RU113011U1

RU113011U1 - DEVICE FOR STUDYING THE OPTICAL PROPERTIES OF DROP SAMPLES

Info

Publication number: RU113011U1
Application number: RU2011135785/28U
Authority: RU
Inventors: Андрей Сергеевич Рафальский; Александр Александрович Аристов; Екатерина Владимировна Жогло
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2012-01-27

Abstract

Устройство для исследования оптических свойств капельных проб содержит горизонтальную поверхность для размещения на ней исследуемой капельной пробы, которая выполнена в виде пластинки из гидрофобного, прозрачного материала и помещена в изолированный рабочий объем камеры первичного преобразователя между вертикально соосно расположенными источником и приемником оптического излучения, причем источник оптического излучения расположен под капельной пробой, а приемник оптического излучения - над ней, при этом источник оптического излучения связан с источником стабильного тока, который подключен к источнику питания, а приемник оптического излучения связан с усилителем фототока, который подключен к источнику питания, в камере первичного преобразователя размещены термодатчик и нагревательный элемент, которые соединены с блоком терморегуляции, подключенным к источнику питания, а также испаритель воды, отличающееся тем, что камера первичного преобразователя содержит N источников и приемников оптического излучения, между которыми установлены N горизонтальных поверхностей для размещения капельных проб, при этом каждый источник оптического излучения связан с источником стабильного тока, а каждый приемник оптического излучения связан со своим усилителем фототока, которые подключены к блоку сопряжения, который связан с персональным компьютером, причем все усилители связаны с источником питания, а блок терморегуляции и кнопочный выключатель подключены к блоку сопряжения. The device for studying the optical properties of drop samples contains a horizontal surface for placing on it the test drop sample, which is made in the form of a plate made of a hydrophobic, transparent material and is placed in an isolated working volume of the primary converter chamber between vertically coaxially located source and receiver of optical radiation, and the optical source radiation is located under the drop breakdown, and the optical radiation receiver is above it, while the optical radiation source is connected to a stable current source, which is connected to a power source, and the optical radiation receiver is connected to a photocurrent amplifier, which is connected to a power source, in the primary converter chamber placed a thermal sensor and a heating element, which are connected to a thermoregulation unit connected to a power source, as well as a water evaporator, characterized in that the primary converter chamber contains N sources and receivers of optical radiation, between which there are N horizontal surfaces for placement of drop samples, with each source of optical radiation connected to a source of stable current, and each optical radiation receiver connected to its own photocurrent amplifier, which are connected to an interface unit, which is connected to a personal computer, and all amplifiers are connected to the power supply, and the thermoregulation unit and push-button switch are connected to the interface unit.

Description

Полезная модель относится к лабораторной медицинской технике и может быть использована для автоматизированного исследования состава, физико-химических свойств, а также оценки динамики протекания биофизических и биохимических процессов в жидких биологических средах.The utility model relates to laboratory medical equipment and can be used for automated study of the composition, physico-chemical properties, as well as evaluating the dynamics of the course of biophysical and biochemical processes in liquid biological media.

Известно устройство для исследования свойств биологических жидкостей, включающее камеру первичного преобразователя с соосно расположенными источником и приемником оптического излучения и видеокамерой, при этом, камера первичного преобразователя снабжена поворотным столом для закрепления и перемещения образцов, а приемник оптического излучения и видеокамера через аналого-цифровой преобразователь связаны с персональным компьютером [патент РФ на полезную модель №84984, МПК G01N 21/00 (2006.01), опубл. 20.07.2009].A device for studying the properties of biological fluids is known, including a primary transducer chamber with a coaxially located source and a receiver of optical radiation and a video camera, while the primary transducer chamber is equipped with a rotary table for fixing and moving samples, and the optical radiation receiver and a video camera are connected via an analog-to-digital converter with a personal computer [RF patent for utility model No. 84904, IPC G01N 21/00 (2006.01), publ. 07/20/2009].

