектора 38, 39, 40, 41 трех типов — прозрачный

38, зеркальный 39 и све. опоглощающие 40 и 41, Электронный блок 22 (фиг,8) состоит иэ блока 42 разрешающих импульсов, коммутирующего блока 43, блока 44 усиления, блока 45 питания, блока 46 вычислений и блока 47 регистрации. При этом вход блока

42 разрешающих импульсов соединен с выходом датчика 37 угла поворота диска 34 обтюратора 31, а выход — с первым входом коммутирующего блока 43, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с Выходами фотоприемника 15 канала 10 приема люминесценции, фотоприемника 28 канала 23 приема рассеянного средой возбуждающего излучения и фотоприемника 33 канала 20 измерения прозрачности среды, а выходы коммутирующего блока 43 соединенны с входами блока

44 усиления, выходы которого соедиены с входами блока 46 вычислений, выход которой соединен с входом блока 47 регистрации, Блок 45 питания cîåäèíåí с тремя фотоприемниками 15, 28 и 33, обтюратором

31, осветителем 7, блоком 42 разрешающих импульсов, коммутирующим блоком 43, бло- ком 44 усиления, блоком 46 вычислений и блоком 47 регистрации, Устройство работает следующим образом; подключа)от устройство к сети питания, напримео 220 Б, 50 Гц. При этом блок 44 питания вырабатывает необходимые напряженил для трех фотоприемников 15, 28 и 33, обтюратора 31, осветителя 7; блока 42 разрешающих импульсов, коммутирующего блока 43, блока 44 усиления, блока 46 вычислений и блока 47 регистрации. Если, например, в качестве фотоприемников 15 и 28 использовать фотоэлектронные умножители (ФЭУ-51, ФЭУ-79 и др,), то блок 44 питания вырабатывает для них питающие напряжения 1.5-1,8 кБ, Б качестве освerи1659797

5

10 сигналы) 20

55 отрк>каатсл от каарцааои пластинки 1g и по- кото теля 7 можно использовать, например, лампу типа КГМ мощностью 150 ВТ, 24 В, Напряжение питания для обтюратора определяется типом двигателя 36. Можно использовать, например, двигатель ДПМ25-НЗ, 24 B. Питающие напряжения блоков

42. 43, 44, 46 определяются элементной базой, заложеной в основу схем этих блоков.

Можно использовать, например, напряжения 6 — 15 B. Если в состав блока 47 регистрации входит, например, самопишущий потенциометр типа КСП-4, то он запитывается через блок 44 питания от сети 220 В, 50

Гц, После включения осветителя 7 поток возбуждающего излучения, усиливаемый отражателем 9, через светофильтр 29, например СЗС-22, и открытый прерыватель

30, например, фотозатвор от фотоаппарата

"Смена 8M", попадает на диск 34 обтюратора 31. При этом, если поток возбуждающего излучения попадает на прозрачный сектор

37 диска 34, то он проходит на линзу 8, которая формирует плоскопараллельный пучок излучения, попадающий в измерительную камеру 21.

Возбуждающее излучение, не поглощенное средой в измерительной камере 21, попадает через светофильтр 32, например

СЗС-22, на фотоприемник 33 канала 20 измерения прозрачности среды. Кроме того, возбуждающее излучение вызывает излучение люминесценции среды, которое через светофильтр 11„например КС-18, линзу 12; зеркало 13, диафрагму 14, кварцевую пластину 19 попадает в фотоприемник 15, например ФЭУ-79. Также возбуждающее излучение рассеивается средой в измерительной камере 21. Рассеянное излучение через светофильтр 24, например СЗС-22, линзу 25, зеркало 26, диафрагму 27 попадает на фотоприемник 28, например ФЗУ 51.

Таким образом, при прохождении патока возбуждающего излучения от осветителя

7 через прозрачный сектор 38 диска 34 обтюратора 31 фотоприемники 15, 28 и ЗЗ вырабатывают соответственно сигналы, пропорциональные интенсивности люминесценции, интенсивности рассеянного света и прозрачности среды в измерительной камере 21 (сокращенно — полезные сигналы).

