RU1803746C - Пол риметр дл измерени концентрации сахара в моче - Google Patents

Abstract

Использование: оптическое приборостроение . Сущность: пол ризационные фильтры и кювета установлены в заднем отрезке проекционной системы, составной пол ризационный фильтр установлен в плоскости изображени  щели, выполнен в виде двух примыкающих по линии встык друг к другу частей, плоскости пропускани  которых составл ют соответственно углы+45° и-45° по отношению к плоскости пропускани  простого пол ризационного фильтра и закреплен на  коре электромеханического вибратора так, что лини  раздела частей составного пол ризационного фильтра параллельна длинной стороне изображени  щели, параллельна плоскост м плоских упругих элементов вибратора, поддерживающих  корь и расположенных параллельно друг другу, а амплитуда перемещени   кор  больше ширины изображени  щели. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к оптико-механическим приборам, предназначенным дл  измерени  угла поворота плоскости пол ризации света оптически активными веществами , например, сахаром. Пол риметр предназначен дл  измерени  концентрации сахара в моче при диагностике и лечени  сахарного диабета.

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции.

На фиг.1 показана структурна  схема одного из возможных вариантов пол риметра дл  измерени  концентраций сахара в моче; на фиг.2 - составной пол ризационный фильтр вместе с  корем вибрационного модул тора и с электромагнитами дл  возбуждени  колебаний  кор ; на фиг.З крива  зависимости интенсивности света от угла поворота плоскости пол ризации света , иллюстрирующа  работу пол риметра.

Пол риметр дл  измерени  концентрации сахара в моче содержит оптически св - занные источник излучени  1 (фиг.1), диафрагму в виде щели 2 шириной В и длиной С, установленную вблизи источника излучени  1, коллиматорную линзу 3 и дополнительную линзу 4, котора  совместно с линзой 3 составл ет проекционную систему с передним отрезком ft и задним отрезком fa. Между линзами 3, 4 в параллельных лучах установлен светофильтр 5 с максимумом пропускани , например, на длине волны Я 589 нм (лини  D спектра). В заднем отрезке проекционной системы 3, 4, т.е. за линзой 4, установлены последовательно простой пол ризационный фильтр 6 с азимутом плоскости пол ризации, например , 0. т.е. совпадающим с горизонтом, кювета 7 длиной L с защитными изотропными стеклами 8, наполненна  исследуемой

00

о

СА) Х| N О

редой 9, и составной пол ризационный ильтр 10. Задний отрезок h проекционной истемы 3, 4 удовлетвор ет условию Составной пол ризационный фильтр 10 усановлен в плоскости изображени  щели 2 выполнен в виде двух примыкающих по инии встык друг к другу частей размерами

f2fo

С-А и , Плоскости пропускани  чатей 11 и 12 пол ризационного фильтра 10 оставл ют соответственно углы +45° и -45° по отношению к плоскости пропускани  закрепленного неподвижно простого пол риационного фильтра 6. Составной пол ризационный фильтр 10с взаимно перпендикул рными плоскост ми пропускани  составл ющих частей 11, 12 закреплен на  коре 13 (фиг.2) электромеханического вибратора так, что лини  раздела частей 11, 12 параллельна длинной стороне изображени  14 щели 2 и Параллельна плоскост м пло- ских упругих элементов 15, 16 вибратора, поддерживающих  корь. 13, и расположенных параллельно друг Другу на рассто ний h S:X+Y. На  коре 13 закреплены одна или две пластинки 17 из магнйтом гкого мате риала. На корпусе пбл рйметра закреплены cootвётстбенно одна или две катушки 18 с магнитолроводами Т9 с зазором. Катушки 18 через диод 20 подключены к сети переменного тока. Масса  кор  13, длина I упругих элементов 15,16, их упругие свойства и величина тока через катушки 18 подобраны так, что амплитуд А перемещени   кор  13

f2

удовлетвор ет условию В . За составным пол ризационным фильтром 10 (фиг.1) установлена собирающа  линза 21 и фото- приемник 22. .Фотоприемник 22 через емкость 23 св зан с усилителем 24, у которого коэффициент усилений регулируетс  при настройке. Усилитель 24 св зан с индикатором 25. Одновременно фотоприемник 22 соединен с устройством сравнени  26, на второй вход которого подключен эталонный сигнал посто нной амплитуды. Выход уст- ройства сравнени  26 соединен с регулиру- ющим элементом 27, который регулирует величину тока источника излучени  1 от источника тока 28.