Недостатками указанного устройства является ограниченная скорость перемещения кювет с исследуемым образцом, а, следовательно, дискретный характер проведения оптических измерений для каждой пробы в процессе исследования, что делает невозможным проводить сравнительный (дифференциальный) анализ оптических свойств двух (или более) проб в случае исследования быстропротекающих процессов, а также наличие искажений результатов исследования, вызванных механическими вибрациями, возникающими при перемещении кювет с исследуемым образцом.The disadvantages of this device is the limited speed of movement of the cuvettes with the test sample, and, therefore, the discrete nature of the optical measurements for each sample during the study, which makes it impossible to conduct a comparative (differential) analysis of the optical properties of two (or more) samples in the case of studies of fast processes , as well as the presence of distortion of the results of the study caused by mechanical vibrations that occur when moving the cuvette with the test sample.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является устройство для оценки физических свойств биологических жидкостей, которое выбрано в качестве прототипа [Патент РФ на полезную модель №47526, МПК G01N 33/00, опубл. 17.02.2005].The closest in technical essence to the proposed solution is a device for assessing the physical properties of biological fluids, which is selected as a prototype [RF Patent for utility model No. 47526, IPC G01N 33/00, publ. 02.17.2005].

Устройство для оценки физических свойств проб биологических жидкостей, содержит горизонтальную поверхность для размещения на ней в виде лежащей капли исследуемой пробы и систему для получения изображения боковой проекции этой капли. Горизонтальная поверхность для размещения капельных проб выполнена в виде пластинки из гидрофобного, прозрачного материала и помещена в изолированный рабочий объем камеры первичного преобразователя между вертикально соосно расположенными источником и приемником оптического излучения. Источник оптического излучения расположен под капельной пробой, а приемник оптического излучения - над ней. Источник оптического излучения связан с источником стабильного тока, который подключен к источнику питания, а приемник оптического излучения через усилитель фототока, связанный с источником питания, подключен к регистрирующему устройству. В боковую стенку камеры первичного преобразователя встроен объектив видеокамеры, расположенный на одной горизонтальной оси с лежащей каплей исследуемой пробы и сфокусированный на ней, причем видеокамера подключена к персональному компьютеру. В камере первичного преобразователя размещены термодатчик и нагревательный элемент, которые соединены с блоком терморегуляции, подключенным к источнику питания, а также испаритель воды.A device for assessing the physical properties of samples of biological fluids, contains a horizontal surface for placement on it in the form of a lying drop of the test sample and a system for acquiring an image of the lateral projection of this drop. The horizontal surface for the placement of droplet samples is made in the form of a plate of a hydrophobic, transparent material and placed in an isolated working volume of the primary transducer chamber between a vertically coaxial source and an optical radiation receiver. The optical radiation source is located under the drip sample, and the optical radiation receiver is located above it. An optical radiation source is connected to a stable current source that is connected to a power source, and an optical radiation receiver is connected to a recording device through a photocurrent amplifier connected to a power source. A video camera lens is located in the side wall of the primary converter camera, located on the same horizontal axis as a lying drop of the test sample and focused on it, and the video camera is connected to a personal computer. A temperature sensor and a heating element are placed in the chamber of the primary converter, which are connected to a thermoregulation unit connected to a power source, as well as a water evaporator.

Недостатком данного устройства является невозможность реализации дифференциальной методики фотометрических исследований (сравнение оптических свойств двух или боле образцов), что требуется при проведении многих лабораторных тестов в медицине, так как в устройстве используется одноканальная оптическая измерительная система.The disadvantage of this device is the inability to implement the differential method of photometric studies (comparing the optical properties of two or more samples), which is required when conducting many laboratory tests in medicine, since the device uses a single-channel optical measuring system.

Задачей полезной модели является одновременное фотометрическое исследование N-ого количества капельных проб жидких сред.The objective of the utility model is the simultaneous photometric study of the N-th number of drip samples of liquid media.

Поставленная задача решена за счет того, что устройство для исследования оптических свойств капельных проб, как и прототип, содержит горизонтальную поверхность для размещения на ней в виде лежащей капли исследуемой пробы. Горизонтальная поверхность выполнена в виде пластинки из гидрофобного, прозрачного материала и помещена в изолированный рабочий объем камеры первичного преобразователя между вертикально соосно расположенными источником и приемником оптического излучения. Источник оптического излучения расположен под капельной пробой, а приемник оптического излучения - над ней. Источник оптического излучения связан с источником стабильного тока, который подключен к источнику питания, а приемник оптического излучения связан с усилителем фототока, который подключен к источнику питания. В камере первичного преобразователя размещены термодатчик и нагревательный элемент, которые соединены с блоком терморегуляции, подключенным к источнику питания, а также испаритель воды.The problem is solved due to the fact that the device for studying the optical properties of drop samples, like the prototype, contains a horizontal surface for placement on it in the form of a lying drop of the test sample. The horizontal surface is made in the form of a plate of a hydrophobic, transparent material and placed in an isolated working volume of the primary converter chamber between a vertically coaxial source and an optical radiation receiver. The optical radiation source is located under the drip sample, and the optical radiation receiver is located above it. The optical radiation source is connected to a stable current source that is connected to a power source, and the optical radiation receiver is connected to a photocurrent amplifier that is connected to a power source. A temperature sensor and a heating element are placed in the chamber of the primary converter, which are connected to a thermoregulation unit connected to a power source, as well as a water evaporator.

