RU1805353C - Multichannel photometer - Google Patents

Multichannel photometer

Info

Publication number
RU1805353C
RU1805353C SU894651421A SU4651421A RU1805353C RU 1805353 C RU1805353 C RU 1805353C SU 894651421 A SU894651421 A SU 894651421A SU 4651421 A SU4651421 A SU 4651421A RU 1805353 C RU1805353 C RU 1805353C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
prism
lenses
matrix
disk
optical axis
Prior art date
Application number
SU894651421A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим Леонидович Александров
Анатолий Александрович Евстрапов
Алексей Михайлович Егоров
Владимир Ефимович Курочкин
Георгий Николаевич Леонов
Константин Львович Матисен
Анатолий Моисеевич Могильницкий
Лев Семенович Рейфман
Владимир Игоревич Росселевич
Александр Леонидович Сизов
Анатолий Иванович Стрельников
Original Assignee
Институт Аналитического Приборостроения Научно-Технического Объединения Ан Ссср
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 Институт Аналитического Приборостроения Научно-Технического Объединения Ан Ссср filed Critical Институт Аналитического Приборостроения Научно-Технического Объединения Ан Ссср
Priority to SU894651421A priority Critical patent/RU1805353C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1805353C publication Critical patent/RU1805353C/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к технике фото- метрировани  при измерени х светопропу- скани  на заданных участках спектра светового диапазона веществ, помещенных в  чейки микротитрационных планшетов, и может быть использовано при практических и научных исследовани х в медицине, биофизике , химии, биотехнологии, сельском хоз йстве , охране окружающей среды и в других област х народного хоз йства. Цель изобретени  - повышение точности измерений . Фотометр дополнительно снабжен св занным с валом двигател  диском с отверсти ми, в которых попарно расположены интерференционные светофильтры и введенные нейтральные светофильтры в пор дке возрастани  их светопропускани , и с маркерами положени  отверстий относительно оптической оси на периферии диска, датчиком положени  отверстий, расположенным напротив маркеров и соединенным совместно с двигателем с вычислительным устройством через введенный дополнительный интерфейс, опорным каналом, состо - . щим из призмы, фотоприемника и усил,ител  тока, при этом фотоприемник опорного канала расположен против выходной грани призмы, укрепленной между линзами коллиматора таким образом, что отражающа  ее грань наклонена под углом 45 к горизонтальной оптической оси и на рассто нии I от оптической оси до верхнего ребра призмы, определ емым-выражением b/2 I (D/2-a), где D - световой диаметр линзы коллиматора, а - размер входной грани призмы, b - размер длинного р да матрицы положительных линз Ь Д1(к+1) + d, где Al - рассто ние между центрами положительных линз, k - количество линз ( чеек) в р ду, d - диаметр положительных линз в матрице. 2 ил. ел 00 о ел CJ ел со The invention relates to a photometric technique for measuring light transmission in predetermined sections of the spectrum of the light range of substances placed in the cells of microtiter plates, and can be used in practical and scientific research in medicine, biophysics, chemistry, biotechnology, agriculture, environmental protection and in other areas of the national economy. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements. The photometer is additionally equipped with a disk connected to the motor shaft with holes in which interference filters and introduced neutral filters are arranged in pairs in order to increase their light transmission, and with hole position markers relative to the optical axis on the disk periphery, a hole position sensor located opposite the markers and connected together with the engine with a computing device through an additional interface, the reference channel, consisting of -. which consists of a prism, a photodetector, and an amplifier, a current amplifier, while the photodetector of the reference channel is located against the output face of the prism mounted between the collimator lenses in such a way that its reflecting face is inclined at an angle of 45 to the horizontal optical axis and at a distance of I from the optical axis to the upper edge of the prism, as defined by the expression b / 2 I (D / 2-a), where D is the light diameter of the collimator lens, a is the size of the input face of the prism, b is the size of the long row of the matrix of positive lenses L Д1 (к + 1 ) + d, where Al is the distance between the centers of positive lenses, k is the number of lenses (cells) in the row, d is the diameter of the positive lenses in the matrix. 2 ill. ate 00 o ate CJ ate

Description

Изобретение относитс  к технике фото- метрировани  при измерени х светопропу- скани  на заданных участках спектра светового диапазона веществ, помещенных в  чейки микротитрационных планшетов и может быть использовано при практических и научных исследовани х в медицине, биофизике , химии, биотехнологии, сельском хоз йстве , охране окружающей среды и в других област х народного хоз йства.The invention relates to a photometric technique for measuring light transmission in predetermined sections of the spectrum of the light range of substances placed in the cells of microtiter plates and can be used in practical and scientific research in medicine, biophysics, chemistry, biotechnology, agriculture, protection environment and in other areas of the national economy.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений.The aim of the invention is to improve the accuracy of measurements.

