RU2176384C1

RU2176384C1 - Chart board photometer ( variants )

Info

Publication number: RU2176384C1
Application number: RU2000118461A
Authority: RU
Inventors: Ю.И. Брацлавский; Б.А. Желудов; М.С. Панарский
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Буревестник"
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2001-11-27

Abstract

FIELD: measurement of light absorption and fluorescence of liquids placed into cells of chart board, biology, chemistry, medicine, physics and agriculture. SUBSTANCE: proposed chart board photometer includes light source, former of light beams, interference light filters, optical distributor, chart board and radiation detector optically coupled. In addition photometer has switch of light fluxes incorporating rotor housing flat mirror or light guide rotating inside immobile case which carries M immobile lighting light guides, where M is number of cells in column or row of chart board. To measure optical density or fluorescence by single photodetector rotor of switch can have two light guides and case can be supplemented with M measurement light guides and single common output light guide optically coupled to single photodetector to measure light fluxes in turn. EFFECT: expanded functional capabilities of photometer which can measure absorption not only by light but by dark liquids and both absorption and fluorescence of liquids. 5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области планшетной фотометрии, в частности к устройствам абсорбционных и флуориметрических измерений, и может быть использовано в биологии, физике, химии, медицине и сельском хозяйстве. The invention relates to the field of tablet photometry, in particular to devices for absorption and fluorimetric measurements, and can be used in biology, physics, chemistry, medicine and agriculture.

Известен планшетный фотометр, разработанный в ЛНПО "Буревестник" ЯХОНТ-01 (техническое описание прибора ЯХОНТ-01, государственная регистрация N 12127, 1990). Он содержит источник света, формирователи световых пучков осветительной части, опорного и измерительного каналов, интерференционные светофильтры, разветвленный световод, планшет с исследуемыми жидкостями с 96-ю ячейками, 8 фотоприемников измерительных каналов и один - опорного канала. A well-known tablet photometer developed in the LNPO "Petrel" YAHONT-01 (technical description of the device YAHONT-01, state registration N 12127, 1990). It contains a light source, shapers of light beams of the lighting part, the reference and measuring channels, interference light filters, a branched optical fiber, a tablet with the studied liquids with 96 cells, 8 photodetectors of the measuring channels and one of the reference channel.

В указанном фотометре в каждом из восьми измерительных каналов используется лишь одна девятая часть световой энергии, отобранной от источника света из-за использования разветвленного световода, который делит сфокусированный на его общий входной торец световую энергию на девять частей по единичным выходным световодам. По этим световодам свет направляется по 8-ми измерительным каналам к ячейкам планшета и соответственно к восьми регистрирующим фотоприемникам. In this photometer, in each of the eight measuring channels, only one ninth of the light energy selected from the light source is used due to the use of a branched fiber, which divides the light energy focused on its common input end into nine parts along single output fibers. Through these optical fibers, the light is directed through 8 measuring channels to the cells of the tablet and, accordingly, to eight recording photodetectors.

Девятый единичный световод относится к опорному каналу со своим фотоприемником. Кроме того, такая схема планшетного фотометра не исключает погрешности измерения от следующих факторов:
- одновременность освещения всех восьми ячеек планшета и их близкое взаимное расположение приводит к попаданию рассеянного света на соседние ячейки и соответственно на расположенные рядом фотоприемники;
- наличие восьми измерительных фотоприемников, имеющих обычно некоторый разброс световых параметров;
- измерение темновых токов фотоприемников происходит один раз, лишь перед началом измерения всего планшета.The ninth single fiber refers to the reference channel with its own photodetector. In addition, such a scheme of a tablet photometer does not exclude measurement errors from the following factors:
- the simultaneous illumination of all eight cells of the tablet and their close relative position leads to the diffusion of light to neighboring cells and, accordingly, to nearby photodetectors;
- the presence of eight measuring photodetectors, usually having some variation in light parameters;
- The measurement of dark currents of photodetectors takes place once, only before starting to measure the entire tablet.

Наконец, фотометр ЯХОНТ-01 предназначен для измерения оптической плотности (или пропускания) только светлых жидкостей из-за недостаточности световой энергии в измерительных каналах, и не может измерять их флуоресценцию. Finally, the YAHONT-01 photometer is designed to measure the optical density (or transmission) of only light liquids due to insufficient light energy in the measuring channels, and cannot measure their fluorescence.