В отличие от прототипа устройство содержит N источников и приемников оптического излучения, между которыми установлены N горизонтальных поверхностей для размещения капельных проб. Каждый источник оптического излучения связан с источником стабильного тока, а каждый приемник оптического излучения связан со своим усилителем фототока, которые подключены к блоку сопряжения, который связан с персональным компьютером. Все усилители подключены к источнику питания. Блок терморегуляции и кнопочный выключатель подключены к блоку сопряжения.In contrast to the prototype, the device contains N sources and receivers of optical radiation, between which N horizontal surfaces are installed to accommodate drip samples. Each optical radiation source is connected to a stable current source, and each optical radiation receiver is connected to its photocurrent amplifier, which are connected to the interface unit, which is connected to a personal computer. All amplifiers are connected to a power source. The thermoregulation unit and push-button switch are connected to the interface unit.

Применение N независимых фотометрических каналов позволяет реализовать дифференциальную методику фотометрических исследований N-ого количества капельных образцов жидкости. Передача сигналов от приемников излучения через усилители и блок сопряжения в персональный компьютер позволяет автоматизировать проведение фотометрических исследований и обработку данных. Передача сигналов от блока терморегуляции через блок сопряжения в персональный компьютер позволяет контролировать температуру в камере первичного преобразователя и выход устройства на рабочий режим. Использование кнопочного выключателя, позволяет производить автоматический запуск измерений в результате замыкания контактов выключателя при закрытии откидной крышки камеры первичного преобразователя.The use of N independent photometric channels allows you to implement the differential method of photometric studies of the N-th number of droplet samples of liquid. The transmission of signals from radiation receivers through amplifiers and the interface unit to a personal computer allows you to automate photometric studies and data processing. The transmission of signals from the thermal control unit through the interface unit to a personal computer allows you to control the temperature in the chamber of the primary converter and the output of the device to operating mode. The use of a push-button switch allows automatic start-up of measurements as a result of closing the contacts of the switch when the hinged lid of the primary converter chamber is closed.

На фиг.1 показана структурная схема устройства.Figure 1 shows the structural diagram of the device.

На фиг.2 представлена конструкция камеры первичного преобразователя устройства содержащего два фотометрических канала.Figure 2 presents the design of the camera of the primary Converter device containing two photometric channels.

