RU2077703C1

RU2077703C1 - Photometric analyzer

Info

Publication number: RU2077703C1
Application number: RU94045585A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Волков
Original assignee: Александр Сергеевич Волков
Priority date: 1994-12-29
Filing date: 1994-12-29
Publication date: 1997-04-20
Also published as: RU94045585A

Abstract

FIELD: optical instruments. SUBSTANCE: device has optical system, focusing lenses, light filters, light separator, tray unit, photodetector. In addition device has information processing unit, shutters which are designed as perpendicular adjacent rectangular plates, one of which is located above trays, another one is located before trays. Said plates are positioned in series along horizontal axis which is perpendicular to optical axis of device. Trays are shaped as parabola which is extended upwards. EFFECT: increased functional capabilities. 3 dwg

Description

Изобретение относится к фотометрическим устройствам и может быть использовано для исследования жидких веществ. The invention relates to photometric devices and can be used to study liquid substances.

Известны разные фотометрические устройства. Все из них, как правило, имеют источник света, фокусирующие линзы, светофильтры, кювету (кюветы), фотоприемник, блоки обработки информации. Various photometric devices are known. All of them, as a rule, have a light source, focusing lenses, light filters, a cuvette (s), a photodetector, and information processing units.

Известен целый ряд фотометрических устройств для исследования жидкостей, представляющих собой двухлучевые фотометры, по одному из каналов которых идет измерение эталонного образца, а по другому измерение исследуемой жидкости. A number of photometric devices for studying liquids are known, which are double-beam photometers, one of the channels of which measures a reference sample, and the other measures a liquid under investigation.

Например, фотометр [1] содержит источник света, фокусирующие линзы, светофильтры, зеркала для разделения светового потока, кюветы с исследуемой и эталонной жидкостями, электронную схему с фотоприемником и усилителем, выход которого через переключатель соединен с блоком задержки, подключенным ко входу логарифмического усилителя-преобразователя, выход которого, в свою очередь, через переключатели соединен с блоками задержки и умножения, подключенными к вычитающему устройству, соединенному со вторым блоком умножения. For example, a photometer [1] contains a light source, focusing lenses, light filters, mirrors for separating the light flux, cuvettes with test and reference liquids, an electronic circuit with a photodetector and amplifier, the output of which is connected via a switch to a delay unit connected to the input of a logarithmic amplifier a converter, the output of which, in turn, is connected via switches to delay and multiplication units connected to a subtractor connected to the second multiplication unit.

Несмотря на то, что предусмотрено разделение светового потока на два канала, прибор позволяет одномоментно исследовать только одну пробу, поскольку второй фотометрический канал служит для измерения эталона. Despite the fact that the separation of the light flux into two channels is provided, the device allows you to simultaneously examine only one sample, since the second photometric channel serves to measure the standard.

Наиболее близким к предлагаемому является фотометрический анализатор "FP-901 M" фирмы "Лабсистемс" (Финляндия) [2]
FP-901 M представляет собой фотометр со встроенным блоком управления и математический обработки, он одновременно измеряет девять различных проб в одном кюветном блоке.Closest to the proposed is a photometric analyzer "FP-901 M" company "Labsystems" (Finland) [2]
The FP-901 M is a photometer with an integrated control unit and mathematical processing, it simultaneously measures nine different samples in one cuvette unit.

Одним из его основных блоков является оптическая система. Она включает галогенную лампу, прерыватель, ультрафиолетовое зеркало, системы интерференционных фильтров, систему фокусирующих линз, девятигнездный блок кювет, детектор (Документация системы FP-900 фирмы "Лабсистемс"). One of its main blocks is the optical system. It includes a halogen lamp, an interrupter, an ultraviolet mirror, interference filter systems, a focusing lens system, a nine-socket cuvette unit, and a detector (Labsystems System Documentation FP-900).