Наиболее близким техническим решением является планшетный фотометр, описанный в патенте США N 4144030 в МПК G 01 N 21/24, 5/100. The closest technical solution is a tablet photometer described in US patent N 4144030 in IPC G 01 N 21/24, 5/100.

Он содержит оптически связанные источник света, модулятор, систему линз, формирующих световые пучки осветительной части, измерительных и опорного каналов, полупрозрачное зеркало, интерференционные светофильтры, волоконный оптический распределитель (разветвленный световод), планшет с исследуемыми жидкостями, приемники излучения. It contains optically coupled light sources, a modulator, a system of lenses that form the light beams of the lighting part, measuring and reference channels, a translucent mirror, interference optical filters, a fiber optical distributor (branched optical fiber), a tablet with the studied liquids, and radiation detectors.

Разветвленный световод делит световой поток от источника света на N частей, где N - число ячеек в колонке планшета или число измерительных каналов. В результате происходит деление световой энергии источника по измерительным каналам и засветка соседних ячеек посторонним светом при одновременном постоянном освещении каждого из N-каналов. Это снижает точность измерения, чувствительность прибора и исключает возможность исследования темных жидкостей. The branched fiber divides the luminous flux from the light source into N parts, where N is the number of cells in the tablet column or the number of measuring channels. As a result, the light energy of the source is divided by the measuring channels and the neighboring cells are exposed to extraneous light while constantly lighting each of the N-channels. This reduces the accuracy of the measurement, the sensitivity of the device and eliminates the possibility of studying dark liquids.

Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей планшетного фотометра при одновременном повышении точности и чувствительности измерений. Получение мощных световых потоков в каждом отдельном измерительном канале позволит проводить измерения оптической плотности как светлых, так и оптически темных жидкостей с оптической плотностью до 4 Б и более, а также обеспечит достаточное по мощности облучение жидкостей в ячейках планшета для возбуждения их флуоресценции и в дальнейшем ее измерение. Решение этой задачи является весьма важным для исследований в различных областях науки и техники. The invention is aimed at expanding the functionality of a tablet photometer while improving the accuracy and sensitivity of measurements. Obtaining powerful light fluxes in each individual measuring channel will allow optical density measurements of both light and optically dark liquids with an optical density of up to 4 B or more, and will also provide sufficient irradiation of liquids in the tablet cells to excite their fluorescence and subsequently measurement. The solution to this problem is very important for research in various fields of science and technology.

В предлагаемом изобретении поставленную задачу решает планшетный фотометр, содержащий оптически связанные источник света, формирователь световых пучков осветительной части с распределителем световых потоков, планшет с исследуемыми жидкостями, устройство для приема излучения, в котором распределитель световых потоков выполнен в виде коммутатора, содержащего внутри неподвижного корпуса полый цилиндрический ротор, в котором закреплено плоское зеркало под углом, например 45^o, к оси вращения ротора, совпадающей с оптической осью светового пучка формирователя осветительной части, на цилиндрической поверхности ротора выполнено отверстие для пропускания светового пучка, отраженного зеркалом, в корпусе коммутатора неподвижно закреплены на траектории движения отверстия оптически связанные с ним входные торцы М световодов, выходные торцы которых оптически связаны с входными окнами ячеек планшета, где М - число ячеек в колонке или ряду планшета.In the present invention, the task is solved by a tablet photometer containing optically coupled light source, a shaper of light beams of the lighting part with a distributor of light fluxes, a tablet with the studied liquids, a device for receiving radiation, in which the distributor of light flux is made in the form of a switch containing a hollow inside a stationary case a cylindrical rotor in which a flat mirror is fixed at an angle, for example 45 ^o , to the axis of rotation of the rotor, coinciding with the optical axis of the light of the beam of the shaper of the lighting part, a hole is made on the cylindrical surface of the rotor for transmitting the light beam reflected by the mirror, the optically connected input ends M of the optical fibers, the output ends of which are optically connected with the input windows of the tablet cells, are fixedly fixed on the path of the hole in the switch case M is the number of cells in a column or row of a tablet.

