RU2006032C1

RU2006032C1 - Device for investigating aggregation properties of biological objects

Info

Publication number: RU2006032C1
Authority: RU
Inventors: Е.С. Лебедев; П.В. Вржещ; Д.Э. Ершов; А.В. Татаринцев
Original assignee: Малое предприятие Научно-производственное объединение экологических и медицинских технологий "ЛЕВЕТТА"
Priority date: 1990-09-27
Filing date: 1990-09-27
Publication date: 1994-01-15

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: device has thermostated cuvette section 1 including cuvettes 2 and 3, mixing magnetic member 4, light sources 5 and 6 and photodetectors 7 and 8, current sources 9 and 10, preamplifiers 11 and 12, subtraction unit 13, controllable amplifier 14, clock pulse generator 15, frequency dividers 16 and 31, AND gate 17, pulse counter 18, digital-analogue converter 19, comparators 20 and 28, low-pass filters 21 and 32, recording unit 22, START button 23, pulse shaper 24, semiconductor diode 25, integrating analogue-digital converter 26, digital indicator 27, reference voltage source 29, mixing unit 30, controllable phase shifter 33, power amplifier 34, synchronous electric motor 35 and permanent magnet 36. The light sources are switched-on only during first cycle of operation of analogue-digital converter 26. Upon pressing Start button 23 calibration of the device is carried out during which at the output of amplifier 14 a predetermined voltage is set due to feedback effect. During second operating cycle of the analogue-digital converter at the output of comparator 20 a pulse duration of which is proportional to the voltage value at the output of amplifier 14 during the first operating cycle occurs. During third operating cycle the voltage at the output of amplifier 14 is stored with the light sources switched off. This voltage occurs as a result of instabilities of measuring path components and illumination of the cuvette section. Then this voltage is automatically subtracted in the analogue-digital converter during the first cycle. Synchronization of the processes of mixing and deriving measurement information is effected due to the fact that supply voltages of electric motor 35 is strictly synchronized with cycle of the operation of the analogue-digital converter. Power supply phase of electric motor 35 is controlled by phase shifter 33 as to noise minimum at recording signals in recording unit 22. EFFECT: enhanced efficiency, and reliability. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и может быть использовано, например, при исследовании агрегации тромбоцитов в процессе свертывания крови. The invention relates to medicine and medical equipment and can be used, for example, in the study of platelet aggregation in the process of blood coagulation.

При исследовании агрегационных свойств биологических объектов наиболее распространенными являются устройства, принцип действия которых основан на определении скорости и степени уменьшения оптической плотности исследуемого объекта в процессе агрегации при его перемешивании с индукторами агрегации. When studying the aggregation properties of biological objects, the most common are devices whose principle of operation is based on determining the speed and degree of decrease in the optical density of the studied object in the process of aggregation when it is mixed with aggregation inductors.

Известен выбранный в качестве прототипа агрегометр, содержащий два канала, каждый из которых включает в себя последовательно установленные регулируемый источник света, цилиндрическую кювету, фотоприемник и усилитель, последовательно установленные блок вычитания, регулируемый усилитель, фильтр нижних частот и блок регистрации, последовательно установленные генератор тактовых импульсов, элемент И, счетчик импульсов и цифроаналоговый преобразователь, кнопку "Пуск", компаратор, источеник опорных напряжений и блок перемешивания. Known as a prototype aggregometer comprising two channels, each of which includes a sequentially installed adjustable light source, a cylindrical cuvette, a photodetector and an amplifier, a sequentially mounted subtraction unit, an adjustable amplifier, a low-pass filter and a recording unit, a serial clock generator , And element, pulse counter and digital-to-analog converter, Start button, comparator, reference voltage source and mixing unit.