Функционально-блочна  схема данного многоканального фотометра представлена на фиг.1,Functional block diagram of this multi-channel photometer is presented in figure 1,

На фиг. 2 изображен опорный канал с элементами оптической схемы, по сн ющий расположение призмы опорного канала в оптической схеме.In FIG. Figure 2 shows a reference channel with elements of an optical circuit that explains the location of the prism of the reference channel in the optical circuit.

.Многоканальный фотометр (фиг.1) содержит расположенные по горизонтальной оптической оси источник света 1, конденсор 2, интерференционные светофильтры 3 и нейтральные светофильтры 4, установленные в отверсти х вращающегос  диска 5, расширитель 6 светового потока, двухлин- зовый коллиматор 7. По вертикальной опти- черкой оси в многоканальном фотометре расположены матрица положительных линз 8, сменной микротитрацирнный планшет на устройстве подвижки 9, матрица фотоприемников 10. На устройстве подвижки 9 планшета предусмотрены посадочные штифты, в которые при применении микро- титрационного планшета с U-обрззным дном, вставл етс  матрица отрицательных линз 11 над планшетом. Матрица диафрагм 12 располагаетс  под планшетом. Кроме этого, за коллиматором 7 под углом в 45° к горизонтальной и вертикальной оптическим ос м расположено поворачивающее зеркало 13. Многоканальный фотометр содержит та кже опорный канал, состо щий из призмы 14, фотоприемника 15 и усилител  16, при этом фотоприемник 15 расположен против выходной грани призмы 14, а призма укреплена между линзами коллиматора 7 таким образом, что ее отражающа  гран,ь наклонена под углом 45° к горизонтальной оптической оси и рассто ние I от оптической оси до верхнего ребра призмы определ етс  выражением. The multi-channel photometer (Fig. 1) contains a light source 1 located on the horizontal optical axis, a condenser 2, interference light filters 3 and neutral light filters 4 mounted in the holes of the rotating disk 5, a luminous expander 6, a two-lens collimator 7. Vertical optics of the axis in the multi-channel photometer are a matrix of positive lenses 8, a removable microtiter tablet on the slide device 9, a matrix of photodetectors 10. A landing pin is provided on the slide device 9 of the tablet you, in which, when using a microtiter plate with a U-trimmed bottom, a negative lens array 11 is inserted above the plate. The diaphragm array 12 is located under the tablet. In addition, behind the collimator 7, a rotating mirror 13 is located at an angle of 45 ° to the horizontal and vertical optical axes. The multi-channel photometer also contains a reference channel, consisting of a prism 14, a photodetector 15 and an amplifier 16, while the photodetector 15 is located opposite the output the edges of the prism 14, and the prism is fixed between the lenses of the collimator 7 so that its reflecting face, t, is inclined at an angle of 45 ° to the horizontal optical axis and the distance I from the optical axis to the upper edge of the prism is determined by the expression

«.(-". (-

где D - диаметр линзы коллиматора;where D is the diameter of the collimator lens;

а - размер входной грани призмы;a is the size of the input face of the prism;

b - размер длинного р да линзовой матрицы , определ емый выражением b Al (k- - 1) + d, Д - рассто ние между центрами положительных линз ( чеек), k - количество линз ( чеек), d - диаметр положительных линз в матрице.b is the size of the long row of the lens matrix defined by the expression b Al (k- - 1) + d, D is the distance between the centers of the positive lenses (cells), k is the number of lenses (cells), d is the diameter of the positive lenses in the matrix .

Фокусное рассто ние отрицательных линз такое, что изображение нити накала источника света 1 находитс  на бесконечности .The focal length of the negative lenses is such that the image of the filament of light source 1 is at infinity.

Положительные линзы 8 матрицы, отрицательные линзы 11 матрицы, центры  чеек планшета на устройстве подвижки 9, центры диафрагм 12 матрицы и центры фотоприемников 10 матрицы соосны между собой.Positive lenses 8 of the matrix, negative lenses 11 of the matrix, the centers of the cells of the tablet on the slide device 9, the centers of the diaphragms 12 of the matrix and the centers of the photodetectors 10 of the matrix are aligned.

На периферии диска 5 предусмотрены маркеры 17 положени  пар светофильтров 3 и 4 относительно горизонтальной оптической оси. At the periphery of the disk 5, markers 17 are provided for the position of the pairs of filters 3 and 4 relative to the horizontal optical axis.