В отличие от наиболее близкого аналога распределитель световых потоков предлагаемого фотометра выполнен в виде коммутатора, содержащего внутри неподвижного корпуса полый цилиндрический ротор, в котором закреплено плоское зеркало под углом, например 45^o, к оси вращения ротора, совпадающей с оптической осью светового пучка формирователя осветительной части, на цилиндрической поверхности ротора выполнено отверстие для пропускания светового пучка, отраженного зеркалом, в корпусе коммутатора неподвижно закреплены на траектории движения отверстия оптически связанные с ним входные торцы М световодов, выходные торцы которых оптически связаны с входными окнами ячеек планшета.In contrast to the closest analogue, the light flux distributor of the proposed photometer is made in the form of a switch containing a hollow cylindrical rotor inside a stationary housing, in which a flat mirror is fixed at an angle, for example, 45 ^o , to the axis of rotation of the rotor, coinciding with the optical axis of the light beam of the shaper of the lighting part , a hole is made on the cylindrical surface of the rotor for transmitting a light beam reflected by a mirror, in the switch housing are fixedly mounted on the motion path openings are optically coupled to the input ends of the M optical fibers, the output ends of which are optically connected to the input windows of the cells of the tablet.

Поставленную задачу также решает другой вариант выполнения предлагаемого планшетного фотометра, содержащий оптически связанные источник света, формирователь световых пучков осветительной части с распределителем световых потоков, планшет с исследуемыми жидкостями, устройство для приема излучения, в котором распределитель световых потоков выполнен в виде коммутатора, содержащего внутри неподвижного корпуса полый цилиндрический ротор, на оси вращения которого, совпадающей с оптической осью светового пучка формирователя осветительной части, закреплен входной торец световода, расположенный на торце ротора, совмещенном с плоскостью концентрации света формирователя осветительной части, а его выходной торец закреплен на цилиндрической поверхности ротора или на его противоположной торцовой поверхности в положении, не совпадающем с осью вращения, в корпусе коммутатора на траектории движения выходного торца световода неподвижно закреплены оптически связанные с ним входные торцы М световодов, выходные торцы которых оптически связаны с входными окнами ячеек планшета, где М - число ячеек в колонке или ряду планшета. The task is also solved by another embodiment of the proposed tablet photometer, comprising an optically coupled light source, a shaper of light beams of the lighting part with a distributor of light fluxes, a tablet with studied liquids, a device for receiving radiation, in which the distributor of light flux is made in the form of a switch containing inside a fixed housing a hollow cylindrical rotor, on the axis of rotation of which coincides with the optical axis of the light beam of the shaper illuminator the first part, the input end of the fiber is fixed, located on the end of the rotor, combined with the plane of light concentration of the shaper of the lighting part, and its output end is fixed on the cylindrical surface of the rotor or on its opposite end surface in a position that does not coincide with the axis of rotation in the switch housing on the motion paths of the output end of the fiber are fixedly connected optically connected input ends M of the optical fibers, the output ends of which are optically connected with the input windows of the cells of the tablet, g de M is the number of cells in a column or row of a tablet.

В отличие от наиболее близкого аналога, в этом варианте фотометра распределитель световых потоков выполнен в виде коммутатора, содержащего внутри неподвижного корпуса полый цилиндрический ротор, на оси вращения которого, совпадающей с оптической осью светового пучка формирователя осветительной части, закреплен входной торец световода, расположенный на торце ротора, совмещенном с плоскостью концентрации света формирователя осветительной части, а его выходной торец закреплен на цилиндрической поверхности ротора или на его противоположной торцовой поверхности в положении, не совпадающем с осью вращения, в корпусе коммутатора на траектории движения выходного торца световода неподвижно закреплены оптически связанные с ним входные торцы М световодов, выходные торцы которых оптически связаны с входными окнами ячеек планшета. Unlike the closest analogue, in this version of the photometer, the light flux distributor is made in the form of a commutator containing a hollow cylindrical rotor inside a stationary case, on the axis of rotation of which coincides with the optical axis of the light beam of the shaper of the lighting part, the input end of the fiber is fixed rotor, combined with the plane of light concentration of the shaper of the lighting part, and its output end face is fixed on the cylindrical surface of the rotor or on its counter zhnoy end surface at a position not coincident with the axis of rotation in the switch casing on the path of movement of the output fiber end are fixed optically associated input ends of the M waveguides, the output ends of which are optically coupled with the input windows tablet cells.