Источники света, кюветы и фотоприемники размещены в термостатированном кюветном отделении. Один канал является опорным, другой - измерительным. Перемешивание жидкости в кювете осуществляется только в измерительном канале. Блок перемешивания представляет собой электродвигатель, на валу которого закреплен постоянный магнит, приводящий во вращение размещенный в кювете измерительного канала элемент перемешивания. Стандартный объем помещаемой в кюветы пробы в известном устройстве равен 0,45 мл. Путем установки под кювету специальной вставки объем пробы может быть уменьшен до 0,25 мл, но при этом луч света в измерительном канале оказывается расположенным очень близко к элементу перемешивания, вследствие чего возрастает влияние помех перемешивания, увеличиваются шумы и соответственно снижается точность измерений. Light sources, cuvettes and photodetectors are located in a thermostatically controlled cuvette compartment. One channel is the reference, the other is the measuring one. Mixing the liquid in the cell is carried out only in the measuring channel. The mixing unit is an electric motor, on the shaft of which a permanent magnet is fixed, which rotates the mixing element placed in the cuvette of the measuring channel. The standard volume placed in the cell sample in the known device is 0.45 ml. By installing a special insert under the cuvette, the sample volume can be reduced to 0.25 ml, but the light beam in the measuring channel is located very close to the mixing element, as a result of which the influence of mixing noise increases, noise increases and the measurement accuracy decreases accordingly.

Известному устройству присущи следующие недостатки:
нестабильности и дрейф параметров элементов измерительного тракта приводят к появлению дополнительной погрешности измерения, которая в процессе выполнения измерения не может быть устранена;
наличие возможных засветок фотоприемников вследствие недостаточной светозащищенности кюветного отделения приводит к дополнительным некомпенсируемым погрешностям измерения;
наличие перемешивания исследуемого объекта в процессе измерений приводит к появлению дополнительных помех, величина которых возрастает при уменьшении объема пробы и ограничивает точность измерений, ограничивая тем самым минимально допустимый объем пробы.The known device has the following disadvantages:
instabilities and the drift of the parameters of the elements of the measuring path lead to the appearance of an additional measurement error, which cannot be eliminated during the measurement;
the presence of possible flare of photodetectors due to insufficient light protection of the cuvette compartment leads to additional uncompensated measurement errors;
the presence of mixing of the studied object during the measurement leads to the appearance of additional interference, the value of which increases with decreasing sample volume and limits the measurement accuracy, thereby limiting the minimum allowable sample volume.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов измерений путем устранения влияния засветок кюветного отделения и нестабильностей элементов измерительного тракта, а также уменьшение влияния помех перемешивания на точность измерений и уменьшение объема пробы путем синхронизации процесса перемешивания исследуемого объекта со съемом измерительной информации. The aim of the invention is to increase the reliability of measurement results by eliminating the influence of flare cuvette compartment and instabilities of the elements of the measuring path, as well as reducing the influence of mixing noise on the accuracy of measurements and reducing the volume of the sample by synchronizing the mixing process of the studied object with the measurement information.

Указанная цель достигается тем, что в заявляемом устройстве применен интегрирующий аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который включен таким образом и процесс измерения организован так, что это позволяет на этапе автокоррекции АЦП осуществлять запоминание и затем автоматический учет мешающих электрических сигналов, связанных с нестабильностями и дрейфом узлов измерительного тракта, предшествующих АЦП, а также паразитных засветок фотоприемников в кюветном отделении. Кроме того введена жесткая синхронизация вращения находящегося в измерительной кювете элемента перемешивания с работой АЦП, в результате чего съем измерительной информации осуществляется всегда при одном и том же положении элемента перемешивания относительно светового потока, что позволяет выбрать оптимальное положение элемента и добиться минимума шумов перемешивания. This goal is achieved by the fact that the inventive device uses an integrating analog-to-digital converter (ADC), which is turned on in such a way and the measurement process is organized so that it allows the ADC to memorize and then automatically record interfering electrical signals associated with instabilities and drift of the nodes of the measuring path preceding the ADC, as well as spurious illumination of photodetectors in the cell compartment. In addition, a rigid synchronization of the rotation of the mixing element located in the measuring cell with the ADC operation was introduced, as a result of which the measurement information is always taken at the same position of the mixing element relative to the light flux, which allows choosing the optimal position of the element and minimizing mixing noise.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для исследования агрегационных свойств биологических объектов; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 - функциональная схема формирователя импульсов; на фиг. 4 - эпюры напряжений поясняющие работу формирователя. In FIG. 1 shows a block diagram of a device for studying the aggregation properties of biological objects; in FIG. 2 - voltage diagrams explaining the operation of the device; in FIG. 3 is a functional diagram of a pulse shaper; in FIG. 4 - stress diagrams explaining the operation of the shaper.