Фотометр содержит также датчик положени  18 отверстий с парами светофильтров 3 и 4, который расположен против маркеров 17, двигатель 19, вал которого св зан с диском 5. Кроме этого, фотометр содержит вычислительное устройство 20 с 4-м  интерфейсами 21, 22, 23, 24, коммутатор 25, регистратор 26, блок управлени  27 и блок индикаций 28. Выходы фотоприемников 10 матрицы подсоединены через усилитель 29 к сигнальным входам коммутатора 25, выходThe photometer also contains a position sensor 18 of the holes with pairs of filters 3 and 4, which is located against the markers 17, the engine 19, the shaft of which is connected to the disk 5. In addition, the photometer contains a computing device 20 with 4 interfaces 21, 22, 23, 24, the switch 25, the recorder 26, the control unit 27 and the display unit 28. The outputs of the photodetectors 10 of the matrix are connected through an amplifier 29 to the signal inputs of the switch 25, the output

0 фогоприемника 15 опорного канала также подсоединен к сигнальному входу коммутатора 25 через усилитель тока 16. Выход коммутатора 25 соединен с сигнальным входом аналого-цифрового преобразовател  30,0 of the reference channel receiver 15 is also connected to the signal input of the switch 25 through the current amplifier 16. The output of the switch 25 is connected to the signal input of the analog-to-digital converter 30,

5 цифровые сигнальные выходы которого соединены со входом данных вычислительного устройства микроЭВМ 20. Интерфейс 21 соединен с управл ющими входами коммутатора 25 и аналого-цифрового преобразо0 вател  30. Интерфейс 22 соединен с блоком управлени  27 и индикации 28, третий интерфейс 23 св зывает вычислительное устройство 20 и регистратор 26, а интерфейс 24 вычислительное устройство 20 с двигателем5, the digital signal outputs of which are connected to the data input of the computing device of the microcomputer 20. The interface 21 is connected to the control inputs of the switch 25 and the analog-to-digital converter 30. The interface 22 is connected to the control unit 27 and the display 28, the third interface 23 connects the computing device 20 and recorder 26, and interface 24 computing device 20 with an engine

5 19 и-датчиком положени  18.5 19 by an i-position sensor 18.

Фотометр работает следующим образом , The photometer works as follows,

Оператор посредством блока управлени  27, который соединен через интерфейсThe operator through the control unit 27, which is connected via an interface

0 22 с вычислительным устройством 20, при- водит вычислительное устройство в исходное состо ние, т.е. в вычислительном устройстве.осуществл етс  очистка оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), а0 22 with computing device 20, brings the computing device to its original state, i.e. in the computing device. RAM is being cleaned, and

5 ее центральный процессор (ЦП) готов начать выполнение команд по алгоритму работы прибора, реализованному в виде программы, хран щейс  в ее посто нном запоминающем устройстве (ПЗУ). Работа5, its central processor (CPU) is ready to start executing instructions according to the device operation algorithm implemented in the form of a program stored in its read-only memory (ROM). Job

0 прибора начинаетс  подпрограммой идентификации номера диска, т.е. определени  длин волн пропускани  излучени  интерференционными светофильтрами. Дл  этого вычислительное устройство через интер5 фейс 24 запускает двигатель 19, который вращает диск 5 с парами светофильтров 3 и 4. Датчик положени  18 и маркеры 17 вырабатывают код соответстви  нахождени  пары светофильтров данной длины волн на0 of the instrument begins with a disc number identification routine, i.e. determining the wavelengths of the transmission of radiation by interference filters. To do this, through the interface 24, the computing device starts the engine 19, which rotates the disk 5 with the pairs of filters 3 and 4. The position sensor 18 and the markers 17 generate a code for matching the pair of filters with a given wavelength at

0 оптической оси. Этот код через интерфейс 24 подаетс  на вычислительное устройство. В момент нахождени  данной пары светофильтров на оптической оси по прин тому коду вычислительное устройство немедлен5 но останавливает через интерфейс 24 двигатель 19. Далее вычислительное устройство через интерфейс 21 посредством коммутатора 25 подключает АЦП 30 к цепи опорного канала. Часть излучени  от источника света 1 через конденсатор 2, пару светофильтров0 optical axis. This code is supplied via an interface 24 to a computing device. When this pair of filters is located on the optical axis, according to the adopted code, the computing device immediately stops the engine 19 through the interface 24. Further, the computing device through the interface 21 through the switch 25 connects the ADC 30 to the reference channel circuit. Part of the radiation from the light source 1 through the capacitor 2, a pair of filters

3 и 4, расширитель б, первую линзу колли- „ матора 7, отраженное призмой 14 попадает на фотоприемник 15. Последний преобразует излучение в электрический сигнал, пропорциональный пропусканию пары светофильтров 3 и 4, который через усилитель тока 16 и коммутатор 25 подаетс  на АЦП 30. АЦП преобразует данный сигнал в цифровой код, запоминаемый в ОЗУ вычислительного устройства 20.3 and 4, expander b, the first lens of the collimator 7 reflected by prism 14 is incident on the photodetector 15. The latter converts the radiation into an electrical signal proportional to the transmission of a pair of filters 3 and 4, which is fed to the ADC 30 through the current amplifier 16 and switch 25 . The ADC converts this signal into a digital code stored in RAM of computing device 20.