Устройство для исследования оптических свойств капельных проб (фиг.1) состоит из камеры первичного преобразователя 1 (ПП), содержащей N источников оптического излучения 2 (И₁), 3 (И₂), …, 4 (П_N), кювету с N-м количеством исследуемымых капельных проб жидкости 5, 6, …, 7, размещенными над соответствующими источниками оптического излучения и N приемников оптического излучения 8 (П₁), 9(П₂), …, 10 (П_N), расположенных соосно с источниками оптического излучения над капельными пробами 5, 6, …, 7. В состав камеры первичного преобразователя 1 (ПП) входят так же термодатчик 11 (ТД), нагревательный элемент 12 (НЭ) и кнопочный выключатель 13 (КН). Источник стабильного тока 14 (ИСТ), подключенный к источникам оптического излучения 2 (И₁), 3 (И₂), …,4(П_N); блок терморегуляции 15 (ТР), электрически связанный с термодатчиком 11 (ТД), нагревательным элементом 12 (НЭ) и с аналоговым входом блока сопряжения 16 (БС); усилители фототока 17 (У₁), 18 (У₂), …, 19 (У_N), электрически связанные с приемниками оптического излучения 8 (П₁), 9 (П₂), …, 10 (П_N) и с аналоговыми входами блока сопряжения 16 (БС). Блок сопряжения электрически связан с персональным компьютером 20 (ПК). Источник питания 21 (ИП) электрически подключен к блоку терморегуляции 15 (ТР), источнику стабильного тока 14 (ИСТ) и усилителям фототока 17 (У₁), 18 (У₂), …, 19 (У_N). Кнопочный выключатель 13 (КН) закреплен на боковой стенке камеры первичного преобразователя 1 (ПП) и электрически связан через цифровой вход блока сопряжения 16 (БС) с персональным компьютером 20 (ПК).A device for studying the optical properties of droplet samples (Fig. 1) consists of a chamber of a primary transducer 1 (PP) containing N optical radiation sources 2 (I ₁ ), 3 (I ₂ ), ..., 4 (P _N ), a cuvette with N the number of investigated liquid droplet samples 5, 6, ..., 7, placed above the corresponding optical radiation sources and N optical radiation receivers 8 (P ₁ ), 9 (P ₂ ), ..., 10 (P _N ), located coaxially with the sources optical radiation over drip samples 5, 6, ..., 7. The composition of the chamber of the primary transducer 1 (PP) also includes ter odatchik 11 (TD), the heating element 12 (NE) and the pushbutton switch 13 (KH). Stable current source 14 (IST) connected to the optical radiation sources 2 (I ₁ ), 3 (I ₂ ), ..., 4 (P _N ); a thermoregulation unit 15 (TP), electrically connected to a temperature sensor 11 (TD), a heating element 12 (NE) and to the analog input of the interface unit 16 (BS); photocurrent amplifiers 17 (U ₁ ), 18 (U ₂ ), ..., 19 (U _N ), electrically connected to optical radiation receivers 8 (P ₁ ), 9 (P ₂ ), ..., 10 (P _N ) and with analog the inputs of the interface unit 16 (BS). The interface unit is electrically connected to a personal computer 20 (PC). The power source 21 (IP) is electrically connected to the thermoregulation unit 15 (TP), a stable current source 14 (IST) and photocurrent amplifiers 17 (U ₁ ), 18 (U ₂ ), ..., 19 (U _N ). A button switch 13 (KN) is mounted on the side wall of the camera of the primary Converter 1 (PP) and is electrically connected through a digital input of the interface unit 16 (BS) to a personal computer 20 (PC).

На фиг.2 представлена конструкция камеры первичного преобразователя 1 (ПП), который выполнен в виде цельнометаллического корпуса 22 с выфрезерованной внутри полостью (рабочий объем) 23 для помещения кюветы 24. Рабочий объем 23 камеры первичного преобразователя 1 (ПП) изолирован от воздействия внешней среды откидной крышкой 25 с герметизирующей прокладкой.Figure 2 shows the design of the chamber of the primary transducer 1 (PP), which is made in the form of an all-metal body 22 with a cavity milled inside (working volume) 23 for placing the cuvette 24. The working volume 23 of the camera of the primary transducer 1 (PP) is isolated from the external environment hinged lid 25 with a gasket.

В корпусе камеры первичного преобразователя 1 (ПП) выполнены два сквозных вертикальных канала, в верхней части которых, по отношению к рабочему объему 23 камеры первичного преобразователя 1 (ПП), помещены приемники оптического излучения 8 (П₁) и 9 (П₂). В каналах нижней части корпуса камеры первичного преобразователя 1 (ПП) размещены источники оптического излучения 2 (И₁) и 3 (И₂).In the camera housing of the primary Converter 1 (PP), two through vertical channels are made, in the upper part of which, in relation to the working volume 23 of the camera of the primary Converter 1 (PP), optical radiation receivers 8 (P ₁ ) and 9 (P ₂ ) are placed. In the channels of the lower part of the camera housing of the primary Converter 1 (PP) placed optical radiation sources 2 (And ₁ ) and 3 (And ₂ ).

Кювета 24 представляют собой металлическую пластинку с размерами, позволяющими ее точно фиксировать в рабочем объеме камеры первичного преобразователя 1 (ПП) и имеющую соосные с вертикальными каналами отверстия для размещения вкладышей 26 из прозрачного инертного гидрофобного материала.The cuvette 24 is a metal plate with dimensions that allow it to be accurately fixed in the working volume of the chamber of the primary transducer 1 (PP) and having openings coaxial with vertical channels for accommodating inserts 26 of a transparent inert hydrophobic material.

На внутренней задней стенке камеры первичного преобразователя 1 (ПП) приклеен гигроскопичный материал 27, нижний край которого опущен через щель в горизонтальный канал 28 с водой, соединенный с внешним сосудом 29 для заправки.A hygroscopic material 27 is glued on the inner rear wall of the chamber of the primary transducer 1 (PP), the lower edge of which is lowered through a slot into a horizontal channel 28 with water connected to an external refueling vessel 29.

