Автоматический спектрофотометр

 

Союз Советски к

Социапистичесиик

Реснубпик (iii 960550

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. спид-ву(22) Заявлено 16.03,81 (21) 3260343/18-.25 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет— (53)IVL. Кл.

О. 01 J 3/42

1Ьеуйерстееевые квинтет

СССР

lo AQMM взебретений и еткрмтвЯ (53) УЙК 535.853.

" (088.8) Опубликовано 23.09.82. Бюллетень М 35

Дата опубликования описания 25.09. 82 (72) Авторы изобретения

М,И. Афанасьев, В.Я. Бабкин, М.M. Жуков, О.Б. Комаров и В.П. Соколов

Грозненское научно-производственное объединение

"Промавтоматика" 1 (7l ) Заявитель

1, Изобретение относится к опти ческим спектральным приборам и может быть применено при количественном абсорбционном анализе состава веществ.

Известен автоматический спектро5 фотометр, содержащий механизм перемещения образцов и фотометрический.тракт с блоком стабилизации нуля и калибратором, причем калибратор выполнен в виде блсiка с регулируемым коэффициен- ð том передачи, блок стабилизации нуля связан с механизмом перемещения образцов, который имеет, по крайней мере, три .гнезда для образцов, в котором стабилизация нуля осуществляется уста.1 новкой перед фотоприемником посредством механизма перемещения образцов, кюветы с холостой пробой и подачей

- напряжения смещения нуля с выхода усилителя фотометрического тракта, через >о блок стабилизации нуля в противофазе на вход усилителя 51 ).

Однако стабилизация нуля путем подачи напряжения смещения нуля с выхо2 да усилителя на его вход требует увеличения начального светового потока осветителя, т.е. смещения базисНой линии на определенную величину, пропорциональную ее возможному отклонению от нулевого положения эа счет старения источника света, запыления фотометрического тракта, изменения оптической плотности кюветы и т.д. Увеличение начального светового потока достигается увеличением подводимой мощности к лампе осветителя фотометрического тракта, I за счет чего резко снижается ее срок службы и, соответственно, надежность спектрофотометра.

Наиболее близким техническим решением является автоматический спектрафотометр,содержащий осветитель с источником пита ния, последова тель но соединенный с регулятором интенсивности излучения, выход которого соединен с лампой осветителя, кюветное отделение, соединенные последовательно 4ютоприемник, усилитель и устройство обработки и

96055

3 отображения сигнала, а также источник опорного напряжения, сравнивающее устройство, первый вход которого соеди" нен с выходом усилителя, а второй вход с имеющимся источником опорного напря-g жения, устройство памяти и ключ, связанный своим выходом с входом устройства памяти, и командное устройство, управляющие выходы которого соединены соответственно с кюветным отделением, 10 устройством обработки и отображения сигнала и ключом (2 j.

Недостатком этого спектрофотометра является невысокая надежность, а также высокие энергозатраты в осветитеI ле. Это связано с тем, что в регуляторе интенсивности излучения в качестве управляющего устройства применен электродвигатель, à в качестве исполнительного устройства - рео- 20 стат. Цель изобретения - повышение надежности и одновременное снижение энергозатрат спектрофотометра. 25

Поставленная цель достигается тем, что автоматический спектрофотометр, содержащий осветитель с источником питания, последовательно соединенный с регулятором интенсивности излучения З0 выход которого соединен с лампой осветителя, кюветное отделение, соединенные последовательно фотоприемник, усилитель и устройство обработки и отображения сигнала, а также источник опорного напряжения, сравнивающее устройство, первый вход которого соединен с выходом усилителя, а второй входс источником опорного напряжения, устройство памяти и ключ, связанный своим выходом с входом устройства памяти, 40 и командное устройство, управляющие выходы которого соединены соответственно с кюветным отделением, устройством обработки и отображения сигнала и ключом, снабжен вторым сравнивающим

45 устройством, генератором пилообразного напряжения и интегрирующим устройством, при этом первый вход второго сравнивающего устройства соединен с выходом устройства памяти, выход генератора пилообразного напряжения со- . единен с вторым входом второго сравнивающего устройства, выход которого соединен с управляющим входом регулятора, интенсивности излучения, вход интегрирующего устройства соединен с выходом первого сравнивающего устройства, а выход -.с входом ключа.

0 4

На чертеже изображена схема предлагаемого автоматического спектрофотометра.

Спектрофотометр содержит источ-, ник 1 питания, последовательно соединенный с регулятором 2 интенсивности излучения, выход которого соединен с лампой осветителя 3, сформированный монохроматический световой поток которого через кюветное отделение 4, содержащее кювету. 5 и два клапана 6 и 7, связанные с ее входом, поступает на фотоприемник 8, сигнал с выхода которого через усилитель 9 поступает в устройство 10 обработки и отображения сигнала, интегрирующее устройство 11, выход которого соединен с входом ключа 12, а вход - с выходом первого сравнительного устройства 13, первый вход которого соединен с выходом усилителя 9, а второй вход - с выходом источника 14 опорного напряжения, выход ключа 12 соединен с входом устройства 15 памяти, выход которого соединен с первым входом второго сравнивающего устройства 16, второй вход которого соединен с выходом генератора 17 пилообразного напряжения, управляющий вход регулятора 2 интенсивности излучения соединен с выходом второго сравнивающего устройства 16, управляющие выходы А, Б, С и Д командного устройства 18 связаны соответственно с клапанами 6 и 7 кюветного отделения 4, устройством 10 обработки и отображения сигнала и ключом 12.