Устройство содержит (см. фиг. 1) термостатированное кюветное отделение 1, включающее в себя оптически прозрачные кюветы 2 и 3 цилиндрической формы, магнитный элемент 4 для перемешивания исследуемого объекта, расположенный в кювете 3, источники 5 и 6 света и фотоприемники 7 и 8, регулируемые источники 9 и 10, тока, предварительные усилители 11 и 12, блок 13 вычитания, регулируемый усилитель 14, генератор 15 тактовых импульсов, делитель 16 частоты, элемент 17 И, счетчик 18 импульсов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 10, компараторы 20 и 28, фильтр 21 нижних частот, блок 22 регистрации, кнопку 23 "Пуск", формирователь 24 импульсов, полупроводниковый диод 25, интегрирующий АПЦ 26, цифровой индикатор 27, источник 29 опорных напряжений и блок 30 перемешивания, включающий в себя делитель 31 частоты, и фильтр 32 нижних частот, регулируемый фазовращатель 33, усилитель 34 мощности и синхронный электродвигатель 35, на выходном валу которого установлен постоянный магнит 36, который посредством магнитного поля связан с магнитным элементом 4 для перемешивания исследуемого объекта. The device contains (see Fig. 1) a thermostatically controlled cuvette compartment 1, which includes optically transparent cylindrical cuvettes 2 and 3, a magnetic element 4 for mixing the object under study, located in cuvette 3, light sources 5 and 6, and photodetectors 7 and 8, adjustable sources 9 and 10, current, preamplifiers 11 and 12, subtraction unit 13, adjustable amplifier 14, clock generator 15, frequency divider 16, element 17 I, counter 18 pulses, digital-to-analog converter (DAC) 10, comparators 20 and 28 filter 21 lower hours from, registration unit 22, start button 23, pulse shaper 24, semiconductor diode 25, integrating AOC 26, digital indicator 27, reference voltage source 29 and mixing unit 30 including a frequency divider 31 and a low-pass filter 32, an adjustable phase shifter 33, a power amplifier 34 and a synchronous electric motor 35, on the output shaft of which a permanent magnet 36 is mounted, which is connected through a magnetic field to a magnetic element 4 for mixing the object under study.

Формирователь 24 импульсов содержит элементы 37 и 38 И, одновибраторы 39, 40, 41 и 42 и RS-триггер 43. The pulse shaper 24 contains elements 37 and 38 And, single vibrators 39, 40, 41 and 42 and RS-trigger 43.

Устройство работает следующим образом. В кювету 2 помещают опорный объект (например, бестромбоцитарную плазму крови), относительно которого осуществляются измерения, а в кювету 3 - исследуемый объект (например, тромбоцитарную плазму крови). При этом в кювете 2 осуществляется перемешивание исследуемого объекта с помощью магнитного элемента 4, который посредством магнитного поля приводится во вращение постоянным магнитом 36, закрепленным на валу синхронного электродвигателя 35 в блоке 30 перемешивания. Выходные сигналы фотоприемников 7 и 8 усиливаются предварительными усилителя 11 и 12, вычитаются в блоке 13 вычитания, разностный сигнал с выхода которого через регулируемый усилитель 14 поступает на первый вход интегрирующего АЦП 26. При этом коэффициент усиления усилителя 14 обратно пропорционален напряжению на его управляющем входе, на который поступает сигнал с выхода ЦАП 19, который, в свою очередь, определяется цифровым кодом, поступающим на его вход с выхода счетчика 18 импульсов. Поскольку в момент включения устройства счетчик 18 устанавливается в случайное положение, то и выходной сигнал усилителя 14 после включения устройства также имеет случайное значение. Работа устройства неразрывно связана с работой интегрирующего АЦП 26, который в стандартном включении функционирует в три такта. В первом такте осуществляется интегрирование поданного на вход АЦП напряжения и конденсатор интегратора заряжается до некоторого значения, пропорционального величине входного напряжения. Во втором такте конденсатор интегратора разряжается по линейному закону до тех пор, пока напряжение на выходе интегратора не станет равным нулю и не сработает имеющийся внутри АЦП компаратор. Длительность второго такта преобразуется в количество импульсов, которое высвечивается на цифровом индикаторе 27, подключенном к выходу АЦП. В третьем такте осуществляется автокоррекция АЦП, в процессе которой на дополнительном конденсаторе, входящем в состав интегратора АЦП, запоминается величина дрейфа и нестабильности внутренних узлов АЦП, которая в первом цикле вычитается из напряжения на основном конденсаторе интегратора, в результате чего происходит автоматическая компенсация погрешности измерения. The device operates as follows. A support object (for example, platelet-free blood plasma) is placed in a cuvette 2, with respect to which measurements are taken, and in a cuvette 3 - a test object (for example, a platelet blood plasma). At the same time, in the cuvette 2, the studied object is mixed with the help of a magnetic element 4, which is rotated by means of a magnetic field with a permanent magnet 36, mounted on the shaft of the synchronous electric motor 35 in the mixing unit 30. The output signals of the photodetectors 7 and 8 are amplified by the preliminary amplifiers 11 and 12, are subtracted in the subtraction unit 13, the difference signal from the output of which through the adjustable amplifier 14 is fed to the first input of the integrating ADC 26. The gain of the amplifier 14 is inversely proportional to the voltage at its control input, which receives a signal from the output of the DAC 19, which, in turn, is determined by a digital code received at its input from the output of the counter 18 pulses. Since at the time the device is turned on, the counter 18 is set to a random position, the output signal of the amplifier 14 after turning on the device also has a random value. The operation of the device is inextricably linked with the work of the integrating ADC 26, which in the standard inclusion operates in three cycles. In the first cycle, the voltage supplied to the ADC input is integrated and the integrator capacitor is charged to a certain value proportional to the input voltage. In the second cycle, the integrator capacitor is discharged according to the linear law until the voltage at the integrator output becomes zero and the comparator inside the ADC trips. The duration of the second clock is converted into the number of pulses, which is displayed on the digital indicator 27 connected to the ADC output. In the third cycle, the ADC is automatically corrected, during which the value of the drift and instability of the internal nodes of the ADC, which is subtracted from the voltage at the main capacitor of the integrator in the first cycle, is stored on an additional capacitor that is part of the ADC integrator, as a result of which the measurement error is automatically compensated.

