RU2154260C1 - Photocolorimeter-reflectometer - Google Patents

Photocolorimeter-reflectometer Download PDF

Info

Publication number
RU2154260C1
RU2154260C1 RU99103750A RU99103750A RU2154260C1 RU 2154260 C1 RU2154260 C1 RU 2154260C1 RU 99103750 A RU99103750 A RU 99103750A RU 99103750 A RU99103750 A RU 99103750A RU 2154260 C1 RU2154260 C1 RU 2154260C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reflectometer
photocolorimeter
photodetectors
working
light
Prior art date
Application number
RU99103750A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.Л. Шишкин
Original Assignee
Домогатский Сергей Петрович
Шишкин Юрий Леонидович
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 Домогатский Сергей Петрович, Шишкин Юрий Леонидович filed Critical Домогатский Сергей Петрович
Priority to RU99103750A priority Critical patent/RU2154260C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2154260C1 publication Critical patent/RU2154260C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

FIELD: instrument methods of chemical analysis, applicable for photometric measurement of colored and turbid solutions, colored and gray surfaces. SUBSTANCE: photocolorimeter- reflectometer has two optopairs containing radiation sources - light emitting diodes and photodetectors connected in differential circuit and forming two optical channels. One of the channels is made as a reflection channel and makes up the reflectometer. The light-emitting diodes and photodetectors in the channels are located at an angle providing for the maximum getting of radiation reflected from the sample under analysis onto the photodetector. The instrument is provided with replaceable attachments for operation with gaseous, liquid and solid samples. EFFECT: simplified measuring circuit, enhanced sensitivity of measurements and capability of operation with liquid and gaseous media. 5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к инструментальным методам химического анализа и предназначено для фотометрирования окрашенных и мутных растворов и окрашенных и серых поверхностей. The invention relates to instrumental methods of chemical analysis and is intended for photometry of painted and turbid solutions and painted and gray surfaces.

Известны фотоколориметры и рефлектометры, работающие в видимой области спектра и предназначенные для фотометрирования окрашенных и мутных растворов и окрашенных и серых поверхностей [1]. Known photocolorimeters and reflectometers operating in the visible region of the spectrum and designed for photometry of colored and cloudy solutions and painted and gray surfaces [1].

Наиболее близким к изобретению является портативный колориметр-рефлектометр [2], состоящий из двух оптопар, включенных по дифференциальной схеме и образующих два оптических канала. Известный прибор измеряет коэффициент отражения цветового пятна реактивной индикаторной бумаги (РИБ), обрабатывает результаты измерений по заданному алгоритму и выдает концентрацию (в мг/мл) на табло прибора. РИБ-тест представляет собой полоску индикаторной бумаги шириной 10 мм и толщиной 0,2-0,5 мм с несмываемым реагентом-индикатором. Прибор состоит из фотометрического датчика, пульта отображения и обработки информации и блока питания. Фотометрический датчик выполнен в виде корпуса с откидной крышкой, под которой находится отверстие для выхода лучей излучателя, над которым размещается РИБ. Фотометрический датчик содержит фотометрическую ячейку с источниками оптического излучения (светодиоды), фотоприемники отраженного сигнала (фотодиоды) и электронное устройство преобразования фототока в напряжение до необходимого для измерения в амплитудно-цифровом преобразователе (АЦП) пульта, прибора. Closest to the invention is a portable colorimeter-reflectometer [2], consisting of two optocouplers included in a differential circuit and forming two optical channels. A known device measures the reflection coefficient of the color spot of reactive indicator paper (RIB), processes the measurement results according to a predetermined algorithm, and provides a concentration (in mg / ml) on the display of the device. RIB-test is a strip of indicator paper 10 mm wide and 0.2-0.5 mm thick with indelible indicator reagent. The device consists of a photometric sensor, a display and information processing console and a power supply. The photometric sensor is made in the form of a housing with a hinged lid, under which there is an opening for the exit of the emitter's rays, above which the RIB is located. A photometric sensor contains a photometric cell with optical radiation sources (LEDs), reflected photodetectors (photodiodes), and an electronic device for converting the photocurrent to voltage to the panel and device required for measuring in the amplitude-to-digital converter (ADC).

