Оптоэлектронный многопараметровый колориметр



Оптоэлектронный многопараметровый колориметр
Оптоэлектронный многопараметровый колориметр

 


Владельцы патента RU 2485484:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная геодезическая академия" (ФГБОУ ВПО "СГГА") (RU)

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для контроля физическо-химических параметров жидких сред. Колориметр содержит помещенные в корпус задающий генератор, n диодов, n измерительных фотоприемников, оптически связанных с диодами, блок обработки фотоэлектрического сигнала, выход которого соединен с регистрирующим прибором, кювету, к которой присоединяются воронка и кран для перекрывания и пропускания контролируемой жидкости в полости кюветы, коммутатор для переключения излучения на одну из оптопар. Кювета выполнена из кварцевого стекла в виде цилиндра, состоящего из двух идентичных полых полуцилиндров, прикрепленных с двух сторон к плоскому зеркалу с двумя отражающими поверхностями. Изобретение обеспечивает повышение чувствительности и упрощение конструкции. 2 ил.

 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при научных исследованиях и в различных областях народного хозяйства для контроля физическо-химических параметров жидких сред (нефтепродуктов, растительного масла, глицерина, соков, напитков) и для управления технологическими процессами их изготовления, а также в медицине, для анализа мочи, крови, желудочного сока и т.п.

Известен колориметр фотоэлектрический концентрационный типа КФК-2МП [авторское свидетельство СССР №541112, кл. G01N 21/00, 1976], содержащий излучатель, светофильтр, кювету с исследуемым раствором, приемник оптического излучения (ПОИ), электронный блок обработки сигналов и измерительный прибор.

Недостатками устройства являются низкая чувствительность и неточность за счет несовершенства кюветы и кюветодержателя, когда для каждого последующего анализа необходимо извлекать кювету из прибора, заполнять ее очередной пробой, мыть и протирать оптические поверхности кювет от потеков исследуемой жидкости, кроме того, данный колориметр имеет сложную конструкцию.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является оптоэлектронный фотоколориметр [пат. 2413201 Российская Федерация, МПК51 G01N 21/03, опубл. 27.02.11, бюл. №6], содержащий задающий генератор, n светоизлучающих диодов, n измерительных фотоприемников, оптически связанных со светоизлучающими диодами, блок обработки фотоэлектрического сигнала, выход которого соединен с регистрирующим прибором, кювету, выполненную в виде шара с цилиндрической полостью, в которую установлен стержень с посеребренной отражающей поверхностью, прикрепленный стойками к стенкам цилиндра, выше упомянутое устройство помещено в корпус в стационарном положении, также имеются воронка и кран для перекрывания и пропускания контролируемой жидкости в полости кюветы, которые крепятся одновременно к кювете и корпусу и коммутатор для переключения излучения на одну из оптопар.

Недостатками данного фотоколориметра является сложность изготовления кюветы в виде линзы-шара с цилиндрическим отверстием, недостаточная точность устройства и невозможность контроля содержания в жидкости n компонентов.

Задачей настоящего изобретения является создание оптоэлектронного многопараметрового колориметра с усовершенствованной конструкцией кюветы, повышение чувствительности и упрощение его конструкции.

Оптоэлектронный многопараметровый колориметр содержит помещенные в корпус задающий генератор, n диодов, n измерительных фотоприемников, оптически связанных с диодами, блок обработки фотоэлектрического сигнала, выход которого соединен с регистрирующим прибором, кювету, к которой присоединяются воронка и кран для перекрывания и пропускания контролируемой жидкости в полости кюветы, коммутатор для переключения излучения на одну из оптопар, согласно изобретению кювета в нем выполнена из кварцевого стекла в виде цилиндра, состоящего из двух идентичных полых полуцилиндров, прикрепленных с двух сторон к плоскому зеркалу с двумя отражающими поверхностями, диоды используются лазерные и подбираются заранее по известным спектральным характеристикам n компонентов (параметров), содержащихся в полупрозрачных жидкостях, кроме того, предусмотрена опорная оптопара: лазерный диод - фотоприемник для обеспечения достоверности результатов измерений.

На фиг.1 представлена блок-схема оптоэлектронного многопараметрового колориметра, на фиг.2 - конструктивное выполнение датчика.

Оптоэлектронный многопараметровый колориметр состоит из задающего генератора 1 (источника импульсного питания), коммутатора 2, опорного лазерного диода 3, лазерных диодов 4, 5, 6, 7, (n-1)из, nиз, плоского зеркала 8 с двумя отражающими поверхностями, контролируемого объекта (жидкости) 9, опорного фотоприемника 10, измерительных фотоприемников 11, 12, 13, 14, (n-1)пр, nпр, блока обработки фотоэлектрического сигнала 16, регистрирующего прибора 17 (например, ЭВМ), кюветы, выполненной из кварцевого стекла в виде цилиндра, состоящего из двух идентичных полых полуцилиндров, прикрепленных с двух сторон к плоскому зеркалу с двумя отражающими поверхностями.