Кроме того, в оба предлагаемых варианта выполнения планшетного фотометра может быть дополнительно введен разветвленный световод, М входных торцов которого оптически связаны с выходными окнами ячеек планшета, а его общий торец - с устройством для приема излучения, выполненным в виде одного фотоприемника. In addition, in both proposed embodiments of a tablet photometer, a branched fiber can be additionally introduced, the M end faces of which are optically connected to the output windows of the tablet cells, and its common end is connected to a radiation receiving device made in the form of a single photodetector.

Во второй вариант выполнения предлагаемого планшетного фотометра могут быть дополнительно введены общий световод, расположенный в корпусе коммутатора, второй световод, размещенный в роторе, и М световодов, входные торцы которых оптически связаны с выходными окнами ячеек планшета, а их выходные торцы - с входным торцом второго световода, закрепленным на цилиндрической поверхности ротора или на его торцовой поверхности в плоскости расположения входного торца первого световода в положении, не совпадающем с осью вращения, его выходной торец расположен на оси вращения ротора, закреплен на торце, противоположном расположению входного торца первого световода, и оптически связан с входным торцом закрепленного в корпусе общего световода, выходной торец которого оптически связан с устройством для приема излучения, выполненным в виде одного фотоприемника. In the second embodiment of the proposed tablet photometer, a common optical fiber located in the switch housing, a second optical fiber located in the rotor, and M optical fibers, the input ends of which are optically connected with the output windows of the tablet cells, and their output ends with the input end of the second a fiber mounted on the cylindrical surface of the rotor or on its end surface in the plane of the input end face of the first fiber in a position that does not coincide with the axis of rotation, its output torus n is located on the axis of rotation of the rotor, fixed to the end opposite the location of the input end of the first optical fiber and optically coupled to the input end fixed in the housing in common light guide output end of which is optically coupled with a device for receiving light formed in the form of a single photodetector.

Во втором варианте выполнения предлагаемого планшетного фотометра также могут быть дополнительно введены общий световод, расположенный в корпусе коммутатора, второй световод, размещенный в роторе, полупрозрачное зеркало, установленное перед входными окнами ячеек планшета, и М световодов, входные торцы которых оптически связаны с полупрозрачным зеркалом, а их выходные торцы закреплены в корпусе коммутатора и оптически связаны с входным торцом второго световода, закрепленном на цилиндрической поверхности ротора или его торцовой поверхности в плоскости расположения входного торца первого световода в положении, не совпадающем с осью вращения, его выходной торец расположен на оси вращения ротора, закреплен на торце, противоположном расположению входного торца первого световода и оптически связан с входным торцом расположенного в корпусе общего световода, выходной торец которого оптически связан с устройством для приема излучения, выполненным в виде одного фотоприемника. In the second embodiment of the proposed tablet photometer, a common optical fiber located in the switch housing, a second optical fiber placed in the rotor, a translucent mirror mounted in front of the input windows of the tablet cells, and M optical fibers whose input ends are optically coupled to the translucent mirror can also be additionally introduced. and their output ends are fixed in the switch housing and are optically coupled to the input end of the second fiber mounted on the cylindrical surface of the rotor or its end face in the plane of the location of the input end of the first fiber in a position that does not coincide with the axis of rotation, its output end is located on the axis of rotation of the rotor, mounted on the end opposite to the location of the input end of the first fiber and is optically coupled to the input end of the common fiber in the housing, the output end which is optically coupled to a device for receiving radiation, made in the form of a single photodetector.

На фиг. 1 представлена оптическая схема одного из вариантов выполнения планшетного фотометра. In FIG. 1 is an optical diagram of one embodiment of a tablet photometer.

На фиг. 2а и 2б представлены варианты выполнения коммутатора световых потоков. In FIG. 2a and 2b show embodiments of a light flux switch.

На фиг. 3 представлен вариант выполнения регистрирующей части предлагаемого фотометра. In FIG. 3 shows an embodiment of the recording part of the proposed photometer.

На фиг. 4а и 4б представлены варианты выполнения коммутатора световых потоков. In FIG. 4a and 4b show embodiments of a light flux switch.

На фиг. 5 представлен вариант выполнения оптической схемы планшетного фотометра для измерения потока флуоресценции. In FIG. 5 shows an embodiment of an optical design of a plate photometer for measuring fluorescence flux.