Недостатком известного прибора является сложность измерительной схемы и невозможность работы с жидкими и газообразными образцами. A disadvantage of the known device is the complexity of the measuring circuit and the inability to work with liquid and gaseous samples.

Технический результат изобретения заключается в устранении указанных недостатков, а именно в упрощении измерительной схемы, повышении чувствительности измерений и обеспечении работы с жидкими и газообразными средами. The technical result of the invention is to eliminate these drawbacks, namely, to simplify the measuring circuit, increase the sensitivity of the measurements and ensure work with liquid and gaseous media.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном фотоколориметре-рефлектометре, включающем две оптопары, содержащие источники излучения - светодиоды и фотоприемники, включенные по дифференциальной схеме и образующие два оптических канала, один из каналов выполнен как канал отражения и образует рефлектометр, в котором продольная ось фотоприемника расположена под углом 2α к продольной оси источника излучения, при этом источник излучения установлен так, что расстояние "r" от центра торца источника излучения до центра светового пятна на исследуемой поверхности удовлетворяет соотношению r = (d/2+a)ctgα, где d - ширина светового пучка источника излучения, а - кратчайшее расстояние от торца светодиода до точки пересечения перпендикуляра к исследуемой поверхности в центре светового пятна с плоскостью, в которой расположен торец световода, α - угол между направлением распространения излучения и перпендикуляром к исследуемой поверхности, в качестве источников излучения использованы светодиоды с силой света не менее 0,4 кд, а в качестве фотоприемников - фототранзисторы, образующие вместе со светодиодами два плеча мостовой измерительной схемы, при этом рефлектометр снабжен сменными приставками для работы с твердыми, жидкими и газообразными средами. The specified technical result is achieved by the fact that in the known photocolorimeter-reflectometer, including two optocouplers containing radiation sources - LEDs and photodetectors included in the differential circuit and forming two optical channels, one of the channels is made as a reflection channel and forms a reflectometer in which the longitudinal axis the photodetector is located at an angle of 2α to the longitudinal axis of the radiation source, while the radiation source is set so that the distance "r" from the center of the end face of the radiation source to the center of the light of the spot on the surface under study satisfies the relation r = (d / 2 + a) ctgα, where d is the width of the light beam of the radiation source, and is the shortest distance from the end of the LED to the point of intersection of the perpendicular to the surface under study at the center of the light spot with the plane in which the end of the fiber is located, α is the angle between the direction of radiation propagation and the perpendicular to the surface under study, light emitting diodes with a light intensity of at least 0.4 cd are used, and phototransistors are used as photodetectors, forming together with the LEDs two arms of the bridge measuring circuit, while the OTDR is equipped with interchangeable attachments for working with solid, liquid and gaseous media.

При работе с твердотельными сенсорными элементами приставка выполнена в виде крышки с дном из материала со стандартной отражательной способностью. When working with solid-state sensor elements, the prefix is made in the form of a cover with a bottom made of a material with standard reflectivity.

При работе с жидкими средами приставка выполнена в виде кюветы с прозрачным дном, снабженной световым отражателем в виде крышки, имеющей зеркальное покрытие. When working with liquid media, the prefix is made in the form of a cuvette with a transparent bottom, equipped with a light reflector in the form of a cover having a mirror coating.

При работе с газообразными средами приставка выполнена в виде цилиндрической кюветы, содержащей пленку с газочувствительным индикаторным покрытием, при этом кювета снабжена отражателем в виде крышки с зеркальным покрытием и отверстиями для подачи и отвода газа. When working with gaseous media, the prefix is made in the form of a cylindrical cuvette containing a film with a gas-sensitive indicator coating, while the cuvette is equipped with a reflector in the form of a cover with a mirror coating and holes for supplying and discharging gas.