Оптоэлектронный многопараметровый колориметр (фиг.2) включает в себя кювету 15, плоское зеркало 8 с двумя отражающими поверхностями, а также присоединенные к кювете стеклянную градуированную воронку 18, куда заливается контролируемая жидкость 9, и кран 19 для перекрывания и пропускания потока исследуемой жидкости 9, вся конструкция помещается в корпус 20.

Устройство работает следующим образом. При включении задающий генератор 1 вырабатывает прямоугольные импульсы 8-10 Гц. Разделенные импульсы через коммутатор - переключатель оптронов 2 - подаются попеременно на лазерные светодиоды 4, 5, 6, 7, (n-1)из, nиз, имеющими определенные спектральные характеристики, соответствующие спектральным характеристикам n компонентов (параметров), содержащихся в полупрозрачных жидкостях. При этом оптопары могут включаться последовательно. Лазерный диод 3 и измерительный фотоприемник 10 образуют опорную оптопару, которая предусмотрена для того, чтобы сравнивать измерительные сигналы с сигналом опорного канала и обеспечивать достоверность результатов измерения. При заполнении цилиндрического отверстия кюветы 15 контролируемой жидкостью 9 она облучается лазерными светодиодами. В первом положении переключателя поток излучения лазерного диода 4 фокусируется, проходит через контролируемую жидкость 9, отражается от одной из двух поверхностей плоского зеркала 8 и, вновь проходя через контролируемый образец 9, далее попадает на измерительный фотоприемник 11. Затем сигналы поступают в БОФС - 16, где реализуется отношение сигналов этого измерительного потока и компенсационного от диода 3 и измерительного фотоприемника 10. Сигнал отношения пропорционален величине коэффициента пропускания и оптической плотности жидких сред или прозрачных твердых тел, также можно измерять концентрации веществ в растворе, что возможно при использовании предварительно измеренных градуировочных характеристик. Результаты подаются на измерительный прибор или ЭВМ 17, по показанию которого судят о параметрах жидких сред. ЭВМ обеспечивает автоматическое выполнение аналого-цифровых измерительных преобразований, вычислительных процедур, выдачу полученной информации, формирование командной и другой служебной информации, необходимой для функционирования оптоэлектронных многофункциональных автоматических контрольно-измерительных систем. Вся конструкция помещается в корпус 20, а само устройство можно установить на линии технологического процесса, т.е. контролировать жидкости (соки, напитки, пиво и т.д.), протекающие через трубу по стрелке, указанной на фиг.2.

Оптоэлектронный многопараметровый колориметр, содержащий помещенные в корпус задающий генератор, n диодов, n измерительных фотоприемников, оптически связанных с диодами, блок обработки фотоэлектрического сигнала, выход которого соединен с регистрирующим прибором, кювету, к которой присоединяются воронка и кран для перекрывания и пропускания контролируемой жидкости в полости кюветы, коммутатор для переключения излучения на одну из оптопар, отличающийся тем, что кювета в нем выполнена из кварцевого стекла в виде цилиндра, состоящего из двух идентичных полых полуцилиндров, прикрепленных с двух сторон к плоскому зеркалу с двумя отражающими поверхностями, диоды используются лазерные и подбираются заранее по известным спектральным характеристикам n компонентов (параметров), содержащихся в полупрозрачных жидкостях, кроме того, предусмотрена опорная оптопара: лазерный диод - фотоприемник для обеспечения достоверности результатов измерений.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к химическим методам анализа почв и может быть использовано для прямого измерения концентрации подвижных минеральных форм фосфора в почвенных пробах при извлечении его углеаммонийным экстрагентом.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для количественного определения энергии падающего ИК-излучения в составе фототермоакустического газоанализатора.

Изобретение относится к оптике рассеивающих сред и может быть использовано для экспресс-определения объемной концентрации капельной фазы воды и механических примесей в дизельном топливе, раздельно и совместно их концентрации, предельно допустимые стандартами.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для анализа физических параметров жидких сред (нефтепродуктов, растительного масла, глицерина, соков, напитков, мочи, крови и т.п.).

Изобретение относится к количественному и/или качественному анализу веществ, в частности растворов. .

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к кювете для взятия пробы жидкости организма и для представления образца пробы на анализ. .

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может использоваться в приборах газового анализа, где требуется малогабаритность. .