Далее вычислительное устройство по описанному выше алгоритму начинает вращать диск, останавливает его при нахождении следующей пары светофильтров на оптической оси, запоминает величину сигнала и т.д., пока не будут запомнены в ОЗУ величины сигналов от всех пар светофильтров , наход щихс  на конкретном диске. После этого вычислительное устройство анализирует данные, запомненные в ОЗУ и данные о расположении светофильтров на диске, размещенные в ПЗУ. При наличии возрастани  их светопропускани  однозначно идентифицируетс  вполне определенный диск с известными длинами волн пропускани  светофильтров. Отсутствие возрастани  светопропускани  воспринимаетс  вычислительным устройством как наличие в фотометре другого диска, с другими известными длинами волн пропускани , .т.е. в фотометре допускаетс  использование по крайней мере двух сменных дисков. При этом информаци  о размещении светофильтров на 2-м диске расположена также в ПЗУ вычислительного устройства.Further, the computing device, according to the above-described algorithm, starts to rotate the disk, stops it when the next pair of filters is located on the optical axis, remembers the signal size, etc., until the values of the signals from all the pairs of filters located on a particular disk are stored in RAM. After that, the computing device analyzes the data stored in RAM and data on the location of the filters on the disk, located in the ROM. If there is an increase in their light transmission, a well-defined disk with known transmission wavelengths of the filters is uniquely identified. The absence of an increase in light transmission is perceived by the computing device as the presence in the photometer of another disk with other known transmission wavelengths, i.e. at least two interchangeable disks are allowed in the photometer. At the same time, information about the placement of filters on the 2nd disk is also located in the ROM of the computing device.

Далее начинаетс  обработка программы измерений светопропускани  вещества. Дл  этого вычислительное устройство подает хран щийс  в ПЗУ цифровой код на интерфейс 24. По этому коду диск 5 вращаетс  до тех пор, пока код с датчика положени  18 и от вычислительного устройства на интерфейсе 24 не станут одинаковыми. Коды на интерфейсе при этом соответствуют положению диска, при котором световой поток перекрыт и сигналы на выходе фотоприемников пропорциональны величинам токов от фоновых паразитных засветок, темновых токов фотодиодов, смещени  нул  усилителей токов 29. Далее вычислительное устройство поочередно, начина  с опорного канала, подключает АЦП дл  измерений величин фоновых токов к каждому каналу, АЦП 30 вырабатывает цифровые эквиваленты величин фоновых токов, которые запоминаютс  в ОЗУ вычислительного устройства, ФОП и ф - величины фоновых токов в опорном и 1-м рабочем канале.Next, processing of the light transmittance measurement program begins. For this, the computing device feeds the digital code stored in the ROM to the interface 24. According to this code, the disk 5 rotates until the code from the position sensor 18 and from the computing device on the interface 24 become the same. The codes on the interface in this case correspond to the position of the disk at which the light flux is blocked and the signals at the output of the photodetectors are proportional to the currents from the background spurious illumination, dark currents of the photodiodes, zero bias of the current amplifiers 29. Next, the computing device alternately, starting from the reference channel, connects the ADC to measuring the magnitude of the background currents to each channel, the ADC 30 generates digital equivalents of the magnitude of the background currents that are stored in the RAM of the computing device, POP and f - the magnitude of the backgrounds currents in the reference and 1st working channel.

После этого на блоке индикации 28 отображаютс  длины волн пропускани  светофильтров , наход щихс  на установленном в фотометре диске. Оператор посредством блока управлени  27 запрашивает необходимую ему длину волны дл  фотометрирова- 5 ни . По этой команде с блока управлени  27 вычислительное устройство выставл ет цифровой код на интерфейсе 24. Код выбираетс  из ПЗУ и соответствует длине волны пропускани  требуемого фильтра. По этомуAfter that, the transmission wavelengths of the filters located on the disk installed in the photometer are displayed on the display unit 28. The operator, by means of the control unit 27, requests the necessary wavelength for photometry 5. By this command, from the control unit 27, the computing device sets a digital code on the interface 24. The code is selected from the ROM and corresponds to the transmission wavelength of the desired filter. Therefore

0 коду диск 5 вращаетс  до тех пор пока код от датчика положени  18 и выставленный код вычислительного устройства не совпадут . Значение цифровых кодов соответствует положению диска, при котором центр0 to the code, the disk 5 rotates until the code from the position sensor 18 and the set code of the computing device match. The meaning of the digital codes corresponds to the position of the disc at which the center