Насадка для жидких сред имеет вид цилиндрической кюветы с прозрачным дном высотой 10-12 мм и внутренним диаметром 8 мм. Нижняя часть кюветы имеет посадочное углубление для фиксации ее на головке рефлектометра, а верхняя часть - посадочный выступ для крышки с зеркальным покрытием. Излучение светодиода, прошедшее через прозрачное дно кюветы и жидкий образец, отразившись от зеркального покрытия крышки, возвращается обратно и падает на фотоприемник, расположенный рядом со светодиодом, что позволяет вдвое увеличить оптический путь лучей и тем самым повысить чувствительность измерений. Эта насадка может также использоваться при работе с порошками и мягкими пористыми телами, покрытыми индикаторными составами, как в сухом виде, так и непосредственно в испытуемом растворе в момент проведения аналитических определений. The nozzle for liquid media has the form of a cylindrical cell with a transparent bottom with a height of 10-12 mm and an inner diameter of 8 mm. The lower part of the cuvette has a landing recess for fixing it on the OTDR head, and the upper part has a landing protrusion for the cover with a mirror coating. The LED radiation passing through the transparent bottom of the cuvette and the liquid sample, reflected from the mirror coating of the lid, returns and falls on the photodetector located next to the LED, which allows to double the optical path of the rays and thereby increase the sensitivity of measurements. This nozzle can also be used when working with powders and soft porous bodies coated with indicator compounds, both in dry form and directly in the test solution at the time of analytical determination.

Насадка для работы с пористыми и твердыми образцами (бумажными индикаторными полосками) имеет вид крышки, плотно до упора надеваемой на головку рефлектометра, при этом дно крышки покрывается составом со стандартной отражательной способностью, например бумагой определенного сорта и белизны. The nozzle for working with porous and solid samples (paper indicator strips) has the form of a cover tightly put on the reflectometer head until it stops, while the bottom of the cover is covered with a composition with standard reflectivity, for example, paper of a certain grade and whiteness.

Насадка для работы с газами имеет вид цилиндрической кюветы с прозрачным дном и зеркальной крышкой, в которой роль образца выполняет пленка из прозрачного материала с нанесенным на пленку газочувствительным индикаторным составом, меняющим свои оптические свойства в результате взаимодействия с исследуемым газом. Излучение светодиода проходит через пленку и попадает на фотоприемник, отразившись от зеркального дна крышки кюветы. Преимуществом этой конструкции является удвоенный оптический путь лучей, а также возможность двустороннего покрытия пленки газочувствительным составом, что значительно повышает чувствительность прибора. Дальнейшее повышение чувствительности может быть достигнуто за счет использования двух и более рядом расположенных пленок. Для повышения быстродействия проведения измерений за счет улучшения условий диффузии газа кювета может быть снабжена боковыми отверстиями, а пленка перфорирована по окружности (вне пути распространения оптических лучей). The nozzle for working with gases has the form of a cylindrical cell with a transparent bottom and a mirror cover, in which the role of the sample is played by a film of a transparent material with a gas-sensitive indicator composition deposited on the film, changing its optical properties as a result of interaction with the test gas. The LED radiation passes through the film and enters the photodetector, reflected from the mirror bottom of the cell cover. The advantage of this design is the double optical path of the rays, as well as the possibility of two-sided coating of the film with a gas-sensitive composition, which significantly increases the sensitivity of the device. A further increase in sensitivity can be achieved through the use of two or more adjacent films. To increase the speed of measurements by improving the diffusion conditions of the gas, the cuvette can be equipped with side holes, and the film is perforated around the circumference (outside the path of propagation of optical rays).

Для повышения чувствительности прибора и упрощения его конструкции в качестве источников излучения использованы светодиоды с силой света не менее 0,4 кд, а в качестве фотоприемников - фототранзисторы, которые не только регистрируют, но и одновременно усиливают полезный сигнал. Это позволяет не вводить в схему элементов усиления сигнала с сопутствующими им элементами питания, регулирования и т.п. Для повышения стабильности показаний прибора использована мостовая схема включения фототранзисторов, при которой последние образуют два плеча моста и, таким образом, работают в противофазе, гася случайные колебания в работе схемы и выделяя на их фоне полезный сигнал. Использование ярких и сверхъярких светодиодов позволяет также свести к минимуму влияние паразитной засветки фотоприемников, поскольку свет от светодиодов оказывается значительно более ярким по сравнению со светом от внешних источников. To increase the sensitivity of the device and simplify its design, LEDs with a light intensity of at least 0.4 cd were used as radiation sources, and photo transistors were used as photodetectors, which not only register but also amplify the useful signal. This makes it possible not to introduce signal amplification elements with associated power, regulation, etc. elements into the circuit. To increase the stability of the readings of the device, a bridge phototransistor switching circuit was used, in which the latter form two shoulders of the bridge and, thus, work in antiphase, damping random fluctuations in the operation of the circuit and highlighting a useful signal against them. The use of bright and super-bright LEDs also allows minimizing the influence of spurious illumination of photodetectors, since the light from the LEDs is much brighter compared to light from external sources.