Изобретение относится к оптическому картриджу и может быть использовано для определения количественного содержания анализируемого вещества в физиологической жидкости. Оптический картридж содержит корпус из оптически прозрачного материала с внутренней полостью, один торец корпуса снабжен входным отверстием во внутреннюю полость, которая разделена на сообщающиеся между собой входную зону и оптическую зону. Высота поперечного сечения внутренней полости в оптической зоне меньше высоты поперечного сечения полости во входной зоне, высоты внутренней полости оптической и входной зоны выбираются из условия возникновения капиллярного эффекта. Во входной зоне внутренней полости установлена, по меньшей мере, одна вставка из пористого материала с реагентом, а корпус имеет, по меньшей мере, одно отверстие для сообщения оптической зоны внутренней полости с внешней средой. Достигаемый при этом технический результат заключается в получении пользователем точного и надежного результата анализа. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к биодатчику для обнаружения конкретной молекулы внутри анализируемого вещества. Контейнер (11) биодатчика содержит нижнюю часть (1) с углублением (2), приспособленным для размещения жидкого образца, и покрывающую часть (3) для закрывания упомянутого углубления (2). Углубление (2) содержит поверхность (4) датчика. Нижняя часть (1) приспособлена, чтобы допускать проникновение света вдоль первой оптической траектории (5) для его отражения от поверхности (4) датчика и выход вдоль второй оптической траектории (6). Изобретение обеспечивает точность определения количества конкретных молекул в образце. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к кювете для хранения биологического образца, способу ее изготовления, а также к способу проверки подлинности кюветы и способу анализа биологического образца, такого как пробы крови, с использованием указанной кюветы. Кювета (10) изготовлена из формуемого материала, который содержит частицы (15a, 15b) в концентрации, находящейся в заданном диапазоне. Частицы (15a, 15b) распределены случайно с формированием уникального узора. Кроме того, частицы (15a, 15b) обладают поддающимися измерению физическими свойствами, что позволяет детектировать уникальный узор с применением методики детектирования, используемой для анализа биологического образца. Уникальные свойства, придаваемые случайно распределенными частицами (15a, 15b), делают копирование практически невозможным, поскольку распределить частицы согласно заданному узору сложнее, чем позволить им распределяться случайно. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении достоверности полученных результатов анализа. 5 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к области медицины и может быть использована при проведении анализа тонких слоев, в частности монослоев клеток. Устройство для получения слоев, содержащих монослой из клеток, для анализа имеет двумерную матрицу из аналитических камер (45) и разветвленную конфигурацию входных каналов (25), соединенных с каждой из аналитических камер в матрице, для возможности заполнения аналитических камер в параллельном режиме. Каждая из аналитических камер имеет по существу планарную форму, имеющую высоту, меньшую, чем высота входных каналов, чтобы создавать слои текучей среды, содержащей клетки, когда камеры заполняют образцом текучей среды. Общая площадь каждой из аналитических камер варьирует между 100 и 2000 мм2 и/или высота аналитических камер составляет между 1 и 10 мкм, а входные каналы имеют глубину 10-200 мкм и ширину 50-1000 мкм. Группа изобретений относится также к способу изготовления данного устройства, способу получения и способу анализа слоев текучей среды, содержащих монослой из клеток, с использованием указанного устройства, а также к аналитической системе. Группа изобретений обеспечивает возможность проведения автоматизированного анализа образцов слоев, текучей среды, содержащих монослои из клеток, в картридже. 5 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области физики, а именно к спектрометрическим измерениям содержания йода-129 в пробах почвы с использованием схемы бета-икс совпадений, и предназначено для обеспечения повышения эффективности регистрации рентгеновского и бета излучений от радиоактивного препарата йода-129, размещенного в кювете дискообразной формы с жидким сцинтиллятором. Корпус кюветы выполнен из двух тарелок с плоскими ободками, изготовленными из упругой тонкостенной полипропиленовой пленки толщиной 0,1 мм. Плоские ободки тарелок герметично сварены друг с другом путем использования ручного импульсного сварщика так, что в итоге на ободке кюветы получают восьмигранную фигуру, образованную линиями сварки. У основания плоского ободка кюветы прокалывают заклеиваемое входное-выходное отверстие для заливки в кювету и извлечения из нее раствора жидкого сцинтиллятора с препаратом йода-129. Технический результат заключается в сохранении кюветой своей формы после падений, устойчивости к агрессивной среде жидкого сцинтиллятора, простоте изготовления, а также в обеспечении высокоэффективной десятипроцентной регистрации актов распада йода-129 благодаря малому поглощению мягкого рентгеновского и бета-излучений в тонких стенках кюветы и в жидком сцинтилляторе. 1 ил.

Изобретение относится к спектрометрическому анализу материалов. Оптический спектрометр (102) включает регулируемое пространство (104) пробоотбора, содержащее две, как правило, противонаправленные, относительно подвижные боковые стенки (106, 108), которые сформированы, по существу, из оптически прозрачного материала, между которыми загружен образец для анализа, и привод (116), механически связанный, с одной или обеими боковыми стенками (108) и действующий в ответ на применяемый к нему командный сигнал для осуществления их относительного перемещения. Спектрометр (102) также включает оптический датчик (110, 112, 114) положения, предназначенный для обнаружения интерференционных полос, генерируемых световой энергией, многократно преодолевшей расстояние между боковыми стенками (106, 108), и для генерирования в зависимости от них командного сигнала. Изобретение обеспечивает уменьшение влияния механического износа или механических изменений, вызванных температурой и/или давлением. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх