RU149584U1 - PORTABLE LUMINOMETER - Google Patents

PORTABLE LUMINOMETER Download PDF

Info

Publication number
RU149584U1
RU149584U1 RU2013146471/28U RU2013146471U RU149584U1 RU 149584 U1 RU149584 U1 RU 149584U1 RU 2013146471/28 U RU2013146471/28 U RU 2013146471/28U RU 2013146471 U RU2013146471 U RU 2013146471U RU 149584 U1 RU149584 U1 RU 149584U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cuvette
usb port
light
compartment
power supply
Prior art date
Application number
RU2013146471/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Андреевич Денисов
Кирилл Андреевич Лукьяненко
Антон Сергеевич Якимов
Владимир Викторович Сорокин
Original Assignee
Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) filed Critical Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу)
Priority to RU2013146471/28U priority Critical patent/RU149584U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU149584U1 publication Critical patent/RU149584U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

Портативный люминометр, включающий блок усиления сигналов, блок питания, блок управления, счетчик импульсов, индикатор положения крышки прибора, металлическое тело кюветного отделения, USB-порт для передачи данных на персональный компьютер, отличающийся тем, что в качестве детектора света использован твердотельный фотоумножитель, питание прибора обеспечивается от USB-порта, светоизолирующая крышка кюветного отделения закреплена на длинном четырехосном шарнире, прибор сопряжен с подставкой с отверстиями для кювет.A portable luminometer, including a signal amplification unit, a power supply, a control unit, a pulse counter, an indicator of the position of the instrument cover, a metal body of the cuvette compartment, a USB port for transmitting data to a personal computer, characterized in that a solid-state photomultiplier is used as a light detector, power supply the device is provided from the USB port, the light-insulating cover of the cuvette compartment is mounted on a long four-axis hinge, the device is paired with a stand with holes for the cuvette.

Description

Полезная модель относится к аналитическим системам, в частности, к области светорегистрирующего оборудования и может быть использована в качестве регистратора слабых световых потоков от биологических, физических, химических и других источников.The utility model relates to analytical systems, in particular, to the field of light-recording equipment and can be used as a registrar of weak light fluxes from biological, physical, chemical and other sources.

Известен прибор Sure II [http://www.hygiena.net/docs/systemsureii.pdf], который содержит корпус, 7-строчный ЖК дисплей (черно-белый), мембранную клавиатуру, источник питания (АА батарейку), кюветное отделение, модуль памяти, фотоэлектронный умножитель (ФЭУ).Known device Sure II [http://www.hygiena.net/docs/systemsureii.pdf], which contains a housing, a 7-line LCD display (black and white), a membrane keypad, a power source (AA battery), a cell compartment, memory module, photomultiplier tube (PMT).

Несмотря на низковольтное питание и компактные габариты, Sure II имеет нестандартное кюветное отделение и не имеет режима измерения кинетики люминесцентных реакций.Despite the low-voltage power supply and compact dimensions, Sure II has a non-standard cell compartment and does not have a measurement mode for the kinetics of luminescent reactions.

Также из уровня техники известен прибор Berthold Junior [https://www.berthold.com/en/bio/portable_tube_luminometer_Junior_LB9509], содержащий модуль памяти, кюветное отделение, корпус, ЖК-дисплей, фотодатчик, мембранную клавиатуру.Also known from the prior art is the Berthold Junior device [https://www.berthold.com/en/bio/portable_tube_luminometer_Junior_LB9509], comprising a memory module, a cuvette compartment, a housing, an LCD display, a photo sensor, and a membrane keyboard.

Недостатками прибора является отсутствие в нем режима измерения кинетики, обладает высокой стоимостью.The disadvantages of the device is the lack of a kinetics measurement mode in it, it has a high cost.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является прибор Promega GlowMax 20/20 [http://www.promega.com.cn/techserv/tbs/TM001-310/tm276.pdf], содержащий корпус, тачскрин, кюветное отделение, систему инжекторов, ФЭУ, модуль памяти.The closest technical solution, selected as a prototype, is a Promega GlowMax 20/20 device [http://www.promega.com.cn/techserv/tbs/TM001-310/tm276.pdf], comprising a housing, a touchscreen, a cell compartment , injector system, PMT, memory module.