В заявляемом устройстве АЦП 26 включен нестандартным образом, что позволяет в процессе измерений автоматически компенсировать дрейф и нестабильности фотоприемников 7 и 8, предварительных усилителей 11 и 12, блока 13 вычитания и регулируемого усилителя 14. Для этого измеряемое напряжение с выхода усилителя 14 подается не на сигнальный вход АЦП, являющийся входом буферного усилителя, как это было при стандартном включении, а на первый вход АЦП 26, являющийся первым входом интегратора. А на сигнальный вход АЦП, являющийся четвертым входом блока 26, подается опорное напряжение U_оп.3 от источника 29 опорных напряжений. Второй выход блока 26 является выходом буферного усилителя, входящего в состав АЦП. Второй вход блока 26 является вторым входом интегратора. Между вторым входом и вторым выходом блока 26 включен полупроводниковый диод 25, а к третьему входу подключен генератор 15 тактовых импульсов. Первый выход соединен с входом цифрового индикатора 27.In the inventive device, the ADC 26 is turned on in a non-standard way, which allows the measurement process to automatically compensate for the drift and instabilities of the photodetectors 7 and 8, preamplifiers 11 and 12, the subtraction unit 13 and the adjustable amplifier 14. For this, the measured voltage from the output of the amplifier 14 is not supplied to the signal the input of the ADC, which is the input of the buffer amplifier, as it was with standard inclusion, and the first input of the ADC 26, which is the first input of the integrator. And at the signal input of the ADC, which is the fourth input of block 26, the reference voltage U _{op.3 is supplied} from the source 29 of the reference voltage. The second output of block 26 is the output of the buffer amplifier, which is part of the ADC. The second input of block 26 is the second input of the integrator. A semiconductor diode 25 is connected between the second input and the second output of block 26, and a clock generator 15 is connected to the third input. The first output is connected to the input of a digital indicator 27.