Существенное повышение чувствительности измерений достигается за счет оптимального размещения светодиода и фотоприемника относительно фотометрируемой поверхности. Оптимальным размещением является такое, при котором фотоприемник находится на минимально возможном расстоянии от поверхности, а большая часть отраженного излучения попадает на его светочувствительную площадку. A significant increase in the measurement sensitivity is achieved due to the optimal placement of the LED and photodetector relative to the photometric surface. The optimal placement is one in which the photodetector is at the minimum possible distance from the surface, and most of the reflected radiation falls on its photosensitive area.

На фиг. 1 приведено схематическое изображение прибора. Несколько колориметров 1 в виде трубок диаметром 1,6 см и длиной 10 см закреплены в вертикальном положении рядом друг с другом на задней стенке 2 футляра с откидной крышкой. Верхний конец трубки - головка рефлектометра выступает на 0,5-1 см над стенкой для возможности размещения на ней сменной приставки-насадки 3. Нижний конец трубки снабжен 5-штырьковым разъемом для подключения колориметра к блоку питания 4, который в свою очередь подключен к измерительному прибору - милливольтметру 5. В нижней части трубки имеется прорезь-гнездо 6 для кюветы или ширмы. С помощью переключателя 7 можно выбрать светодиод с определенной длиной волны (два светодиода в каждом колориметре). В представленном варианте с четырьмя трубками имеется набор светодиодов с длинами волн 450, 470, 520, 565, 590, 625, 660 и 880 нм, что позволяет снимать спектры пропускания и отражения в видимой области спектра жидких и твердых образцов. In FIG. 1 is a schematic illustration of a device. Several colorimeters 1 in the form of tubes with a diameter of 1.6 cm and a length of 10 cm are mounted in a vertical position next to each other on the back wall of the 2 case with a hinged lid. The upper end of the tube — the head of the OTDR protrudes 0.5–1 cm above the wall to accommodate a removable set-top box 3. The lower end of the tube is equipped with a 5-pin connector for connecting the colorimeter to power supply 4, which in turn is connected to the measuring unit instrument - millivoltmeter 5. At the bottom of the tube there is a slot-slot 6 for a cell or screen. Using switch 7, you can select an LED with a specific wavelength (two LEDs in each colorimeter). In the presented version with four tubes, there is a set of LEDs with wavelengths of 450, 470, 520, 565, 590, 625, 660 and 880 nm, which allows you to record transmission and reflection spectra in the visible region of the spectrum of liquid and solid samples.

На фиг. 2 приведена оптимальная схема размещения источника излучения и фотоприемника относительно друг друга и отражательной поверхности. Из схемы видно, что для наиболее полного попадания отраженных лучей на фотоприемник последний должен быть зеркально симметричен источнику излучения относительно перпендикуляра к поверхности, исходящего из центра светового пятна на поверхности. Второе условие состоит в том, чтобы световое пятно от источника и мнимое пятно от фотоприемника совпадали, т.е. крайние лучи от них пересекались на границах светового пятна. Исходя из указанных условий можно получить уравнение для расстояния r = (a+d/2)ctgα.
В случае расходящегося пучка лучей выгодно уменьшить расстояние r для повышения чувствительности измерений, что можно достичь за счет сближения источника излучения и фотоприемника (т.е. а=0) и увеличения угла зеркального отражения (но не выше 45o). Минимально возможным может быть r=d/2.
In FIG. Figure 2 shows the optimal arrangement of the radiation source and the photodetector relative to each other and the reflective surface. It can be seen from the diagram that for the most complete reflection of the reflected rays on the photodetector, the latter must be mirror symmetric to the radiation source relative to the perpendicular to the surface, emanating from the center of the light spot on the surface. The second condition is that the light spot from the source and the imaginary spot from the photodetector coincide, i.e. the extreme rays from them intersected at the boundaries of the light spot. Based on these conditions, we can obtain an equation for the distance r = (a + d / 2) ctgα.
In the case of a divergent beam of rays, it is advantageous to reduce the distance r to increase the measurement sensitivity, which can be achieved by converging the radiation source and the photodetector (i.e., a = 0) and increasing the angle of specular reflection (but not higher than 45 o ). The minimum possible may be r = d / 2.