5 интерференционного светофильтра с требуемой длиной волны пропускани  совпадает с горизонтальной оптической осью. После остановки двигател  19, вычислительное устройство через блок индикации 28 подскэ0 зывает оператору о необходимости . установки планшета на устройство-подвижку 9. При этом планшет может быть пустой или с холостой пробой, дл  того, чтобы измерить истинное светопропускание иссле5 дуемого, вещества. Планшет может и не помещатьс , если светопропускание будет определ тьс  относительно воздуха. После постановки планшета оператор посредством блока управлени  27 подтверждает5, an interference filter with a desired transmission wavelength coincides with the horizontal optical axis. After stopping the engine 19, the computing device through the display unit 28 prompts the operator about the need. installing the tablet on a sliding device 9. In this case, the tablet may be empty or with a blank sample in order to measure the true light transmission of the substance under study5. The tablet may not fit if light transmission is detected relative to air. After setting the tablet, the operator confirms via the control unit 27

0 постановку планшета, и вычислительное устройство начинает подключать АЦП 30 поочередно ко всем рабочим каналам. Цифровые эквиваленты, соответствующие интенсивности падающего светового пото5 ка пад запоминаютс  в ОЗУ вычислительного устройства. При этом после каждого измерени  в рабочем канале, измер етс  величина интенсивности светового потока в опорном канале 1падОП1 и соответствующие0 setting the tablet, and the computing device begins to connect the ADC 30 in turn to all working channels. Digital equivalents corresponding to the intensity of the incident light flux are stored in the RAM of the computing device. In this case, after each measurement in the working channel, the intensity of the light flux in the reference channel 1

0 цифровые эквиваленты запоминаютс  также в ОЗУ вычислительного устройства. Таким образом дрейф интенсивности источника света 1 учитываетс  посредством опорного канала, дл  чего вычислительное0 digital equivalents are also stored in the RAM of the computing device. Thus, the intensity drift of the light source 1 is taken into account by the reference channel, for which the computational

5 устройство нормирует величины 1Пад на величины 1пэдог1 , с одновременным учетом фоновых токов в рабочих и опорном каналах 1ФОП и 1ф , в соответствии с выражением5, the device normalizes the values of 1Pad to the values of 1pedog1, while taking into account the background currents in the working and reference channels 1FOP and 1f, in accordance with the expression

0Кпад (1пад - 1фУ(1лад°П - 1ф°П). (1)0Cad (1pad - 1phU (1lad ° P - 1ph ° P). (1)

и запоминает в ОЗУ величины Кпад1. соответ- ствующие интенсивност м падающих световых потоков, скорректированных на величину дрейфа источника излучени  и ве- 5 личину фоновых токов.and stores in RAM the values of Cpad1. the corresponding intensities of incident light fluxes, corrected by the magnitude of the drift of the radiation source and the magnitude of the background currents.

После этого вычислительное устройство посредством блока индикации требует установки планшета с исследуемым веществом на устройство подвижки 9 и установки его в положение фотометрировани . После тогоAfter that, the computing device by means of the indicating unit requires the installation of a tablet with the test substance on the slide device 9 and setting it to the photometric position. After that

как планшет посредством устройства подвижки 9 установлен в положение фотомет- рировани , оператор посредством блока управлени  27, запускает подпрограмму сн ти  интенсивностей световых потоков, прошедших через исследуемое вещество Inp 1 при этом после каждого измерени  в рабочем канале, производитс  измерение интенсивности излучени  в опорном канале lnponl. После реализации этой подпрограммы снова снимаютс  величины фоновых токов в рабочих и опорных каналах. Поправка на дрейф источника излучени  и фоновых токов осуществл етс  вычислительным устройством рассчетно по формулеas the tablet by means of the slide device 9 is set to the photometric position, the operator, by means of the control unit 27, starts a subroutine for recording the intensities of the light flux passing through the studied substance Inp 1, and after each measurement in the working channel, the radiation intensity is measured in the reference channel lnponl . After the implementation of this subroutine, the values of the background currents in the working and reference channels are again taken. The correction for the drift of the radiation source and background currents is carried out by a computing device calculated by the formula

Кпр1 (1пр1-1ф )/(1прОП|-1ф°П)..(2)Kpr1 (1pr1-1f) / (1prOP | -1f ° P) .. (2)

После запоминани  в ОЗУ величин КПр, вычислительное устройство поступает к расчету величин светопропускани  исследую емых веществ по формулеAfter storing the CR values in RAM, the computing device proceeds to calculate the light transmission values of the test substances by the formula

х 100%.x 100%.

(3)(3)

к to

тг 1чпадtg 1chpad

Величины светопропускани  веществ в каждом канале т запоминаютс  в ОЗУ. После оператор посредством блока управлени  27 требует вывода результатов фотометрировани . т на индикатор 28 или регистратор 26.The light transmission values of substances in each channel m are stored in RAM. Subsequently, the operator, by means of the control unit 27, requires the output of photometric results. t on indicator 28 or recorder 26.

Если оператору необходимо выразить результаты фотометрировани  в единицах оптической плотности, то вычислительное устройство делает дополнительный расчет по формулеIf the operator needs to express the results of photometric measurements in units of optical density, then the computing device does an additional calculation according to the formula

Di lg Г| ,Di lg G | ,

где D - оптическа  плотность в i-м канале. Данный расчетный результат также может быть выведен с помощью вычислительного устройства на блок индикации 28 или регистратора 26.where D is the optical density in the ith channel. This calculated result can also be displayed using a computing device on the display unit 28 or recorder 26.

На фотоприемник ФП попадает только световой поток, прошедший через осадок иOnly the light flux passing through the sediment and

ограниченный лучами, которые определ ютс  диаметром диафрагмы - Д.Лучи, не прошедшие через осадок, экранируютс  диафрагмой Д.limited by the rays, which are determined by the diameter of the diaphragm - D. Beams that do not pass through the sediment are shielded by the diaphragm D.

Дл  получени  адекватной информации необходимо обеспечить попадани  на фотоприемник только тех лучей, которые прошли через пуговку. Это условие (дл  прототипа ) соблюдаетс  только в случае симметрич- ного расположени  мениска и при соблюдении определенного соотношени  между радиусом кривизны мениска - RH, углом сходимости светового потока - ее и диаметра сечени  (в месте падени  светового потока на исследуемую жидкость) светового потока - d. Посто нства R достичьTo obtain adequate information, it is necessary to ensure that only those rays that have passed through the button are incident on the photodetector. This condition (for the prototype) is met only if the meniscus is located symmetrically and subject to a certain relationship between the meniscus curvature radius — RH, the light flux convergence angle — and its cross-section diameter (at the point where the light flux falls on the liquid under investigation) —d . Constant R reach

невозможно из-за различий в в зкости исследуемых жидкостей и различий смачивае- мости используемых планшет. Параметр - d также претерпевает изменени  от  чейки к  чейке в зависимости от объема исследуемой жидкости. При асимметричном мениске наблюдаютс  два эффекта:impossible due to differences in the viscosity of the test fluids and differences in the wettability of the tablets used. The - d parameter also undergoes changes from cell to cell depending on the volume of the test fluid. With an asymmetric meniscus, two effects are observed:

1. световой поток, мину  осадок, попадает на фотоприемник и сигнал с фотопри- емника увеличиваетс ,1. the luminous flux, passing the precipitate, enters the photodetector and the signal from the photodetector increases,

2. световой поток (при отсутствии осадка ) срезаетс  на краю фотоприемной площадки фотоприемника. ФП - сигнал с фотоприемника уменьшаетс .2. The luminous flux (in the absence of precipitate) is cut off at the edge of the photodetector area of the photodetector. FP - the signal from the photodetector decreases.

И первый и второй эффект ведут к понижению точности измерений.Both the first and second effects lead to a decrease in measurement accuracy.

Таким образом, погрешность при измерении на планшетку с U-образным дном в предлагаемом устройстве гораздо меньше.Thus, the error in the measurement on the tablet with a U-shaped bottom in the proposed device is much less.

чем у прототипа. Фиг. 2 по сн етс  оптимальное расположение призмы опорного канала в оптической схеме в соответствии с выражением:than the prototype. FIG. 2 illustrates the optimal arrangement of the reference channel prism in the optical circuit in accordance with the expression:

I ( D Я1 I (D Z1

2-1 $(2 а) b Al(k-1) + d,2-1 $ (2 a) b Al (k-1) + d,

где D - световой диаметр линзы коллиматора 7,where D is the light diameter of the lens of the collimator 7,

а - размер входной грани призмы 14, I - рассто ние от горизонтальной оптической оси до верхнего ребра призмы 14, . b - размер длинного р да линзовой матрицы 8,a is the size of the input face of the prism 14, I is the distance from the horizontal optical axis to the upper edge of the prism 14,. b is the size of the long row of the lens matrix 8,

Д| - рассто ние между центрами лоло- жительных линз,D | - the distance between the centers of the positive lenses,

k - количество линз в р ду, d - диаметр положительных линз в матрице .k is the number of lenses in the row, d is the diameter of the positive lenses in the matrix.