Такое включение АЦП позволяет достигнуть следующего. Во время первого такта опорное напряжение U_оп.3 поступает на вход внутреннего буферного усилителя АЦП 26, в результате чего на его втором выходе, являющемся выходом буферного усилителя, возникает положительный импульс напряжения (см. фиг. 2а), запирающий диод 25. При этом срабатывает второй компаратор 28, на вход сравнения которого подается некоторое положительное напряжение U_оп.2 от источника 29 опорных напряжений. Компаратор 28 включает регулируемые источники 9 и 10 тока, которые в свою очередь включают источники 5 и 6 света, в качестве которых могут быть использованы, например, инфракрасные светодиоды. В результате на выходе регулируемого усилителя 14 появляется сигнал, пропорциональный разности световых потоков на фотоприемниках 7 и 8, который интегрируется в интеграторе АЦП 26. По окончании первого такта (во втором такте) на вход внутреннего буферного усилителя АЦП начинает поступать U_оп.3 со знаком "минус", в результате чего на втором выходе АЦП появится отрицательный сигнал, возвращающий компаратор 28 в исходное состояние, открывающий диод 25 и включающий компаратор 20, на вход сравнения которого поступает опорное напряжение U_оп.1 от источника 29 опорных напряжений. Источники 9 и 10 тока и источники 5 и 6 света отключаются (см. фиг. 2б) и начинается разряд конденсатора интегратора в АЦП 26 через диод 25, который длится до тех пор, пока напряжение на выходе интегратора не упадет до нуля. При этом на выходе компаратора 20 образуется импульс (см. фиг. 2в), длительность которого равна длительности второго такта работы АЦП, то есть пропорциональна измеряемому напряжению. Затем начинается третий такт работы АЦП 26. Поскольку источники 5 и 6 света в этом такте выключены, то сигнал на выходе регулируемого усилителя 14 должен быть равен нулю. Но на самом деле за счет дрейфа, нестабильностей и возможных засветок кюветного отделения величина этого сигнала отлична от нуля, что в обычных условиях является источником погрешностей. Но в данном случае в течение третьего такта происходит запоминание этого напряжения на запоминающем конденсаторе в интеграторе АЦП. В дальнейшем во время первого такта запомненное напряжение будет автоматически вычитаться из входного напряжения, в результате чего влияние дрейфов, нестабильностей и засветок будет скомпенсировано. Таким образом на выходе компаратора 20 образуется последовательность прямоугольных импульсов, длительность которых пропорциональна измеряемому напряжению на первом входе АЦП 26. Сигнал с выхода компаратора 20 проходит фильтр 21 нижних частот, в котором выделяется его постоянная составляющая, и поступает на блок 22 регистрации, показания которого будут пропорциональны величине сигнала на выходе усилителя 14 во время первого такта за вычетом напряжения ошибки.This inclusion of the ADC allows you to achieve the following. During the first cycle, the reference voltage U _{opt. 3 is} fed to the input of the ADC internal buffer amplifier 26, as a result of which a positive voltage pulse appears at its second output, which is the output of the buffer amplifier (see Fig. 2a), which blocks the diode 25. the second comparator 28 is triggered, to the input of the comparison of which a certain positive voltage U _op.2 is supplied from the source 29 of the reference voltage. The comparator 28 includes adjustable current sources 9 and 10, which in turn include light sources 5 and 6, for example, infrared LEDs. As a result, at the output of the adjustable amplifier 14, a signal appears proportional to the difference of the light fluxes on the photodetectors 7 and 8, which is integrated in the ADC integrator 26. At the end of the first cycle (in the second cycle), U _op.3 with a sign begins to arrive at the input of the internal buffer amplifier of the ADC "minus", as a result of which a negative signal appears at the second ADC output, returning the comparator 28 to its original state, opening the diode 25 and turning on the comparator 20, to the comparison input of which the reference voltage U _{op. 1} from the source nickname 29 reference stresses. Sources 9 and 10 of the current and light sources 5 and 6 are turned off (see Fig. 2b) and the discharge of the integrator capacitor in the ADC 26 begins through the diode 25, which lasts until the voltage at the output of the integrator drops to zero. In this case, a pulse is generated at the output of the comparator 20 (see Fig. 2c), the duration of which is equal to the duration of the second clock of the ADC, that is, is proportional to the measured voltage. Then begins the third clock operation of the ADC 26. Since the light sources 5 and 6 in this clock are turned off, the signal at the output of the adjustable amplifier 14 should be zero. But in fact, due to drift, instabilities, and possible flare of the cell compartment, the value of this signal is nonzero, which under normal conditions is a source of errors. But in this case, during the third cycle, this voltage is memorized at the storage capacitor in the ADC integrator. Subsequently, during the first cycle, the stored voltage will be automatically subtracted from the input voltage, as a result of which the influence of drifts, instabilities and flares will be compensated. Thus, a sequence of rectangular pulses is formed at the output of the comparator 20, the duration of which is proportional to the measured voltage at the first input of the ADC 26. The signal from the output of the comparator 20 passes a low-pass filter 21, in which its constant component is extracted, and goes to the recording unit 22, the readings of which will be proportional to the magnitude of the signal at the output of the amplifier 14 during the first cycle minus the error voltage.

Поскольку после включения устройства коэффициент усиления усилителя 14 устанавливается случайным образом, то после включения устройства надо осуществить его калибровку. Для этого нажимается кнопка 23 "Пуск" (см. фиг. 2г), после чего формирователь 24 импульсов, на который поступает сигнал с выхода компаратора 28 (см. фиг. 2б) и выхода компаратора 20 (см. фиг. 2в), вырабатывает импульс сброса (см. фиг. 2д), обнуляющий счетчик 18 импульсов в самом начале первого такта работы АЦП. При этом коэффициент усиления усилителя 14 становится равным некоторому заданному максимальному значению. Во втором такте на выходе компаратора 20 появляется импульс, длительность которого пропорциональна выходному значению напряжения усилителя 14. Этот импульс проходит на второй выход формирователя 24 импульсов и открывает элемент 17 И, который пропускает на счетный вход счетчика 18 импульсов определенное количество импульсов, зависящее от величины напряжения на первом входе АЦП. В результате на выходе ЦАП 19 установится некоторое напряжение, задающее коэффициент усиления усилителя 14. Обратная связь регулируется таким образом, чтобы на выходе регулируемого усилителя 14 устанавливалось некоторое заданное значение напряжения, например 1В, что достигается выбором коэффициента деления частоты в делителе 16 частоты и масштабированием выходного напряжения на выходе ЦАП 19. Since after turning on the device, the gain of amplifier 14 is set randomly, then after turning on the device, it is necessary to calibrate it. To do this, press the "Start" button 23 (see Fig. 2d), after which the pulse shaper 24, which receives the signal from the output of the comparator 28 (see Fig. 2b) and the output of the comparator 20 (see Fig. 2c), produces a reset pulse (see Fig. 2e), resetting the counter 18 pulses at the very beginning of the first cycle of the ADC. In this case, the gain of the amplifier 14 becomes equal to some predetermined maximum value. In the second cycle, a pulse appears at the output of the comparator 20, the duration of which is proportional to the output value of the voltage of the amplifier 14. This pulse passes to the second output of the pulse shaper 24 and opens the element 17 And, which passes a certain number of pulses to the counting input of the pulse counter 18, depending on the voltage value at the first input of the ADC. As a result, some voltage is set at the output of the DAC 19, which determines the gain of the amplifier 14. The feedback is adjusted so that the output of the adjustable amplifier 14 is set to a certain voltage value, for example 1V, which is achieved by selecting the frequency division coefficient in the frequency divider 16 and scaling the output voltage at the output of the DAC 19.