Порядок работы с прибором. The procedure for working with the device.

В разъем соединительного кабеля вставляется световая трубка с нужным светодиодом и включается питание тумблером на блоке питания. При этом загораются светодиоды обоих оптических каналов (оптронов). A light tube with the desired LED is inserted into the connector of the connecting cable and the power is turned on by the toggle switch on the power supply. In this case, the LEDs of both optical channels (optocouplers) light up.

При работе в режиме пропускания свободный конец трубки(колориметр) закрывается крышкой с зеркальным покрытием. Кювета заполняется раствором и вставляется в гнездо. Перед началом измерений следует установить величину темнового значения A1 прибора, для чего канал пропускания (гнездо-щель) перекрывается ширмой из непрозрачной (черной) бумаги. Отмечается показание прибора A1. Затем вставляется кювета с чистым раствором (например, водой) и отмечается показание прибора A2. Разность A2 - A1 служит мерой полного светового потока, падающего на фотоприемник в отсутствие поглощающего вещества в растворе. When operating in transmission mode, the free end of the tube (colorimeter) is closed with a mirror-coated lid. The cuvette is filled with solution and inserted into the nest. Before starting the measurements, it is necessary to set the value of the dark value A1 of the device, for which the transmission channel (slot-slot) is blocked by a screen of opaque (black) paper. The reading of A1 is noted. Then a cuvette with a clean solution (for example, water) is inserted and the reading of instrument A2 is noted. The difference A2 - A1 is a measure of the total light flux incident on the photodetector in the absence of an absorbing substance in the solution.

Чистый раствор в кювете замещается на исследуемый и отмечается показание прибора A. Расчет концентрации вещества в растворе C ведут по формуле
Log{(A2-A1)/(A-A1)}=kC,
где k - константа прибора для данного раствора, находимая путем калибровки прибора по растворам с известными концентрациями.
The clean solution in the cuvette is replaced by the test one and the reading of instrument A is noted. Calculation of the concentration of the substance in solution C is carried out according to the formula
Log {(A2-A1) / (A-A1)} = kC,
where k is the instrument constant for a given solution, found by calibrating the instrument against solutions with known concentrations.

При работе в режиме рефлектометра в гнездо-щель вставляется пустая кювета с полупрозрачной ширмой (полоской бумаги), при этом меняя степень затенения канала, выводят показания прибора в нужный диапазон значений (не превышающих ± 1500 мВ при открытом конце трубки, прижатом к белому листу бумаги). When operating in the OTDR mode, an empty cuvette with a translucent screen (strip of paper) is inserted into the slot-slot, while changing the degree of shadowing of the channel, the instrument readings are output to the desired range of values (not exceeding ± 1500 mV with the open end of the tube pressed against a white sheet of paper )

Темновое значение A1 находят, закрывая свободный конец трубки чехлом из черной бумаги. Значение A2 получают, прижимая рефлектометр к стандартной рассеивающей поверхности, относительно которой измеряется отражение образца (обычно белая бумага или подложка-носитель). Разность A2-A1 служит мерой полного светового потока, отраженного поверхностью в отсутствие поглощающего вещества (цветового пятна) на поверхности. Коэффициент отражения R находят по формуле
R=(A-A1)/(A2-A1),
где A - значение измерительного прибора, соответствующее текущему измерению.
The dark value A1 is found by covering the free end of the tube with a case of black paper. The value A2 is obtained by pressing the OTDR to a standard scattering surface, against which the reflection of the sample is measured (usually white paper or a carrier substrate). The difference A2-A1 is a measure of the total luminous flux reflected by the surface in the absence of an absorbing substance (color spot) on the surface. The reflection coefficient R is found by the formula
R = (A-A1) / (A2-A1),
where A is the value of the measuring device corresponding to the current measurement.