На внешней задней стенке камеры первичного преобразователя 1 (ПП) установлен нагревательный элемент 12 (НЭ). Термодатчик 11 (ТД) расположен в рабочем объеме камеры первичного преобразователя 1 (ПП) вблизи от капельных проб жидкости 5, 6 и закреплен через специальное отверстие в верхней части корпуса камеры первичного преобразователя 1(ПП).On the outer rear wall of the chamber of the primary Converter 1 (PP) has a heating element 12 (NE). The temperature sensor 11 (TD) is located in the working volume of the chamber of the primary Converter 1 (PP) near the drip samples of liquid 5, 6 and is fixed through a special hole in the upper part of the housing of the chamber of the primary Converter 1 (PP).

На внешней стороне боковой стенки камеры первичного преобразователя 1 (ПП), в передней ее части, в выфрезерованной полости, размещен кнопочный выключатель 13 (КН), замыкаемый при надавливании на его кнопку откидной крышкой 25. Кнопочный выключатель 13 (КН) имеет возможность регулировки положения для настройки момента его срабатывания при закрытии откидной крышки 25.On the outside of the side wall of the chamber of the primary Converter 1 (PP), in its front part, in the milled cavity, there is a push button switch 13 (KN), which is closed when the button is pushed with a hinged lid 25. The push button switch 13 (KN) has the ability to adjust the position to adjust the moment of its operation when closing the hinged lid 25.

В качестве источников оптического излучения 2 (И₁), 3 (И₂), …, 4 (И_N) могут быть использованы светодиоды или лазерные диоды с необходимыми для задач исследования спектральными характеристиками.As sources of optical radiation 2 (And ₁ ), 3 (And ₂ ), ..., 4 (And _N ) can be used LEDs or laser diodes with the necessary spectral characteristics for research tasks.

Источник стабильного тока 14 (ИСТ) собран на операционном усилителе по одной из общепринятых схем [Гутиников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - 2-е изд., перераб. и доп.- Л.: Энергоатомиздат, 1988, с.61-84].The stable current source 14 (IST) is assembled on an operational amplifier according to one of the generally accepted schemes [Gutinikov B.C. Integrated electronics in measuring devices. - 2nd ed., Revised. and additional - L .: Energoatomizdat, 1988, p. 61-84].

В качестве приемников оптического излучения 8 (П₁), 9 (П₂), …, 10 (П_N) могут служить фотодиоды или другие фоторегистрирующие устройства, воспринимаемый спектральный диапазон которых совпадает со спектральными характеристиками источников оптического излучения 2 (И₁), 3(И₂), …, 4(И_N).Optical radiation receivers 8 (P ₁ ), 9 (P ₂ ), ..., 10 (P _N ) can be photodiodes or other photo-recording devices, the perceptual spectral range of which coincides with the spectral characteristics of optical radiation sources 2 (I ₁ ), 3 (And ₂ ), ..., 4 (And _N ).

Усилители фототока 17 (У₁) и 18 (У₂), …, 19 (У_N) выполнены на операционных усилителях по схеме преобразования ток-напряжение, где фотодиоды, используемые в качестве приемников оптического излучения 8 (П₁), 9 (П₂), …, 10 (П_N) включены в фотогальваническом режиме. Усилители фототока 17 (У₁) и 18 (У₂), …, 19 (У_N) имеют возможность подстройки коэффициента усиления. В качестве термодатчика 11 (ТД) используется терморезистор, включенный в одно из плеч мостового измерительного преобразователя блока терморегуляции 15 (ТР), выполненного на операционном усилителе. Нагревательный элемент 12 (НЭ), проволочного типа, мощностью до 15 Вт, закреплен на задней стенке корпуса камеры первичного преобразователя 1 (ПП). Могут быть использованы и другие типы нагревателей.The photocurrent amplifiers 17 (U ₁ ) and 18 (U ₂ ), ..., 19 (U _N ) are made on operational amplifiers according to the current-voltage conversion scheme, where the photodiodes used as optical radiation receivers 8 (P ₁ ), 9 (P ₂ ), ..., 10 (P _N ) are included in the photovoltaic mode. Amplifiers of the photocurrent 17 (U ₁ ) and 18 (U ₂ ), ..., 19 (U _N ) have the ability to adjust the gain. As a temperature sensor 11 (TD), a thermistor is used, which is included in one of the arms of the bridge measuring transducer of the thermoregulation block 15 (TP), made on an operational amplifier. The heating element 12 (NE), wire type, power up to 15 W, is mounted on the rear wall of the camera housing of the primary Converter 1 (PP). Other types of heaters may be used.