Свет, испускаемый галогеновой лампой, проходит через прерыватель, интерференционный фильтр и отражается ультрафиолетовым зеркалом, поглощающим значительную часть нежелательного длинноволнового излучения. Далее световой поток входит в пучок светопроводящих волокон, которые делят свет на девять лучей и отражают их вверх. Каждый из девяти вертикальных лучей фокусируется линзой, проходит через кювету, фокусируется другой линзой и попадает на фотоприемник. The light emitted by a halogen lamp passes through a chopper, an interference filter and is reflected by an ultraviolet mirror that absorbs a significant portion of the unwanted long-wave radiation. Further, the luminous flux enters the bundle of light-conducting fibers, which divide the light into nine rays and reflect them upward. Each of the nine vertical rays is focused by a lens, passes through a cuvette, is focused by another lens and enters the photodetector.

Блок кювет помещается в кюветное отделение анализатора, своеобразный держатель (кассета или лоток), гнезда которого и их геометрия соответствуют габаритам, геометрии и профилю кювет, нижнее дно которых служит плоским оптическим окном, вокруг которого выполнен защитный ободок. The cuvette block is placed in the cuvette compartment of the analyzer, a kind of holder (cassette or tray), the slots of which and their geometry correspond to the dimensions, geometry and profile of the cuvettes, the bottom of which serves as a flat optical window around which a protective rim is made.

В блоке кювет на верхней крепящей базовой пластине предусмотрен паз, определяющий единственно правильное положение блока в кассете, и проставлена нумерация от 1 до 9. In the cell block on the upper mounting base plate, a groove is provided that determines the only correct position of the block in the cassette, and the numbering is from 1 to 9.

В кассету могут быть помещены четыре блока кювет. В ней можно проводить измерения при комнатной температуре. Имеются специальные термостатирующие кассеты, нагревающие кюветы до фиксированных температур, 30 и 37^oC.Four cuvette blocks can be placed in the cassette. It can be measured at room temperature. There are special thermostatic cassettes that heat the cuvettes to fixed temperatures, 30 and 37 ^o C.

Данный анализатор "FP-901 M" фирмы "Лабсистемс" представляет собой аналитическую систему, которая критична к комплектующим компонентам. Так например, для нормальной работы анализаторов необходимы специальные девятиканальные дозаторы, служащие для одновременного запуска реакций в девяти кюветах, специальные чашки для реактивов, блоки пробирок и пр. This Labsystems FP-901 M analyzer is an analytical system that is critical to components. For example, for the normal operation of analyzers, special nine-channel dispensers are needed that serve to simultaneously trigger reactions in nine cuvettes, special reagent cups, tube blocks, etc.

Целью изобретения является упрощение устройства при сохранении его точности. The aim of the invention is to simplify the device while maintaining its accuracy.

Сущность изобретения заключается в том, что в фотометрический анализатор, содержащий источник света, расположенные последовательно по ходу излучения фокусирующие линзы, светофильтры, делитель светового потока, кюветный блок, содержащий несколько кювет, каждая из которых имеет плоские входное и выходное окна, фотоприемник и устройство обработки информации, введены две перемещаемые шторки, примыкающие друг к другу и расположенные перпендикулярно друг относительно друга, выполненные в виде прямоугольных пластин, одна из которых расположена над кюветами, другая перед кюветами и ориентированных так, что конец одной пластины совпадает с концом другой, при этом кюветы в кюветном блоке установлены последовательно на горизонтальной оси, перпендикулярной оптической оси устройства и выполнены в виде параболы, расширяющейся кверху. The essence of the invention lies in the fact that in a photometric analyzer containing a light source, focusing lenses arranged in series along the radiation, light filters, a light flux divider, a cuvette unit containing several cuvettes, each of which has a flat input and output windows, a photodetector and a processing device information, two movable curtains are introduced, adjacent to each other and located perpendicular to each other, made in the form of rectangular plates, one of which is located ene cuvettes over the other before the cuvette and oriented so that the end of one plate coincides with the other end, the cuvette in the cuvette block are arranged in series on a horizontal axis perpendicular to the optical axis of the device and are in the form of a parabola, expanding upward.