При работе с насадкой для жидких сред значение максимального отражения A2 находят, заполнив кювету чистым раствором заданного объема и закрыв кювету крышкой с зеркальным покрытием. When working with a nozzle for liquid media, the maximum reflection value A2 is found by filling the cuvette with a clean solution of a given volume and closing the cuvette with a mirror-coated lid.

Пример 1. Измерение оптической плотности окрашенных растворов с использованием кюветы для жидких сред осуществляли путем фотометрирования растворов хромогенов, широко используемых в иммуноанализе: продуктов пероксидазного окисления ортофенилендиамина (ОФД) и 2,2-азино-бис(3-этилбензтиазолин-6-сульфоновой кислоты) (АБТС) с максимумами поглощения при 490 и 405 нм соответственно. Example 1. The measurement of the optical density of colored solutions using a cell for liquids was carried out by photometry of solutions of chromogens widely used in immunoassay: products of peroxidase oxidation of orthophenylenediamine (RPD) and 2,2-azino-bis (3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonic acid) (ABTS) with absorption maxima at 490 and 405 nm, respectively.

Параллельно те же растворы фотометрировали на промышленном приборе - фотометре фирмы Shimadzu. In parallel, the same solutions were photometric on an industrial instrument - a Shimadzu photometer.

Раствор окисленного ОФД с концентрацией 0,4 мг/л последовательно разбавляли с шагом 2 и определяли ОП полученных растворов на длине волны 470 нм. Полученные данные в виде графиков зависимости ОП от разведения приведены на фиг. 3. Здесь же приведены соответствующие кривые для прибора Shimadzu. A solution of oxidized CRF with a concentration of 0.4 mg / L was successively diluted in step 2 and the OD of the resulting solutions was determined at a wavelength of 470 nm. The data obtained in the form of graphs of the dependence of OD on dilution are shown in FIG. 3. The corresponding curves for the Shimadzu are also shown here.

Из фиг. 3 видно, что оба прибора дают в целом совпадающие результаты при условии совпадения длин волн и толщины фотометрируемого слоя раствора (1 см). Коэффициент корреляции между кривыми для длин волн 470 нм составляет 0,9994 в области ОП не выше 1. From FIG. Figure 3 shows that both devices give generally identical results provided that the wavelengths and the thickness of the photometric layer of the solution (1 cm) coincide. The correlation coefficient between the curves for wavelengths of 470 nm is 0.9994 in the OD region not higher than 1.

Пример 2. Снятие спектров отражения с использованием приставки к рефлектометру в виде крышки с дном из материала со стандартной отражательной способностью. Example 2. The recording of reflection spectra using the attachment to the OTDR in the form of a cover with a bottom made of a material with standard reflectivity.

Прибор позволяет определять относительные коэффициенты отражения исследуемых материалов, при этом в начале работы следует найти так называемый полный световой поток от стандартной поверхности, относительно которой будут проводиться дальнейшие измерения. В качестве стандартной можно выбрать любую поверхность с заданными или известными свойствами, например заданной (известной) белизны, заданными спектральными характеристиками и т.п. The device allows you to determine the relative reflection coefficients of the investigated materials, while at the beginning of the work you should find the so-called total light flux from the standard surface, relative to which further measurements will be carried out. As a standard, you can choose any surface with specified or known properties, for example a given (known) whiteness, specified spectral characteristics, etc.

После этого измеряется поток, отраженный от исследуемого объекта, и находится его отношение к полному световому потоку - коэффициент отражения R. After that, the flux reflected from the object under study is measured, and its relation to the total luminous flux is determined - the reflection coefficient R.