Если на пути потока возбуждающего излучения находится зеркальный сектор 39 диска 34 обтюратора 31, то поток возбуждающего излучения распространяется только по опорному каналу 16, т.е. проходит через светофильтр 17 (может быть использован любой нейтральный светофильтр), линзу 18, падает на фотоприемник 15, B этом случае фотоприемник 15 вырабатывает Сигнал, пропорциональный интенсивности возбуждающего излучения (сокращенно — опорный сигнал).

Если на пути потока возбуждающего излучения находится один иэ светопоглощающих секторов 40 или 41 диска 34 обтюратора

31, то возбуждающее излучение полностью сектором 40 или 41 поглощается и не попадет ни в один из каналов 10, 16, 20 и 23, Фотоприемники 15, 28 и 33 вырабатывают при этом сигналы, пропорциональные их собственным шумам (сокращено — шумовые

Таким образом, введение обтюратора

31 в канал 6 возбуждающего излучения позволяет получать с большой частотой все необходимые согласно предлагаемому способу параметры, разделенные во времени, что повышает точность их определения и облегчает их обработку.

Датчик 37 угла поворота диска 34 позволяет в зависимости от положения диска 34 разделять при обработке и регистрации полезные сигналы, опорный сигнал и шумовые сигналы фотоприемников 15, 28 и 33, Конструкция датчика 37 угла поворота диска 34 совместно с блоком 42 раэрешающих импульсов позволяет вырабатывать импульсы, запрещающие прохождение на блок 44 усиления: шумовых сигналов и опорного сигнала при прохождении потока возбуждающего излучения через прозрачный сектор 38; полезных и опорного сигналов при поглощении потока возбуждающего излучения светопоглощающим сектором 40 (или 41); полезных и шумовых сигналов при отражении потока возбуждающего излучения от зеркального сектора 39.

Кроме того, необходимо в периоды времени, соответствующие смене секторов, запрещать регистрацию сигналов, так как в это время поток возбуждающего излучения взаимодействует с двумя разными секторами, например с секторами 38 и 39.

Поэтому устанавливаются рабочие зоны каждого сектора 38, 39, 40 и 41 в виде 45-градусных секторов. посередине секторов 38, 39, 40 и 41. Очевидно, что между этими рабочими зонами между секторами 38, 39, 40 и 41 образуются зоны запрета также в виде

45-градусных секторов.

Коммутирующий блок 39 (фиг.8) выполнен в виде ключа, например на микросхеме

К176КТ1. Так как в нашем случае есть 3 полезных сигнала, 3 шумовых сигнала и 1 опорный, то коммутирующий блок 43 выпол- нен в виде 7 элементов, аналоговые входы рых соединены с фотоприемниками 15, F

К X 1 Х Fp

40

28 и 33, а аналоговые выходы — с блоком 44 усиления. Блок 44 усиления может быть выполнен в виде трех независимыхусилителей постоянного тока, каждый из которых предназначен для одне го из фотоприемников I5, 28 или 33, С блока 44 усиления сигналы поступают в блок 46, кс тарый независимо от программы запоминает в каждом периоде вращения диска 34 величину апорнага сигнала, величины полезных сигналов и величины шумовых сигналов Or фотоприемников

15, 28 и 33, вычитает из г1олезнаго сигнала шумовой сигнал и нормирует разницу на опорный сигнал, Величины, соответствующие интенсивностям люминесценции, рассеянного излучения прозрачности среды, или выводятся на регистрацию в блоке 47 регистрации (цифрог1ечэть и графическое построение) или вводятсл в программу вычислений по формулам. При этом программа вычислений мажет бьп ь реализована нэ базе, например персональной ЭВМ "Рабатрон-1715" по алгоритму, представленному на фиг.9, а ввод данных может осуществляться оператором с клавиатуры ЭВМ, Использование предлагемага способа определения концентрации хлорофилла и устройства для его осуществления позволяет по. сравнени а с существующими повысить точность определения концентрации хлорофилла за счет снижения относительной ошибки определения, а также чувствительность определения за счет учета посторонних взвесей и примесей в исследуемой пробе.