Размер I не должен быть меньше, чем Ь/2, т.к. в противном случае произойдет срезание призмой оптического потока, падающего на линзовую матрицу. В то же врем  I не должно превышать величину I Size I must not be less than b / 2, because otherwise, the prism will cut off the optical flux incident on the lens matrix. At the same time, I must not exceed the value of I

( у а), т.к. в противном случае будет(at a), since otherwise will

перекрывание светового потока от источника света 1 оправой коллиматора 7. При I overlapping of the luminous flux from the light source 1 by the frame of the collimator 7. When I

возможно полное перекрывание светового потока оправой коллиматора - свет в опорный канал не попадает,full overlap of the light flux with the collimator rim is possible - the light does not enter the reference channel,

Диск 5 выполнен металлическим с отверсти ми дл  интерференционных светофильтров 3, нейтральных светофильтров 4 иThe disk 5 is made of metal with holes for interference filters 3, neutral filters 4 and

маркеров 17. Нейтральные светофильтры 4 выполнены из стекла марки НС. Маркеры 17 выполнены в виде 6-ти радиальных щелей по периферии диска. 4-ре щели  вл ютс  маркерами положени  пар интерференционных нейтральных светофильтров. П та markers 17. Neutral filters 4 are made of glass brand НС. Markers 17 are made in the form of 6 radial slots on the periphery of the disk. 4-gaps are position markers of pairs of neutral interference filters. N that

щель  вл етс  маркером положени  диска при перекрытии светового потока при измерении фоновых токов. Шеста  щель - маркер исходного положени  диска.the slit is a marker of the position of the disk when the luminous flux is blocked when measuring background currents. The sixth slit is a marker of the initial position of the disc.

Датчик положени  отверстий 18 с пара- ми светофильтров выполнен в виде двух пар светодиод - фотодиод, световой поток между которыми открываетс  шестью маркерами . Перва  пара регистрирует прохождениеThe position sensor of the holes 18 with pairs of light filters is made in the form of two pairs of LEDs - a photodiode, the luminous flux between which is opened by six markers. The first pair records the passage

5-ти маркеров, втора  пара прохождение 5 markers, second pair passage

6-го маркера при вращении диска.6th marker during disk rotation.

Экспериментальные исследовани  многоканального фотометра дл  фотомет- рировани  жидких веществ и микротитра- ционных планшетах с  чейками с плоским и U-образным дном показали, что по сравнению с устройством аналогичного назначени  (прототип) данный фотометр обеспечивает уменьшение абсолютной погрешности до 1% по фотометрической шка- ле.Experimental studies of a multichannel photometer for photometry of liquid substances and microtiter tablets with cells with a flat and U-shaped bottom showed that, compared with a device of a similar purpose (prototype), this photometer provides a reduction in absolute error of up to 1% on a photometric scale .

Claims (1)