Недостатками является то, что прибор не имеет возможности автономной работы, обладает большими габаритными размерами, что делает его использование в полевых условиях невозможным. Из-за своих габаритов хранение большого числа приборов (по количеству учеников в классе) может нанимать значительные пространства.The disadvantages are that the device does not have the ability to work autonomously, has large overall dimensions, which makes its use in the field impossible. Due to its size, storing a large number of devices (according to the number of students in the class) can occupy significant spaces.

Все известные приборы не позволяют осуществлять питание прибора только от источника постоянного тока 5 В (стандартное питание USB-порта), имеют большие габариты и сложнее в использовании. Портативные же аналоги не позволяют измерять зависимость потоков светового излучения от времени.All known devices do not allow the device to be powered only from a 5 V DC source (standard USB port power supply), are large and more difficult to use. Portable analogs do not allow measuring the time dependence of light radiation fluxes.

Технический результат заключается в том, что при портативных размерах и низком энергопотреблении сохраняется высокая эффективность регистрации световых потоков.The technical result consists in the fact that with portable sizes and low power consumption, high efficiency of recording light fluxes is maintained.

Указанный технический результат достигается тем, что в портативном люминометре, включающем блок усиления сигналов, блок питания, блок управления, счетчик импульсов, индикатор положения крышки прибора, металлическое тело кюветного отделения, USB-порт для передачи данных на персональный компьютер, новым является то, что в качестве детектора света использован твердотельный фотоумножитель, питание прибора обеспечивается от USB-порта, светоизолирующая крышка кюветного отделения закреплена на длинном четырехосном шарнире, прибор сопряжен с подставкой с отверстиями для кювет.The indicated technical result is achieved in that in a portable luminometer including a signal amplification unit, a power supply unit, a control unit, a pulse counter, an indicator of the position of the instrument cover, a metal body of the cuvette compartment, a USB port for transmitting data to a personal computer, the new is that a solid-state photomultiplier was used as a light detector, the device is powered from a USB port, the light-insulating cover of the cuvette compartment is mounted on a long four-axis hinge, the device is paired with dstavkoy with holes for cuvettes.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 показана блок-схема работы прибора; на фиг.2 - принципиальная схема прибора.The utility model is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a block diagram of the operation of the device; figure 2 - circuit diagram of the device.

Блок-схема портативного люминометра состоит из твердотельного фотоумножителя 1 (фиг.1), предусилителя 2, усилителя 3, компаратора 4, счетчика импульсов 5, блока управления 6, индикатора положения крышки 7.The block diagram of a portable luminometer consists of a solid-state photomultiplier 1 (Fig. 1), a preamplifier 2, an amplifier 3, a comparator 4, a pulse counter 5, a control unit 6, a cover position indicator 7.

Принципиальная схема портативного люминометра содержит крышку прибора 8 (фиг.2), крышку кюветного отделения 9, корпус прибора 10, тело кюветного отделения 11, плату детектора с усилителем 12, подставку 13 с отверстиями для кювет 14, четырехосный шарнир 15, плату питания 16, USB-порт 17 для передачи данных на персональный компьютер и питания прибора, плату сбора и обработки данных 18, подставка 19.A schematic diagram of a portable luminometer contains the cover of the device 8 (Fig. 2), the cover of the cell compartment 9, the body of the cell 10, the body of the cell compartment 11, the detector board with amplifier 12, the stand 13 with holes for the cell 14, a four-axis hinge 15, a power board 16, USB port 17 for transmitting data to a personal computer and powering the device, data collection and processing board 18, stand 19.

Портативный люминометр работает следующим образом.A portable luminometer works as follows.