Пол риметр дл  измерени  концентрации сахара в моче работает следующим 66- разом. ;.-,-. .;. . . /.. : ;. .. , Часть лучей от источника излучени  1 проходит щель 2, коллиматорную линзу 3 и в виде коллимированного пучка проходит светофильтр 5. Далее квазимонохроматический свет с максимумом эффективной спектральной плотности, совпадающей с длиной

й

10

15

20

25

30

35

. 40

45

50

55

волны Я 589 нм, проходит линзу 4, пол ризационный фильтр 6, защитное стекло 8, исследуемую среду 9, составной пол ризационный фильтр 10,линзу 21 и воспринимаетс  фотоприемником 22. При этом, проекционна  система из линз 3, 4 переносит изображение щели 2 в виде свет щейс  полоски света 14 в плоскость составного пол ризационного фильтра 10 с увеличениfo ем М т- , а линза 21 собирает все лучи на

фоточувствительном слое фотоприемника 22. Оптическа  схема отъюстирована так, что если диод 20 (фиг,2) обесточен и  корь 13 находитс  в покое, то средн   лини  изображени  щели 2 в виде полоски света 14 совпадает с линией соприкосновени  частей 11, 12 составного пол ризационного фильтра 10. С момента включени  пол риметра в сеть переменный ток в виде импульсов одной пол рности частоты сети со проходит через катушки 18 и в зазоре маг- нитопроводов 19 периодически также с частотой со возникает магнитное поле, которое увлекает пластинки 17 и  корь 13 совершает колебательное движение с частотой возбуждени  ft) строго в направлении перпендикул рном линии контакта частей. 11, 12 составного пол ризационного фильтра 10с амплитудой А, котора  удовлетвор ет услоЪ

вию В -г- . При этом, линейно пол ризованный свет после кюветы 7 со средой 9 периодически также с частотой а) проходит то через верхнюю часть 11 (фиг.2), то через нижнюю часть 12 составного пол ризационного фильтра 10,

Если исследуема  среда 9 (фиг.1) не обладает оптической активностью, т.е. не содержит сахара, то квазимонохроматический линейно пол ризованный свет с азимутом 0й проходит исследуемую среду 9 без изменений . Следовательно, вследствие периодического прохождени  этого света то через верхнюю часть 11, то через нижнюю часть 12 составного пол ризационного фильтра интенсивность света I, воспринимаема  фотоприемником 22, остаетс  посто нной и равной примерно половине интенсивности. lo падающего на составной пол ризационный фильтр 10 света, что на кривой Мал юса, отображающей зависимость интенсивности света I от угла вращени  плоскости пол ризации а (фиг.З) можно отобразить точками 1, 2. Если исследуема  среда 9 содержит сахар и обладает оптической активностью , то в зависимости от концентрации сахара С на выходе кюветы с исследуемой средой азимут линейной пол ризации а изN

менитс  на величину ,, где ,б° - удельное вращение плоскости пол ризации сахара дл  рабочей длины волны нм. В этом случае после периодического прохождени  линейного пол ризованного света с азимутом 0°+ До° через части 11 и 12 составного пол ризационного фильтра 10 интенсивности света будут различные (на фиг.З отображено точками 3, 4), поскольку один из них умень- шаетс  на А И0 sin2 Да (точка 3, фиг.З), а другой на такую же величину увеличиваетс  (точка 4, фиг.З).