На фиг. 4 приведены графики зависимости коэффициента отражения от длины волны для четырех поверхностей разного цвета - пурпурно-красного (а), желтого с зеленым (b), голубого с зеленым (с) и голубого (d). Фиг. 4 заимствованa из [3]. здесь же приведены кривые, полученные с помощью предлагаемого прибора путем фотометрирования приведенных на фиг. 4 цветных квадратов (точки на длинах волн 430, 470, 525, 565, 590, 625, 660 нм). Как видно из фиг. 4, все экспериментальные кривые смещены вверх от кривых оригинала [3] при сохранении в целом их формы, что можно считать хорошим совпадением полученных на приборе данных с данными [3]. Систематическое завышение экспериментальных значений коэффициента отражения на всех исследованных длинах волн можно объяснить выцветанием типографской краски на рисунке оригинала за 50 лет его хранения в библиотеке, приведшее к возрастанию коэффициента отражения цветных квадратов на фиг. 4. In FIG. Figure 4 shows graphs of the reflection coefficient versus wavelength for four surfaces of different colors - magenta (a), yellow with green (b), blue with green (c) and blue (d). FIG. 4 is borrowed from [3]. The curves obtained using the proposed device by photometric measurements of FIG. 4 colored squares (points at wavelengths of 430, 470, 525, 565, 590, 625, 660 nm). As can be seen from FIG. 4, all experimental curves are shifted upward from the curves of the original [3] while maintaining their shape as a whole, which can be considered good agreement between the data obtained on the device and the data [3]. The systematic overestimation of the experimental values of the reflection coefficient at all the studied wavelengths can be explained by the fading of the printing ink in the original drawing over 50 years of its storage in the library, which led to an increase in the reflection coefficient of the colored squares in FIG. 4.

Источники информации
1. Заявка ФРГ N 2313528, G 01 J 3/46, 1981.
Sources of information
1. The application of Germany N 2313528, G 01 J 3/46, 1981.

2. Паспорт, техническое описание и инструкция по эксплуатации Колориметра-рефлектометра фирмы КОСТИП "Мультиэкотест", 1995. 2. Passport, technical description and operating instructions for colorimeter-reflectometer of the company KOSTIP "Multiekotest", 1995.

3. Analytical Absorption Spectroscopy, ed. by M.G. Mellon, N.Y. JOHN Wiley & Sons, Inc., 1950. 3. Analytical Absorption Spectroscopy, ed. by M.G. Mellon, N.Y. JOHN Wiley & Sons, Inc., 1950.

Claims (5)

1. Фотоколориметр-рефлектометр, включающий две оптопары, содержащие источники излучения - светодиоды и фотоприемники, включенные по дифференциальной схеме и образующие два оптических канала, отличающийся тем, что один из каналов выполнен как канал отражения и образует рефлектометр, в котором продольная ось фотоприемника расположена под углом 2α к продольной оси источника излучения, при этом источник излучения установлен так, что расстояние r от центра торца источника излучения до центра светового пятна на исследуемой поверхности удовлетворяет соотношению r = (d/2+a)ctgα, где d - ширина светового пучка источника излучения; a - кратчайшее расстояние от торца светодиода до точки пересечения перпендикуляра к исследуемой поверхности в центре светового пятна с плоскостью, в которой расположен торец светодиода; α - угол между направлением распространения излучения и перпендикуляром к исследуемой поверхности, в качестве источников излучения использованы светодиоды с силой света не менее 0,4 кандел, а в качестве фотоприемников - фототранзисторы, образующие вместе со светодиодами два плеча мостовой измерительной схемы, при этом рефлектометр снабжен сменными приставками для работы с твердыми, жидкими и газообразными средами. 1. A photocolorimeter-reflectometer, including two optocouplers containing radiation sources - LEDs and photodetectors, included in a differential circuit and forming two optical channels, characterized in that one of the channels is made as a reflection channel and forms a reflectometer in which the longitudinal axis of the photodetector is located under angle 2α to the longitudinal axis of the radiation source, while the radiation source is set so that the distance r from the center of the end face of the radiation source to the center of the light spot on the surface under study satisfies isfies ratio r = (d / 2 + a) ctgα, where d - light beam width of the radiation source; a is the shortest distance from the end of the LED to the point of intersection of the perpendicular to the surface under study at the center of the light spot with the plane in which the end of the LED is located; α is the angle between the direction of radiation propagation and the perpendicular to the surface under study, light emitting diodes with a luminous intensity of at least 0.4 candela are used, and photodetectors are used as photodetectors, which together with the LEDs form two arms of the bridge measurement circuit, while the reflectometer is equipped with interchangeable attachments for working with solid, liquid and gaseous media. 2. Фотоколориметр-рефлектометр по п.1, отличающийся тем, что светодиод и фотоприемник в канале отражения расположены зеркально симметрично. 2. The photocolorimeter-reflectometer according to claim 1, characterized in that the LED and the photodetector in the reflection channel are located mirror symmetrically. 3. Фотоколориметр-рефлектометр по п.1, отличающийся тем, что при работе с твердотельными сенсорными элементами приставка выполнена в виде крышки с дном из материала со стандартной отражательной способностью. 3. The photocolorimeter-reflectometer according to claim 1, characterized in that when working with solid-state sensor elements, the prefix is made in the form of a cover with a bottom made of a material with standard reflectivity. 4. Фотоколориметр-рефлектометр по п.1, отличающийся тем, что при работе с жидкими средами приставка выполнена в виде кюветы с прозрачным дном, снабженной световым отражателем в виде крышки, имеющей зеркальное покрытие. 4. Photocolorimeter-reflectometer according to claim 1, characterized in that when working with liquid media, the prefix is made in the form of a cuvette with a transparent bottom, equipped with a light reflector in the form of a cover having a mirror coating. 5. Фотоколориметр-рефлектометр по п.1, отличающийся тем, что при работе с газообразными средами приставка выполнена в виде цилиндрической кюветы, содержащей пленку с газочувствительным индикаторным покрытием, при этом кювета снабжена отражетелем в виде крышки с зеркальным покрытием и отверстиями для подачи и отвода газа. 5. The photocolorimeter-reflectometer according to claim 1, characterized in that when working with gaseous media, the prefix is made in the form of a cylindrical cell containing a film with a gas-sensitive indicator coating, the cell being equipped with a reflector in the form of a cover with a mirror coating and holes for supply and exhaust gas.
RU99103750A 1999-02-24 1999-02-24 Photocolorimeter-reflectometer RU2154260C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99103750A RU2154260C1 (en) 1999-02-24 1999-02-24 Photocolorimeter-reflectometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99103750A RU2154260C1 (en) 1999-02-24 1999-02-24 Photocolorimeter-reflectometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2154260C1 true RU2154260C1 (en) 2000-08-10