Корпус прибора 10 (фиг.2) сопряжен с крышкой прибора 8 четырехосным шарниром 15. Для лучшей устойчивости и удобства использования прибор размещается на подставке 13, в которой присутствуют отверстия для расположения кювет 14. Прибор подключается к ЭВМ при помощи USB-порта 17, от которого подается напряжение на плату питания 16. Образец помещается в кювету находящуюся в одном из отверстий 14 на подставке 13. Затем кювета помещается в тело кюветного отделения 11 и закрывается сверху крышкой кюветного отделения 9, закрепленной в крышке прибора 8. Световой поток от измеряемого образца поступает на твердотельный лавинный фотоумножитель 1 (SiPM) (фиг.1), где возникает лавинный пробой от каждого фотона, упавшего в момент, когда ячейка готова к лавинному пробою. Возникшая разность потенциалов увеличивается предусилителем 2, усилителем 3 и попадает на компаратор 4, который преобразуют сигнал из аналогового в цифровой согласно величине опорного напряжения, задаваемого блоком управления 6. После этого цифровой сигнал идет на счетчик импульсов 5, располагающийся в плате детектора с усилителем 12. Данные со счетчика импульсов 5 используются блоком управления 6, располагающемся на плате сбора и обработки данных 18, для подсчета количества фотонов, упавших в заданный промежуток времени. После этого данные передаются через USB-порт 17 (фиг.2) на подключенный персональный компьютер, где на специальном программном обеспечении происходит их обработка и визуализация.The body of the device 10 (figure 2) is connected to the cover of the device 8 with a four-axis hinge 15. For better stability and ease of use, the device is placed on a stand 13, in which there are holes for the location of the cuvette 14. The device is connected to a computer using a USB port 17, from which voltage is applied to the power board 16. The sample is placed in a cuvette located in one of the holes 14 on the stand 13. Then the cuvette is placed in the body of the cuvette compartment 11 and is closed on top by the lid of the cuvette compartment 9, mounted in the cover of the device 8. Light the stream from the measured sample enters the solid-state avalanche photomultiplier 1 (SiPM) (Fig. 1), where an avalanche breakdown occurs from each photon that fell at the moment when the cell is ready for avalanche breakdown. The resulting potential difference is increased by the preamplifier 2, the amplifier 3, and gets to the comparator 4, which converts the signal from analog to digital according to the value of the reference voltage set by the control unit 6. After that, the digital signal goes to the pulse counter 5, located in the detector board with amplifier 12. The data from the pulse counter 5 is used by the control unit 6, located on the data collection and processing board 18, to count the number of photons that have fallen in a given period of time. After that, the data is transmitted via USB-port 17 (figure 2) to a connected personal computer, where they are processed and visualized on special software.

Система блока управления 6 предусматривает старт измерения сразу после закрытия крышки прибора 8, а также своевременно останавливает измерение после открытия крышки, защищая данные от искажения, что обеспечивается работой индикатора положения крышки 7 (фиг.1).The system of the control unit 6 provides for the start of measurement immediately after closing the lid of the device 8, and also timely stops the measurement after opening the lid, protecting data from distortion, which is ensured by the operation of the indicator of the position of the lid 7 (Fig. 1).