В результате в спектре сигнала фотоприемника 22 (фиг. 1) кроме посто нной составл - ющей, пропорциональной интенсивности света I 0,5lo (точка 5 на фиг.З), будет присутствовать переменна  составл кща  частоты со, котора  пропорциональна интенсивности АI (крива  б, фиг.З). Переменна  составл ю- ща  сигнала фотоприемника 22 отфильтровываетс  с помощью емкости 23 (фиг. 1), усиливаетс  усилителем 24 и ее амплитуда измер етс , например, индикатором 25. Шкала концентрации индикатора 25 соглас-

ЮОДа но зависимости С- ,- , . изготавливаетс 

с учетом длины кюветы 7. Например, при мм Д# . Индикатор 25. может быть стрелочным или в виде цифрового вольтметра с выходом дл  подключени  цифропечатающих устройств, Дл  устранени  вли ни  поглощени  г на результаты измерени  угла поворота плоскости пол ризации Да исследуемой средой и, следовательно , концентрации С сахара, посто нна  составл юща  сигнала фотоприемника 22 подаетс  на один вход сравнивающего устройства 26, а эталонный (опорный) потеици- ал подаетс  на второй вход устройства 26. Разница этих потенциалов подаетс  на регулирующий элемент 27, который регулирует величину тока источника излучени  1 от источника 28 и тем самым регулирует интенсивность излучени  источника 1 так, что посто нна  составл юща  сигнала фотоприемника 22 в независимости от поглощени  т среды 9 всегда равна установленной заранее в процессе калибровке величине, которую принимает за единицу. Така  автоматическа  регулировка единичного значени  посто нной составл ющей обеспечивает пропорциональность Д , достаточную точность и просто- ту измерений концентрации сахара в моче.

Описанный пол риметр проще существующих известных фотоэлектрических по-

0

5 0 5

0 0

.

0

л риметров не только тем. что не содержит сложных углоизмерительных устройств, не содержит компенсаторов, но и тем, что не содержит двухлучевой призмы и не содержит конденсора при сохранении высокой точности. Таким образом, достигаетс  эффект упрощени  конструкции, снижени  трудоемкости, что делает его доступным дл  широких масс населени . Обслуживание пол риметра предельно простое, дл  работы с ним не требуетс  особых навыков, результаты измерени  объективные, что не утомл ет оператора; Пол риметр найдет широкое применение как в клиниках, санатори х, так и в быту дл  самоконтрол  больных диабетом .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Пол риметр дл  измерени  концентрации сахара в моче, содержащий оптически св занные источник излучени , диафрагму, коллиматорную линзу и дополнительную линзу, составл ющие проекционную систему с передним отрезком f t и задним f2, светофильтр , два пол ризационных фильтра, между которыми расположена кювета длиной L с исследуемой средой, модул тор, фокусирующую линзу, фотоприемник с усилителем, последовательно соединенные устройство сравнени , соединенный с источником излучени  регулирующий элемент и источник питани , о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью упрощени  конструкции, диафрагма выполнена в виде щели шириной В и длиной С, пол ризационные фильтры и кювета расположена в заднем походуизлу-- чени  отрезка проекционной системы, удовлетвор ющем условию , второй по ходу излучени  .пол ризационный фильтр установлен в плоскости изображени  щели и .... выполнен в виде двух примыкающих по линии друг к другу частей размерами X Cfa/fi и Y Bf2/fi, плоскости пропускани  которых составл ют утлы +45° и -45° по отношению к плоскости пропускани  первого пол ризационного фильтра, и закреплен на модул торе, выполненном в виде электромеханического вибратора с  корем так, что лини  раздела частей второго пол ризационного фильтра параллельна стороне изображени  щели и плоскост м упругих элементов вибратора, установленных з контакте с  корем и расположенных одна параллельно другой на рассто нии h X+Y, причем  корь выполнен так, что амплитуда перемещени  А удовлетвор ет условию Bf2/fi A Y,:....., ..

   1- 2 3. 5$. б 8 73 8 ЮА . 13 11 Я21 21

   Фиг.1