Автоматический спектрофотометр работает следующим образом.

Сформированный осветителем 3 монохроматический световой поток через кювету 5 подается на фотоприемник 8, в котором осуществляется преобразование светового потока в электрический сигнал. Усиленный усилителем 9 электрический сигнал поступает в устройство 10 обработки и отображения сигнала, в котором осуществляется коррекция коэффициента преобразования, выбор необходимого диапазона измерения, отображение выходного сигнала и его регистрация, а также запоминание выходного сигнала спектрофотометра на время коррекции нулевого сигнала и коэффициента преобразования.

Управление работой устройства 10 обработки и отображения сигнала осуществляется командой "Д", поступающей с командного устройства 18. По

5 9605 командам "А" и "Б", поступающим с командного устройства 18, клапан 6 закрывается, а клапан 7 открывается, при этом подача в кювету анализируемого продукта прекращается и в нее через клапан 6 подается жидкость, например вода, с известной юптической плотностью, которая промывает кювету 5 и после установления оптических характеристик является образцом, вве- 1о денным внутрь кюветы 5.

Сравнительный электрический сигнал с выхода усилителя 9 и опорный сигнал от источника 14 опорного напряжения поступает на соответствующие входы 15 первого сравнительного устройства 13, где осуществляется их вычитание. Разностный сигнал, соответствующий смещению нулевого сигнала, усредняется интегрирующим устройством 11, напри- 2в мер RC-цепью, и через закрытый ключ 12 и устройство 15 памяти поступает на первый вход второго сравнивающего устройства 16, на второй вход которого поступает линейное пилообразное на- 2э пряжение с выхода генератора 17 пилообразного напряжения.

На участке возрастания пилообразного напряжения при достижении. равенства напряжений на первом и втором входещ

1 сравнивающего устройства 16 схема переходит в одно из устойчивых состояний, на участке спада - в другое устойчивое состояние.

Таким образом, на выходе сравниваю щего устройства получают импульсный сигнал постоянной амплитуды, длительность которого пропорциональна смеще нию нулевого сигнала спектрофотометра. Промодулированный по длительности импульсный сигнал с выхода сравнивающего устройства 16 поступает на управляющий вход регулятора 2 интенсивности .излучения, например, на базу транзистора р-и переход которого соединен с лампой осветителя 3, При изменении длительности регулирующего сигнала .изменяется время .включенного состояния регулирующего тран-. зистора и соответственно изменяется эффективная мощность, подводимая от источника 1 питания к лампе осветителя 3, в результате изменяется световой поток осветителя, поддерживая нулевую линию спектрофотометра на одном и том же уровне. При подаче в кювету 5 анализируемого продукта, ключ 12, по команде "С", поступающей с командного устройства 18, размыкается и на

50 6 время действия измерительного сигнала корректирующий сигнал хранится в устройстве.15 памяти. Интегрирующее уст" ройство 11 исключает пульсации и повышает устойчйвость работы схемы коррекции.

Спектрофотометр надежно работает при изменении нулевого сигнала на

40/ от диапазона измерения, автоматически следит за этим изменением и компенсирует его, при этом дрейф нулевого сигнала в автоматическом режиме ра-. боты корректора составляет не более

0,5i. Применение импульсного питания лампы осветителя и компенсация откло" нения нулевого сигнала путем изменения длительности регулирующих импульсов позволяет снизить эффективную мощность, подводимую к лампе осветителя, мощность, выделяемую на регуляторе интенсивности излучения, и соответственно увеличить время безотказной работы лампы, уменьшить мощность источника питания и его габариты, что позволяет повысить надежность спектрофотометра и снизить его энергозатраты.

Формула изобретения

Автоматический спектрофотометр, содержащий осветитель с источником питания, последовательно соединенным с регулятором интенсивности излучений, выход которого соединен с лампой осве" тителя, каветное отделение, соединенные последовательно фотоприемник, усилитель и устройство обработки и отображения сигнала, а также источник опорного напряжения, сравнивающее устройство, первый вход которого соединен с выходом усилителя, а второй вход - с источником опорного напряжения, устройство памяти и ключ, связанный своим выходом с входом устройства памяти, и командное устройство, управляющие выходы которого соединены соответственно с кюветным отделением, устройством обработки и отображения сигнала и ключом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения на-. дежности с одновременным снижением энергозатрат, он снабжен вторым сравнивающим устройством, генератором пилообразного напряжения и интегрирующим устройством, при атом первый вход второго сравнивающего устройства со единен с выходом устройства памяти, 7 960550 8 выход генератора пилообразного напря- Источники информации, жения - с вторым входом второго срав- принятые во внимание при экспертизе нивающего устройства, выход которого 1. Авторское свидетельство СССР соединен с управляющий входом регуля- 667824, кл. G 01 J 3/42, 1979. тора интенсивности излучения, вход s 2. Автоматические. приборы для изинтегрирующего устройства соединен мерения концентрации суспензий. М,, с выходом nepsoro сравнивающего уст- "Машиностроение", 1979, с. 99 (проройства, а выхЬд - с входом ключа, тотип).

Составитель А. Качанов

Редактор А. Козориз ТехрецМ. Надь Корректор П

Заказ 7249/45 Тираж оо7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)035, Москва Ж-35 Раушская наб. g. 4/g

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4