Для достижения лучшей светоизоляции и помехоустойчивости использовано металлическое тело кюветного отделения 11 (фиг.2). Для уменьшения размеров и энергопотребления прибора в качестве регистрирующего источника использован твердотельный лавинный фотоумножитель 1 (фиг.1). Для обеспечения наименьшего угла при стыковке крышки кюветного отделения 9 (фиг.2) с телом кюветного отделения 11 использована четырехосная система шарниров. Сопряжение корпуса прибора с подставкой 19 обеспечивается вырезом в подставке 19 по форме профиля прибора. Светоизоляция между крышкой кюветного отделения 9 и телом кюветного отделения 11 обеспечивается нанесением на одной детали светоизолирующей каймы прямоугольного сечения, и на другой детали соответствующего антогонистического углубления. Индикатор положения крышки 7 (фиг.1) обеспечен контактной цепью, замыкающейся при соприкосновении крышки кюветного отделения 9 (фиг.2) и тела кюветного отделения 11. В месте стыковки платы усилителей 12 с размещенным на нем твердотельным фотоумножителем 1 (SiPM) и телом кюветного отделения 11 нанесен мягкий светонепроницаемый полимерный материал, который обеспечивает беспросветное сопряжение деталей 12 и 11, для защиты от паразитного светового сигнала. Питание твердотельного лавинного фотоумножителя 1 (фиг.1) происходит с использованием платы питания 16, которая обеспечивает повышение напряжения от 5 В до необходимого рабочего диапазона 20-100 В. Каскад усиления лавинного пробоя твердотельного фотоумножителя 1 (SiPM) составлен из предусилителя 2 и усилителя 3. Опорное напряжение на компаратор 4 подается от блока управления 6, используя широтно-импульсную модуляцию, фильтруемую конденсатором высокой емкости. Цифровой сигнал компаратора 4 передается на счетчик импульсов 5, данные которого используются блоком управления 6 для определения количества произошедших пробоев в заданный промежуток времени. Блок управления 6 передает данные о количестве импульсов на ЭВМ через USB-порт 17 (фиг.2) по интерфейсу RS-485, где происходит дальнейшая обработка данных и визуализация.To achieve better light insulation and noise immunity, the metal body of the cuvette compartment 11 was used (FIG. 2). To reduce the size and power consumption of the device as a recording source used solid-state avalanche photomultiplier 1 (figure 1). To ensure the smallest angle when docking the lid of the cell compartment 9 (Fig. 2) with the body of the cell compartment 11, a four-axis hinge system is used. The pairing of the device body with the stand 19 is provided by a cutout in the stand 19 according to the shape of the profile of the device. The light insulation between the lid of the cuvette compartment 9 and the body of the cuvette compartment 11 is ensured by applying a rectangular section on one part of the light-insulating border, and on the other part of the corresponding antagonistic recess. The indicator of the position of the lid 7 (Fig. 1) is provided with a contact circuit that closes when the lid of the cell compartment 9 (Fig. 2) touches the body of the cell compartment 11. At the junction of the amplifier board 12 with the solid-state photomultiplier 1 (SiPM) and the cell of the cell compartments 11 applied soft opaque polymer material, which provides hopeless pairing of parts 12 and 11, to protect against stray light signal. The power supply of the solid-state avalanche photomultiplier 1 (Fig. 1) is performed using a power board 16, which provides a voltage increase from 5 V to the required operating range of 20-100 V. The avalanche breakdown amplification stage of the solid-state photomultiplier 1 (SiPM) is composed of preamplifier 2 and amplifier 3 The reference voltage to the comparator 4 is supplied from the control unit 6 using pulse-width modulation filtered by a high-capacity capacitor. The digital signal of the comparator 4 is transmitted to the pulse counter 5, the data of which is used by the control unit 6 to determine the number of breakdowns that occurred in a given period of time. The control unit 6 transmits data on the number of pulses to the computer via the USB port 17 (Fig.2) via the RS-485 interface, where further data processing and visualization takes place.

Таким образом, в портативном люминометре используется иной детектор света, в частности твердотельный лавинный фотоумножитель (SiPM), что обеспечивает компактность, низковольтное питание и толерантность к яркому световому потоку (детектор света не теряет чувствительность после воздействия яркого светового потока).Thus, a different light detector is used in the portable luminometer, in particular, a solid-state avalanche photomultiplier (SiPM), which provides compactness, low-voltage power, and tolerance to bright light flux (the light detector does not lose sensitivity after exposure to bright light flux).

Электронные узлы усилителя и блок управления разработаны с использованием современной элементной базы, обеспечивающей компактность устройства.The electronic components of the amplifier and the control unit are designed using a modern element base, which ensures the compactness of the device.

Корпус люминометра находится в сопряжении с подставкой для кювет, что обеспечивает устойчивость прибора на горизонтальных поверхностях, возможность работы одной рукой, однообразность механических операций во время измерения, а также позволяет уменьшить область рабочего пространства.The luminometer body is paired with a stand for cuvettes, which ensures stability of the device on horizontal surfaces, the ability to work with one hand, the uniformity of mechanical operations during measurement, and also reduces the area of the working space.

Для измерений могут использоваться стандартные биологические кюветы.For measurements, standard biological cuvettes can be used.

В самом приборе отсутствует дисплей и модули памяти, а управление происходит по интерфейсу RS-485, также отсутствуют аккумуляторы, источники постоянного тока и системы питания от бытовой электросети, поскольку питание происходит от USB-порта. Такая конструкция имеет меньшую себестоимость и обеспечивает продолжительность работы, которая ограничена емкостью аккумуляторов сопрягаемого устройства (ноутбука или планшета).The device itself does not have a display and memory modules, and the control takes place via the RS-485 interface, there are also no batteries, direct current sources and power supply systems from the household power supply, since the power comes from the USB port. This design has a lower cost and provides a duration that is limited by the battery capacity of the paired device (laptop or tablet).