На чертеже фиг.1 показана структурная схема устройства. The drawing of figure 1 shows the structural diagram of the device.

Устройство содержит оптическую измерительную систему 1, состоящую из источника света 2, фокусирующей линзы 3, гнезда сменных светофильтров 4, модулятора 5, пучка световодов 6, шторки 7, системы фокусирующих линз 8, блока кювет 9, системы фокусирующих линз 10, фотоприемника 11, устройство обработки информации 12 из усилителя-преобразователя 13, логарифматора 14, аналого-цифрового преобразователя 15, микропроцессора 16, блок термостата 17, блок управления 18, блок питания 19, интерфейс 20, компьютер 21. The device comprises an optical measuring system 1, consisting of a light source 2, a focusing lens 3, a socket for interchangeable light filters 4, a modulator 5, a beam of optical fibers 6, a curtain 7, a system of focusing lenses 8, a unit of ditches 9, a system of focusing lenses 10, a photodetector 11, a device processing information 12 from an amplifier-converter 13, a logarithm 14, an analog-to-digital converter 15, a microprocessor 16, a thermostat block 17, a control unit 18, a power supply 19, an interface 20, a computer 21.

Источник света 2 оптической системы представляет собой галогеновую лампу. Модулятор 5 состоит из электромотора и диска с несколькими прорезями. Пучок световодов 6 с несколькими разветвлениями. На входе в кюветное отделение 9 предусмотрена система фокусирующих линз 8, на выходе из него стоят фокусирующие линзы 10. The light source 2 of the optical system is a halogen lamp. Modulator 5 consists of an electric motor and a disk with several slots. A bunch of optical fibers 6 with several branches. At the entrance to the cell compartment 9, a system of focusing lenses 8 is provided, at the exit of it there are focusing lenses 10.

Неотъемлемой частью предлагаемого фотометрического анализатора является блок кювет 9 (фиг.2), выполненный специальным образом. Он представляет собой горизонтальный вытянутый ряд ячеек особой конфигурации, мягкой округлой формы, соединенных сверху скрепляющей манжетой 22 в виде горизонтальной полоски, в начале которой имеется выступающая метка-ограничитель 23, которая показывает последовательность слежения за отсчетом анализируемых проб. Каждая из ячеек 24 кюветной полоски имеет плоские поверхности 25, образующие профиль кюветы параболической формы и вход 26. Это позволяет обеспечить более равномерное перемешивание исследуемых жидкостей, без использования других средств и приспособлений, и позволяет сохранить все преимущества плоских кювет. Охватывая поверхность каждой кюветы в отдельности, проходит поясок 27, предохраняющий от повреждений и царапин зону в нижней части плоской поверхности, условно называемой фотометрическим окном 28. An integral part of the proposed photometric analyzer is a block of cuvette 9 (figure 2), made in a special way. It is a horizontal elongated row of cells of a special configuration, soft round in shape, connected on top by a fastening cuff 22 in the form of a horizontal strip, at the beginning of which there is a protruding stop mark 23, which shows the sequence of tracking the counting of the analyzed samples. Each of the cells 24 of the cuvette strip has flat surfaces 25 forming the parabolic shape of the cuvette and the inlet 26. This allows more uniform mixing of the studied liquids, without the use of other means and devices, and allows you to save all the advantages of flat cuvettes. Covering the surface of each cuvette individually, a belt 27 passes, protecting from damage and scratches the area in the lower part of the flat surface, conventionally called the photometric window 28.