Family

ID=20216350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99103750A RU2154260C1 (en) 1999-02-24 1999-02-24 Photocolorimeter-reflectometer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2154260C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МУЛЬТИЭКОТЕСТ. Рефлексометр-колориметр. Паспорт. Техническое описание. Инструкция по эксплуатации. КНЖГ 414212 001 ПС, 1995. *
Мухитдинов М., Мусаев Э.С. Светоизлучающие диоды и их применение. - М.: Радио и связь, 1987, с. 33 - 44. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1078641A (en) Pulsed light colorimeter
EP0737308B1 (en) Optical sensor for detection of chemical species
US7283245B2 (en) Handheld device with a disposable element for chemical analysis of multiple analytes
KR100242670B1 (en) Method and device for spectral remission and transmission measurement
KR920704126A (en) Measurement method of color reaction by monitor of fluorescence change
Tymecki et al. Paired emitter detector diode (PEDD)-based photometry–an alternative approach
JP2006526778A (en) Read head for optical inspection equipment
JPS6112210B2 (en)
CA2019015C (en) Optical read system and immunoassay method
JPH022097B2 (en)
Wolfbeis Capillary waveguide sensors
CN109632753A (en) A kind of portable absorbance measuring device and its method
JP2002243550A (en) Optical characteristic measuring device
JPH01253634A (en) Reflection density measuring apparatus
KR890005498A (en) Spectrophotometer
RU2154260C1 (en) Photocolorimeter-reflectometer
GB2200987A (en) Ultraviolet radiation detector
WO2005100955A1 (en) Method and apparatus for determining the absorption of weakly absorbing and/or scattering liquid samples
US3506359A (en) Apparatus for measuring light absorption of a sample
Lu A dual-wavelength method using the BDJ detector and its application to iron concentration measurement
CA1316011C (en) Vertical beam spectrophotometer
JPS59109844A (en) Measuring device for reflected light
JPH0585020B2 (en)
CN214408685U (en) Food analyzer based on total reflection refraction method
CN118730894A (en) Multi-wavelength photometer of time-sharing sequential light-emitting LED light source