Таким образом, в полезной модели при портативных размерах и низком энергопотреблении сохраняется высокая эффективность регистрации световых потоков.Thus, in a utility model with portable dimensions and low power consumption, high efficiency of recording light fluxes is maintained.

Claims (1)

Портативный люминометр, включающий блок усиления сигналов, блок питания, блок управления, счетчик импульсов, индикатор положения крышки прибора, металлическое тело кюветного отделения, USB-порт для передачи данных на персональный компьютер, отличающийся тем, что в качестве детектора света использован твердотельный фотоумножитель, питание прибора обеспечивается от USB-порта, светоизолирующая крышка кюветного отделения закреплена на длинном четырехосном шарнире, прибор сопряжен с подставкой с отверстиями для кювет.
Figure 00000001
A portable luminometer, including a signal amplification unit, a power supply, a control unit, a pulse counter, an indicator of the position of the instrument cover, a metal body of the cuvette compartment, a USB port for transmitting data to a personal computer, characterized in that a solid-state photomultiplier is used as a light detector, power supply the device is provided from the USB port, the light-insulating cover of the cuvette compartment is mounted on a long four-axis hinge, the device is paired with a stand with holes for the cuvette.
Figure 00000001
RU2013146471/28U 2013-10-17 2013-10-17 PORTABLE LUMINOMETER RU149584U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013146471/28U RU149584U1 (en) 2013-10-17 2013-10-17 PORTABLE LUMINOMETER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013146471/28U RU149584U1 (en) 2013-10-17 2013-10-17 PORTABLE LUMINOMETER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU149584U1 true RU149584U1 (en) 2015-01-10

Family

ID=53292100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013146471/28U RU149584U1 (en) 2013-10-17 2013-10-17 PORTABLE LUMINOMETER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU149584U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU180961U1 (en) * 2017-08-14 2018-07-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" LUMINOMETER

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU180961U1 (en) * 2017-08-14 2018-07-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" LUMINOMETER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8143584B2 (en) Radon monitor
CN100491980C (en) Hand-held adenosine triphosphate fluorescent detecting instrument
CN206773205U (en) A kind of flash helicobacter pylori tester of liquid
CN113138404A (en) Neutron, gamma integration electronic type dose monitoring devices
RU149584U1 (en) PORTABLE LUMINOMETER
WO2012150742A1 (en) Mobile radiation measuring device
CN102879797A (en) Food and water radioactivity detection instrument
RU201133U1 (en) DEVICE FOR INDIVIDUAL USE FOR EVALUATING THE LEVEL OF IONIZING RADIATION
CN203364965U (en) Light signal detection device based on equal precision frequency measurement
CN204705719U (en) A kind of portable radioactive contamination meter
CN104155268A (en) Portable ammonium nitrogen fluorescence detector
CN105676257A (en) Small-size movable-type solid and liquid material radioactive activity detection device and method
CN209727147U (en) A kind of complex working condition environment monitoring device
CN104181085A (en) Laser dust particle counter
CN210690421U (en) Detection system of portable gold mark detector based on silicon photocell
RU180961U1 (en) LUMINOMETER
CN103364083A (en) Equal precision frequency measuring-based optical signal detection device and method
CN203606258U (en) Simple tester for particulate matter (PM)2.5 content in air
CN112965095A (en) Neutron-gamma integrated detection device for nuclear power complex environment
CN107315190A (en) A kind of portable fluid flashes measuring instrument
RU172413U1 (en) NON-DESTRUCTIVE REMOTE CONTROL DEVICE FOR FISSIBLE MATERIALS
Mashud et al. A first response microcontroller based digital radiation survey meter using scintillation detector
CN204008387U (en) A kind of laser dust particle counter
RU213333U1 (en) Radiation background measuring device RadiaCode-201
CN219978538U (en) Radiation detection device

Legal Events

Date Code Title Description
QB1K Licence on use of utility model

Free format text: LICENCE

Effective date: 20150608