В качестве блока сопряжения 16 (БС) используется блок сбора данных USB-6008 фирмы National Instruments, имеющий 8 аналоговых и 8 цифровых входов, содержащий 12-и разрядный АЦП и электрическую связь с персональным компьютером 20 (ПК) через USB порт. Могут применяться и другие типы блоков сопряжения, имеющие необходимое число аналоговых и цифровых каналов и обеспечивающие достаточную скорость оцифровки и передачи данных.As an interface unit 16 (BS), the National Instruments USB-6008 data acquisition unit is used, which has 8 analog and 8 digital inputs, contains a 12-bit ADC and is connected to a personal computer 20 (PC) via a USB port. Other types of interface units may be used, having the required number of analog and digital channels and providing sufficient speed for digitizing and transmitting data.

Регистрирующим устройством является персональный компьютер 20 (ПК). Могут быть использованы и другие типы регистрирующих устройств, позволяющие одновременно получать данные от двух и более датчиков, производить обработку, полученных данных, и выводить результаты исследования в понятной для пользователя форме. Персональный компьютер 20 (ПК) типа IBM PC, должен иметь соответствующее программное обеспечение для сбора и обработки данных. Источник питания 21 (ИП) выполнен по традиционной схеме с сетевым трансформатором и выходным стабилизированным напряжением ±15 В.The recording device is a personal computer 20 (PC). Other types of recording devices that can simultaneously receive data from two or more sensors, perform processing of the received data, and display the results of the study in a form understandable to the user can be used. Personal computer 20 (PC) type IBM PC, must have appropriate software for collecting and processing data. Power supply 21 (IP) is made according to the traditional scheme with a network transformer and stabilized output voltage ± 15 V.

При работе, в рабочий объем 23 камеры первичного преобразователя 1 (ПП) при открытой крышке 25 на кювете 24 вводится точно дозированные капельные пробы исследуемой жидкости 5 и 6, которые наносят с помощью пипеточного дозатора на поверхность прозрачных, гидрофобных вкладышей 26 расположенных в отверстиях кюветы 24.During operation, accurately metered drop samples of the test liquid 5 and 6 are introduced into the working volume 23 of the chamber of the primary transducer 1 (PP) with the lid 25 open on cuvette 24, which are applied with a pipette dispenser to the surface of transparent, hydrophobic inserts 26 located in the holes of the cuvette 24 .

В результате испарения дистиллированной воды с поверхности гигроскопичного материала 27, в рабочем объеме камеры первичного преобразователя 1 (ПП) создается атмосфера насыщенного пара, что устраняет высыхание исследуемых капельных проб 5 и 6.As a result of the evaporation of distilled water from the surface of the hygroscopic material 27, an atmosphere of saturated steam is created in the working volume of the chamber of the primary transducer 1 (PP), which eliminates the drying of the studied drop samples 5 and 6.

За счет работы блока терморегуляции 15 (ТР), управляемого сигналом термодатчика 11 (ТД), в камере первичного преобразователя 1 (ПП) поддерживается необходимая температура. Сигнал об уровне температуры в камере первичного преобразователя 1 (ПП) с блока терморегуляции 15 (ТР) поступает на аналоговый вход блока сопряжения 16 (БС) и через USB порт блока сопряжения 16 (БС) передается в персональный компьютер 20 (ПК). При достижении заданного уровня температуры в камере преобразователя 1 (ПП), управляющая программа запущенная на персональном компьютере 20 (ПК) дает разрешение на считывание информации с аналоговых входов блока сопряжения 16 (БС) связанных с усилителями фототока 17 (У₁)и 18 (У₂).Due to the operation of the thermoregulation unit 15 (TP), controlled by the signal of the temperature sensor 11 (TD), the required temperature is maintained in the chamber of the primary converter 1 (PP). The signal about the temperature level in the chamber of the primary converter 1 (ПП) from the thermoregulation unit 15 (ТР) is supplied to the analog input of the interface unit 16 (BS) and is transmitted to the personal computer 20 (PC) via the USB port of the interface unit 16 (BS). Upon reaching a predetermined temperature level in the chamber of the converter 1 (PP), the control program running on a personal computer 20 (PC) gives permission to read information from the analog inputs of the interface unit 16 (BS) associated with the photocurrent amplifiers 17 (U ₁ ) and 18 (U ₂ ).