Формула изобретени  Многоканальный фотометр, содержащий источник излучени , расположенные по ходу излучени  на оптической оси кон- денсор, систему дл  формировани  рабочей длины волны, средство дл  расширени  потока излучени , двухлинзовый коллиматор и на вертикальной оптической оси, оптически сопр женный с коллиматором сменный . микротитрационный планшет с матрицей положительных линз, установленный с возможностью перемещени  параллельно плоскости расположени  матрицы положительных линз и матрицы фотоприем- ных устройств, блок усилителей тока, коммутатор , вычислительное устройство с трем  интерфейсами, аналого-цифровой преобразователь , блок управлени , блок индикации и регистратор, при этом выходы фотоприем- ных устройств через усилители тока подсоединены к сигнальным входам коммутатора, выход которого соединен с входом аналого- цифрового преобразовател , цифровые выходы которого соединены с входом данных вычислительного устройства, управл ющие выходы вычислительного устройства через первый интерфейс св заны с управл ющими входами коммутатора и входом аналого- цифрового преобразовател , блоки SUMMARY OF THE INVENTION A multi-channel photometer comprising a radiation source located along the optical axis of a capacitor, a system for generating a working wavelength, means for expanding a radiation flux, a two-lens collimator and a vertical optical axis optically coupled to a collimator. microtiter tablet with a matrix of positive lenses, mounted with the ability to move parallel to the plane of location of the matrix of positive lenses and the matrix of photodetectors, a current amplifier unit, a switch, a computing device with three interfaces, an analog-to-digital converter, a control unit, an indication unit and a recorder, with the outputs of the photodetectors through current amplifiers are connected to the signal inputs of the switch, the output of which is connected to the input of the analog-to-digital converter , Digital outputs are connected to the data input of the calculation unit, control outputs of the computing device through a first interface associated with the control inputs of the switch and the input of an analog-digital converter, the blocks управлени  и индикации св заны с вычислительным устройством через второй интерфейс , регистратор - через третий интерфейс. отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, фотометр дополнительно содержит опорный канал, матрицы отрицательных линз и диафрагм. оптически сопр женных соответственно с матрицей положительных линз и фотоприемных устройств, при этом система дл  формировани  рабочей длины волны содержит диск с отверсти ми и реперами, расположенными на периферии диска, в отверсти х попарно расположены интерференционные и нейтральные светофильтры, датчик положени  отверстий диска, двигатель и дополнительный интерфейс, при этом вал двигател  соединен с диском, датчик положени  оптически св зан с реперами диска и электрически с дополнительным интерфейсом , который соединен с вычислительным устройством, опорный канал содержит призму, дополнительное фотоприемное устройства и дополнительный усилитель тока, причем дополнительное фотоприемное устройство оптически св зано с выходной гранью призмы и электрически соединено с дополнительным усилителем тока, выход которого соединен с входом коммутатора, призма установлена между линзами коллиматора таким образом, что отражающа  ее грань наклонена под углом 45 к его оптической оси и на рассто ние I от оптической оси коллиматора до верхнего ребра призмы, определ емом выражениемcontrol and indication are connected to the computing device via the second interface, the recorder through the third interface. characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, the photometer further comprises a reference channel, arrays of negative lenses and apertures. optically coupled respectively to an array of positive lenses and photodetectors, wherein the system for generating the working wavelength comprises a disk with holes and reference points located on the periphery of the disk, interference and neutral filters, a sensor of the position of the disk holes, a motor and an additional interface, while the motor shaft is connected to the disk, the position sensor is optically connected to the benchmarks of the disk and electrically to the additional interface, which is connected to the calculation In particular, the reference channel contains a prism, an additional photodetector and an additional current amplifier, the additional photodetector optically connected to the output face of the prism and electrically connected to an additional current amplifier, the output of which is connected to the input of the switch, the prism is installed between the collimator lenses in this way that its reflecting face is inclined at an angle of 45 to its optical axis and the distance I from the optical axis of the collimator to the upper edge of the prism defined in expression (( DD -а)-and) 2 v 22 v 2 где D - световой диаметр линзы коллиматора;where D is the light diameter of the collimator lens; а - размер входной грани призмы; a is the size of the input face of the prism; b - размер длинного р да матрицы положительных линз,b is the size of the long row of the matrix of positive lenses, b AJ(k-1)+d,b AJ (k-1) + d, где Al - рассто ние между центрами положительных линз:where Al is the distance between the centers of the positive lenses: К - количество линз в длинном р ду матрицы;K is the number of lenses in a long row of the matrix; d -диаметр положительный линз.d is the diameter of the positive lens. 2727 2828 22
SU894651421A 1989-02-13 1989-02-13 Multichannel photometer RU1805353C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894651421A RU1805353C (en) 1989-02-13 1989-02-13 Multichannel photometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894651421A RU1805353C (en) 1989-02-13 1989-02-13 Multichannel photometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1805353C true RU1805353C (en) 1993-03-30

Family

ID=21429164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894651421A RU1805353C (en) 1989-02-13 1989-02-13 Multichannel photometer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1805353C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент РСТ WO 83/00384, . кл. G 01 J 3/50, опубл.1983. Кипнис С. Сигнализирует фермент. - Наука и жизнь, 1987, № 3, с.94-96. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3885879A (en) Dual beam spectrophotometer utilizing a spectral wedge and bifurcated fiber optic bundle
US4241998A (en) Spectrophotometer
US4076421A (en) Spectrophotometer with parallel sensing
JP4791625B2 (en) Spectrophotometric / turbidimetric detection unit
EP0169657B1 (en) Non-contact shaft angle detector
US4264205A (en) Rapid scan spectral analysis system utilizing higher order spectral reflections of holographic diffraction gratings
US4180325A (en) Lens meter with automated readout
EP0083650A4 (en) Multichannel spectrophotometer.
EP0167750A2 (en) Spectrophotometer
SE532551C2 (en) An arrangement adapted for spectral analysis
US7511818B2 (en) Apparatus for measuring the optical absorbency of samples of liquids, method and reaction container for its implementation
EP0332440B1 (en) Arciform photo sensor asssembly
RU1805353C (en) Multichannel photometer
JP3425448B2 (en) Method for determining linearity of photodetector and precision photometric device
GB2117112A (en) Optical multi-ray gas-detecting apparatus
JPH0277636A (en) Particle measuring device
US4487503A (en) Refractometer using the limiting angle method
SU987582A1 (en) Device for measuring frequency contrast characteristics of optic systems
JP2790571B2 (en) Color densitometer
SU823273A1 (en) Optical electronic gage
SU708207A1 (en) Device for measuring demensions of particles
SU1679215A1 (en) Multichannel spectrofotometer
SU1121602A1 (en) Device for measuring sizes and counting concentration of aerosol particles
JPH02184740A (en) Absorbancy measuring instrument
SU922598A1 (en) Device for measuring absorption factor