В кюветном отделении имеются фотометрические шторки 7 (фиг.3), служащие для того, чтобы произвести разделение запуска реакций в различных кюветах, используя одноканальные дозаторы, и сделать условия проведения исследования более достоверными. Они представляют собой две пластины, соединенные перпендикулярно друг с другом. Ориентация верхней пластины 29 выполнена с возможностью движения над манжетой, скрепляющей сверху кюветные ячейки, поочередно перекрывая входы в ячейки. Боковая пластина 30 фотометрический шторки выполнена с возможностью движения в другой плоскости плоскости, например, лицевой стороны кюветного блока. Ориентация пластин друг относительно друга дополняется тем, что конец лежащей сверху пластины совпадает с началом вертикально расположенной пластины, движущейся вдоль, например, лицевой поверхности. При этом верхняя пластина закрывает (открывает) вход в кювету, а в этот момент лицевая пластина открывает (закрывает) фотометрическое окно этой же кюветы. In the cuvette compartment there are photometric shutters 7 (Fig. 3), which serve to separate the triggering of reactions in different cuvettes using single-channel dispensers and make the conditions of the study more reliable. They are two plates connected perpendicular to each other. The orientation of the upper plate 29 is made with the possibility of movement over the cuff, fastening the cuvette cells from above, sequentially blocking the entrances to the cells. The photometric curtain side plate 30 is configured to move in another plane of the plane, for example, the front side of the cuvette block. The orientation of the plates relative to each other is complemented by the fact that the end of the plate lying on top coincides with the beginning of a vertically located plate moving along, for example, the front surface. In this case, the upper plate closes (opens) the entrance to the cell, and at this moment the front plate opens (closes) the photometric window of the same cell.

Шторки закреплены, например, на верхней панели прибора и перемещаются по направляющим. Кюветное отделение соответствует кюветной полоске и имеет систему термостатирования с использованием эффекта Пельтье. The shutters are fixed, for example, on the top panel of the device and move along the guides. The cuvette compartment corresponds to the cuvette strip and has a temperature control system using the Peltier effect.

Фотоприемники 10, количество которых соответствует числу ячеек кюветного блока, в устройстве могут быть выполнены как светодиоды или как фотоэлементы. Они соединяются с усилителями-преобразователями, состоящими из микросхем, конденсаторов и резисторов. Photodetectors 10, the number of which corresponds to the number of cells of the cuvette block, in the device can be made as LEDs or as photocells. They are connected to amplifiers-converters, consisting of microcircuits, capacitors and resistors.

Блок термостата 17 включает в себя профильные ячейки, соответствующие форме кюветной полоски, систему контроля и поддержания температуры (+30^oС, +37^oС).The thermostat block 17 includes profile cells corresponding to the shape of the cuvette strip, a temperature control and maintenance system (+30 ^o С, +37 ^o С).

Технико-экономический эффект изобретения заключается в упрощении фотометрического анализатора, следовательно, в снижении стоимости его изготовления. Другое достоинство заявляемого анализатора возможность совмещения с ним простого оснащения в виде несложных одноканальных пипеточных дозаторов. The technical and economic effect of the invention is to simplify the photometric analyzer, therefore, to reduce the cost of its manufacture. Another advantage of the inventive analyzer is the ability to combine with it simple equipment in the form of simple single-channel pipette dispensers.

Это позволяет дополнительно снизить стоимость работ с ним, без снижения точности результатов, а форма кювет позволяет снизить расход реактивов. This allows you to further reduce the cost of working with it, without compromising the accuracy of the results, and the shape of the ditch allows you to reduce the consumption of reagents.

Claims

1 Photometric analyzer containing a light source, focusing lenses arranged in series along the radiation, light filters, a light flux divider, a cuvette unit containing several cuvettes, each of which has a flat input and output window, a photodetector and an information processing device, characterized in that it introduced two movable curtains adjacent to each other and located perpendicular to each other, made in the form of rectangular plates, one of which is located above the cuvettes And the other cuvette before and oriented so that the end of one plate coincides with the other end, the cuvette in the cuvette block are arranged in series on a horizontal axis perpendicular to the optical axis of the device, and are in the form of a parabola, expanding upward.