При закрытии крышки 25 происходит замыкание кнопочного выключателя 13, подача сигнала на цифровой вход блока сопряжения 16 (БС), передача сигнала в персональный компьютер 20 (ПК) и запуск процесса измерения оптических свойств капельных проб 5 и 6.When closing the lid 25, the button switch 13 is closed, the signal is fed to the digital input of the interface unit 16 (BS), the signal is transmitted to a personal computer 20 (PC) and the process of measuring the optical properties of drop samples 5 and 6 is started.

Первичная информация об оптических свойствах капельных проб 5 и 6 получается при их просвечивании световыми потоками от источников оптического излучения 2 (И₁) и 3 (И₂). Прошедшие через капельные пробы 5 и 6 световые потоки попадают на приемники оптического излучения 8 (П₁) и 9 (П₂). В связи с малой прозрачностью некоторых жидкостей, электрические сигналы с приемников оптического излучения 8 (П₁) и 9 (П₂), как правило, имеют небольшую величину и необходимо предварительное усиление, выполняемое соответствующими усилителями фототока 17 (У₁), 18 (У₂). В зависимости от оптической плотности жидкости выбирают коэффициент усиления усилителей фототока 17 (У₁) и 18 (У₂). Далее усиленные электрические сигналы подаются аналоговые входы блока сопряжения 16 (БС), который производит их оцифровку и передает на персональный компьютер 20 (ПК), с которого снимаются показания, на основании которых судят об оптических свойствах капельных проб 5 и 6 и их изменениях в результате протекания каких либо процессов в капельных пробах 5 и 6.Primary information about the optical properties of droplet samples 5 and 6 is obtained when they are illuminated by light fluxes from optical radiation sources 2 (I ₁ ) and 3 (I ₂ ). The light flux passing through the drop samples 5 and 6 is incident on the optical radiation receivers 8 (P ₁ ) and 9 (P ₂ ). Due to the low transparency of some liquids, the electrical signals from the optical radiation receivers 8 (P ₁ ) and 9 (P ₂ ), as a rule, are small and preliminary amplification is necessary, performed by the corresponding photocurrent amplifiers 17 (U ₁ ), 18 (U ₂ ). Depending on the optical density of the liquid, the gain of the amplifiers of the photocurrent 17 (U ₁ ) and 18 (U ₂ ) is chosen. Further, the amplified electrical signals are fed to the analog inputs of the interface unit 16 (BS), which digitizes them and transfers them to a personal computer 20 (PC), from which the readings are taken, based on which the optical properties of drop samples 5 and 6 are judged and their changes as a result the occurrence of any processes in drip samples 5 and 6.

Устройство позволяет реализовать дифференциальную методику исследования оптических свойств проб жидкостей, сформированных в виде капель, и получать графики динамики изменения оптических свойств в ходе протекания различных биологических и физико-химических процессов, а также автоматизировать проведение фотометрических исследований и обработку данных.The device allows you to implement a differential technique for studying the optical properties of liquid samples formed in the form of droplets and to obtain graphs of the dynamics of changes in optical properties during various biological and physico-chemical processes, as well as automate photometric studies and data processing.

Claims

A device for studying the optical properties of drop samples contains a horizontal surface for placement of the studied drop sample on it, which is made in the form of a plate of a hydrophobic, transparent material and placed in an isolated working volume of the primary transducer chamber between a vertically coaxial source and an optical radiation receiver, the optical source being radiation is located under the drip sample, and the optical radiation receiver is above it, while the source of optical radiation This is connected with a stable current source, which is connected to a power source, and the optical radiation receiver is connected with a photocurrent amplifier, which is connected to a power source, a temperature sensor and a heating element are placed in the primary converter chamber, which are connected to a thermoregulation unit connected to a power source, and also a water evaporator, characterized in that the camera of the primary Converter contains N sources and receivers of optical radiation, between which N horizontal surfaces are installed to place drop samples, each optical radiation source is connected to a stable current source, and each optical radiation receiver is connected to its photocurrent amplifier, which are connected to the interface unit, which is connected to a personal computer, all amplifiers are connected to a power source, and the thermoregulation unit and push-button switch are connected to the interface unit.