После калибровки устройства в кювету 3 добавляется вещество, инициирующее реакцию агрегации, после чего в блоке 22 регистрации осуществляется запись зависимости степени агрегации исследуемого вещества от времени в процессе агрегации. Первоначальная балансировка измерительного тракта устройства осуществляется путем регулировки выходного тока одного из источников 9 или 10 тока по нулевому выходному сигналу усилителя 14 при помещении в кюветы 2 и 3 одного и того же объекта, например, базового,
Для того, чтобы реакция агрегации в кювете 3 проходила равномерно по всему объему исследуемого вещества, его перемешивают в процессе агрегации за счет вращения помещенного в кювету 3 магнитного элемента 4. При вращении элемента 4 в объеме исследуемой жидкости образуются неоднородности, которые проявляются в виде так называемых помех перемешивания, связанных со случайным изменением оптической плотности исследуемой жидкости в кювете. Эти помехи сказываются тем сильнее, чем ближе находится ось пучка света, проходящего через кювету 3, к элементу 4. Это ограничивает минимальную величину объема пробы, при которой можно проводить исследования. Для уменьшения объема пробы в заявляемом устройстве осуществляется синхронизация процесса перемешивания с процессом съема измерительной информации за счет того, что частота вращения элемента 4 перемешивания устанавливается равной или кратной частоте съема информации, которая задается в АЦП 26. Для этого частота выходных импульсов генератора 15 тактовых импульсов делится на нужное число раз делителем 31 частоты, выходное напряжение которого имеет вид меандра. Это напряжение, проходя фильтр 32 нижних частот, становится синусоидальным. Затем оно через регулируемый фазовращатель 33 и усилитель 34 мощности поступает на обмотку синхронного электродвигателя 35, частота вращения которого таким образом оказывается жестко связанной с частотой съема информации в блоке 26. Регулируя фазовращателем 33 фазу положения элемента 4, добиваются минимального значения уровня шумов на записи выходного сигнала в блоке 22 регистрации. Это позволяет либо уменьшить уровень шумов, связанных с перемешиванием исследуемого объекта при том же объеме пробы, либо уменьшить объем пробы при том же уровне шумов.After calibrating the device, a substance initiating the aggregation reaction is added to the cell 3, after which, in the registration unit 22, the dependence of the degree of aggregation of the test substance on time in the process of aggregation is recorded. The initial balancing of the measuring path of the device is carried out by adjusting the output current of one of the sources 9 or 10 of the current according to the zero output signal of the amplifier 14 when placed in cuvettes 2 and 3 of the same object, for example, a base one,
In order for the aggregation reaction in the cuvette 3 to proceed uniformly throughout the entire volume of the test substance, it is mixed during the aggregation due to the rotation of the magnetic element 4 placed in the cuvette 3. When the element 4 is rotated in the volume of the studied liquid, inhomogeneities are formed, which manifest themselves in the form of so-called mixing disturbances associated with a random change in the optical density of the investigated fluid in the cell. These interferences affect the more, the closer the axis of the light beam passing through the cell 3 to element 4. This limits the minimum amount of sample at which it is possible to conduct research. To reduce the volume of the sample in the inventive device, the mixing process is synchronized with the process of taking measurement information due to the fact that the rotation speed of the mixing element 4 is set equal to or a multiple of the frequency of taking information, which is set in the ADC 26. For this, the frequency of the output pulses of the clock generator 15 is divided the desired number of times by a frequency divider 31, the output voltage of which has the form of a meander. This voltage, passing the low pass filter 32, becomes sinusoidal. Then, through an adjustable phase shifter 33 and a power amplifier 34, it enters the winding of the synchronous electric motor 35, the rotational speed of which thus turns out to be rigidly connected with the frequency of information retrieval in block 26. By adjusting the phase position of element 4 by the phase shifter 33, the noise level is minimized on the output signal recording in block 22 registration. This allows you to either reduce the noise level associated with mixing the test object with the same sample volume, or to reduce the sample volume with the same noise level.

Формирователь 24 импульсов (см. фиг. 3) работает следующим образом. Сигнал "Пуск", приходящий от кнопки 23 (см. фиг. 4), поступает на один из входов элемента 37 И и одновременно запускает одновибратор 42, генерирующий короткий импульс (см. фиг. 4и), который переводит RS-триггер 43 в положение "единица" (см. фиг. 4м), и выходной сигнал триггера 43 поступает также на вход элемента 37 И. Поэтому, когда на элемент 37 И поступит сигнал с выхода компаратора 28 (см. фиг. 4б), то он пройдет через элемент 37 И (см. фиг. 4з) и запустит одновибраторы 39 и 40. Одновибратор 39 генерирует короткий импульс (см. фиг. 4д), который поступает на сброс счетчика 18 импульсов. А одновибратор 40 генерирует длинный импульс (см. фиг. 4л), полностью захватывающий первый и второй такты работы АЦП 26. Этот импульс поступает на элемент 38 И и пропускает через него первый же импульс, приходящий от компаратора 20 (см. фиг. 4в). Прошедший через элемент 38 И импульс (см. фиг. 4е) поступает на вход элемента 17 И и одновременно запускает одновибратор 41, выходной импульс которого (см. фиг. 4к) возвращает триггер 43 в нулевое положение (см. фиг. 4м). В результате при одном нажатии кнопки 23 "Пуск" на элемент 17 И проходит только один импульс с выхода компаратора 20, осуществляющий автоматическую установку коэффициента усиления усилителя 14, то есть калибровку устройства. Если при включении устройства триггер 43 случайно сразу установится в единичное положение, то нормальной работе формирователя 24 импульсов это не помешает. (56) Агрегометр фирмы, "CHRONO-LOG CORPORATION" (США), модель 530. Техническое описание, 1983. Shaper 24 pulses (see Fig. 3) works as follows. The “Start” signal coming from the button 23 (see Fig. 4) is supplied to one of the inputs of the And element 37 and at the same time it starts the single-shot 42, generating a short pulse (see Fig. 4i), which puts the RS-trigger 43 in position "unit" (see Fig. 4m), and the output signal of the trigger 43 also goes to the input of the element 37 I. Therefore, when the signal from the output of the comparator 28 arrives at the element 37 And (see Fig. 4b), it will pass through the element 37 And (see Fig. 4h) and will start the single vibrators 39 and 40. The single vibrator 39 generates a short pulse (see Fig. 4e), which is sent to the reset counter 1 8 pulses. A single-shot 40 generates a long pulse (see Fig. 4L), which completely captures the first and second clock cycles of the ADC 26. This pulse arrives at element 38 And passes through it the very first pulse coming from the comparator 20 (see Fig. 4c) . The pulse passed through the element 38 AND (see Fig. 4e) is fed to the input of the element 17 And and simultaneously starts the one-shot 41, the output pulse of which (see Fig. 4k) returns the trigger 43 to the zero position (see Fig. 4m). As a result, with one press of the Start button 23 on the And element 17, only one pulse passes from the output of the comparator 20, which automatically sets the gain of the amplifier 14, that is, calibrates the device. If when you turn on the device, the trigger 43 is accidentally immediately set to a single position, then this will not interfere with the normal operation of the pulse shaper 24. (56) Aggregometer company, "CHRONO-LOG CORPORATION" (USA), model 530. Technical description, 1983.