Формула изобретения

1. Способ определения концентрации хлорофилла путем возбуждения и измерения в выделенном объеме люминесценции среды в области длин волн испускания г,юминесценции хлорофилла с учетом интенсивности возбуждающего излучения, а т r ич а ю шийся тем, чта, с целью повышения точности и чувствительности определения, дополнительно измеряют поглощение и в выделенном объеме рассеяние возбуждающего излучения средой, по которым определяют концентрацию С хлорофилла для среды с оптической плотностью выдег|еннаго объема на длине волны возбуждающего излучения меньше 0,05 па формуле

С >< >, >< X) F " го ">(R но)) к Xi ХаХг., У где К вЂ” коэффициент гтаглащения хлорофилла, л/(мкг см); — длина оптического пути возбуждающего излучения при измерении поглощения его средой, см; а — отношение длины оптического пути возбу>кдающега излучения в выделенном объеме среды к длине оптического пу. и вазбужда а:,цега

1! излучения при измерении поглощения его средой; Fm — максимально возможная интенсивность люминесценции среды, нормированная на интенсивность возбуждающего излучения; à — интенсивность люминесценции среды в абластидлин волн испускания люминесценции хлорофилла, нормированная на интенсивность возбуждающего излучения; Р,> — интенсивность фоновой люминесценции растворителя в области длин волн испускания люминесценции хлорофилла, нормированная на интенсивность возбуждающего излучения; Ь коэффициент пропорциональности;  — интенсивность рассеянного средой возбуждающего излучения, нормированная на интенсивность возбуждающего излучения;

R0 — интенсивность фонового рассеянного растворителем возбуждающего излучения, нормированная на интенсивность возбуждающего излучения, а при оптической плотности больше 0,05 концентрацию С хлорофилла определяют па формуле где Fp †расчетная величина ожидаемой интенсивности люминесценции среды в области длин волн испускания л аминесценции хлорофилла, которая вычисляется в предположении, чта поглощение возбуждающего излучения определяется только водорослями, и с учетом измеренной интенсивности рассеянного средой возбуждающего излучения,нормирования на интенсивность возбуждающего излучения, ед.; 0 — оптическая плотность среды на дли-; не волны возбуждающего излучения, ед.

2. Устройство для определения концентрации хлорофилла, содержащее герметичный корпус, в котором размещены канал возбуждающего излучения с источником излучения, линзой и отражателем, располо>кенным за источником, канал приема люминесценции со светофильтром, линзой, зеркалом, диафрагмой и фотоприемником, расположенными последовательно, опор - ный канал с. установленными последовательно светофильтром, линзой и кверцевой пластиной, канал измерения прозрачности среды, измерительную камеру и электронный блок, при этом оси каналов возбуждающего излучения и приема люминесценции взаимно перпендикулярны, э кварцевая пластина опорного канала установлена между диафрагмой и фотоприемником канала приема люминесценции, о т л и ч а ю щ ее с я тем, чта, с целью повышения точности

1659797

14 и чувствительности определения, оно дополнительно содержит канал приема рассеянного средой возбуждающего излучения, который включает светофильтр рассеянного излучения, линзу, зеркало, диафрагму, фо- 5 топриемник, установленные последовательно, и расположен симметрично каналу приема люминесценции относительно канала измерения прозрачности среды, канал возбуждающего излучения дополнительно 10 снабжен светофильтром, прерывателем и обтюратором с датчиком поворота, при этом обтюратор выполнен из секторов трех типов — прозрачного, зеркального и поглощающего, а электронный блок содержит блок 15 разрешающих импульсов, коммутирующий блок",блок усиления, блок питания, блок вычислений и блок регистрации, при этом вход блока разрешающих импульсов соединен с

Относительная оиибка определения концентрации хлорофилла, 7

Спосо б от оптической плотности

1 I 1

0,05 0,1 0,4 0,8 1,2

5,83 6,61 7,86 9,44

565ь6 5 6 56 56

Известный

Предлагаемый

5,71

5,6

1 Fm

035 К g Fm-F

** С вЂ” D

К ож выходом датчика угла поворота диска обтюратора, а выход — с первым входом коммутирующего блока, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно. с выходами фотоприемника канала приема люминесценции, фотоприемника канала приема рассеянного средой возбуждающего излучения и фотоприемника канала измерения прозрачности среды, а выходы коммутирующего блока соединены с входами блока усиления, выходы которого соединены с входами блока вычислений, выход которого соединен с входом блока регистрации, кроме того, блок питания соединен с тремя фотоприемниками, обтюратором, осветителем, блоком разрешающих импульсов, коммутирующим блоком, блоком усиления, блоком вычислений и блоком регистрации.

1б59797

1659797

1659797

ФкУ