Claims

1. A DEVICE FOR RESEARCHING THE AGGREGATION PROPERTIES OF BIOLOGICAL OBJECTS, comprising a thermostatically controlled cuvette compartment, including a first light source in series, a first cylindrical optically transparent cuvette and a second light source in series with a second cylindrical optically transparent second cuvette a magnetic element for mixing the object under study, and a second photodetector, two adjustable current sources, the inputs of which combined, and the outputs are connected to the inputs of the first and second light sources, respectively, the first pre-amplifier, the input of which is connected to the output of the first photodetector, and the output is connected to the addition input of the subtraction unit, the second pre-amplifier, the input of which is connected to the output of the second photodetector, and the output is connected to the subtraction input of the subtraction unit, the output of which is connected to the input of the adjustable amplifier, the first element And connected in series, a pulse counter and a digital-to-analog converter, output for which it is connected to the control input of an adjustable amplifier, a low-pass filter and a registration unit, a clock pulse generator, the Start button, a first comparator, the comparison input of which is connected to the corresponding output of the reference voltage source, and a mixing unit containing a synchronous motor and installed there is a permanent magnet on its output shaft, characterized in that, in order to increase the reliability of the measurement results by eliminating the influence of flare of the cuvette compartment instabilities of the elements of the measuring path, a digital indicator, a semiconductor diode, a pulse shaper, a first frequency divider, a second comparator and an integrating analog-digital converter are introduced into it, the first input of which is connected to the output of the adjustable amplifier, the second input to the anode of the semiconductor diode, the third input to the output of the clock generator, the input of the first frequency divider and the input of the mixing unit, the fourth input to the corresponding output of the reference voltage source, the first output - to a digital indicator, the second output to the cathode of the semiconductor diode and the signal inputs of the first and second comparators, the output of the first comparator is connected to the input of the first low-pass filter and the first input of the pulse shaper, the second input of which is connected to the "Start" button, the third input - with the output the second comparator and the inputs of adjustable current sources, the first output is connected to the reset input of the pulse counter, and the second output is connected to the first input of the And element, the second input of which is connected to the output of the first frequency divider, at this, the comparison input of the second comparator is connected to the corresponding output of the reference voltage source.

2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to reduce the influence of mixing noise on the measurement accuracy and to reduce the sample volume by synchronizing the mixing process of the test object with the measurement information, the mixing unit contains a second frequency divider connected in series, the input of which is the input mixing unit, a second low-pass filter, an adjustable phase shifter and a power amplifier, the output of which is connected to the power input of a synchronous electric motor.

3. The device according to claim 1, characterized in that the pulse shaper contains the second and third elements And, four one-shot and RS-trigger, while the first input of the second element And is the first input of the pulse shaper, the second input of the second element And is connected to the output of the first one-shot, and the output is to the start input of the second one-shot and at the same time is the second output of the pulse shaper, the output of the second one-shot is connected to the reset input of the RS-trigger, the output of which is connected to the first input of the third element And, the second whose first input is the second input of the pulse shaper and is simultaneously connected to the start input of the third one-shot, the output of which is connected to the installation input of the RS-trigger unit, the third input of the third element And is the third input of the pulse shaper, and its output is connected to the start inputs of the first and fourth one-shots , the output of the fourth one-shot is the first output of the pulse shaper.