Вариант выполнения схемы фотометра, представленный на фиг. 1, содержит: источник 1 света, формирователь 2 световых пучков осветительной части, формирователь 3 светового пучка опорного канала, коммутатор 4 световых потоков, формирователь 5 световых пучков выходной осветительной части, планшет 6, устройство 7 для приема излучения. Формирователь 2 световых пучков осветительной части включает: линзу 8, диафрагму 9, сменный интерференционный светофильтр 10, фокусирующую линзу 11. The embodiment of the photometer circuit shown in FIG. 1, comprises: a light source 1, a shaper 2 of light beams of a lighting part, a shaper 3 of a light beam of a reference channel, a switch 4 of light streams, a shaper 5 of light beams of an output lighting part, a tablet 6, a device 7 for receiving radiation. The shaper 2 of light beams of the lighting part includes: a lens 8, an aperture 9, a removable interference filter 10, a focusing lens 11.

Коммутатор световых потоков включает: плоское зеркало 12, ротор 14 с отверстием 13, корпус 15, неподвижные осветительные световоды 16. Формирователь 3 светового пучка опорного канала включает: тонкую плоскопараллельную кварцевую пластинку 17, фотоприемник 18. The light flux switch includes: a flat mirror 12, a rotor 14 with an aperture 13, a housing 15, fixed lighting fibers 16. The shaper 3 of the light beam of the reference channel includes: a thin plane-parallel quartz plate 17, a photodetector 18.

Варианты выполнения коммутатора 4, световых потоков, представленные на фиг. 2а и 2б, содержат: ротор 14, корпус 15, световод 19, неподвижные осветительные световоды 16, фокусирующую линзу 11 формирователя 2 световых пучков осветительной части. Embodiments of the switch 4, the light flux shown in FIG. 2a and 2b, comprise: a rotor 14, a housing 15, a light guide 19, fixed lighting fibers 16, a focusing lens 11 of the shaper 2 of light beams of the lighting part.

Вариант выполнения регистрирующей части планшетного фотометра, представленный на фиг. 3, содержит: неподвижные осветительные световоды 16, коммутатор 4, формирователь 5 световых пучков выходной осветительной части, планшет 6, разветвленный световод 20, фокусирующую линзу 21, фотоприемник 7. The embodiment of the recording part of the tablet photometer shown in FIG. 3, comprises: stationary lighting optical fibers 16, a switch 4, a shaper 5 of light beams of the output lighting part, a tablet 6, a branched optical fiber 20, a focusing lens 21, a photodetector 7.

Варианты выполнения коммутатора 4 световых потоков, представленные на фиг. 4а и 4б, содержат: формирователь 2 световых пучков осветительной части с фокусирующей линзой 11, ротор 14, корпус 15, неподвижные осветительные световоды 16, первый световод 19 ротора, второй световод 23 ротора, формирователь 5 световых пучков выходной осветительной части, планшет 6, неподвижные измерительные световоды 22, общий световод 24 корпуса 15, фокусирующую линзу 21, фотоприемник 7. Embodiments of the light flux switch 4 shown in FIG. 4a and 4b, comprise: a shaper 2 of light beams of the lighting part with a focusing lens 11, a rotor 14, a housing 15, fixed light guides 16, a first light guide 19 of the rotor, a second light guide 23 of the rotor, a shaper 5 of light beams of the output light part, a tablet 6, fixed measuring optical fibers 22, a common optical fiber 24 of the housing 15, a focusing lens 21, a photodetector 7.

Вариант выполнения оптической схемы планшетного фотометра для измерения потока флуоресценции, представленный на фиг. 5, содержит: источник 1 света, формирователь 2 световых пучков осветительной части, формирователь 3 светового пучка опорного канала, коммутатор 4 световых потоков, аналогичный приведенным на фиг. 4а и 4б, неподвижные осветительные световоды 16, формирователь 5 световых пучков выходной осветительной части, планшет 6, формирователь 25 световых пучков флуоресценции, неподвижные измерительные световоды 22, общий световод 24 корпуса, формирователь 26 светового пучка регистрирующей части, фотоприемник 7. An embodiment of the optical design of a plate photometer for measuring fluorescence flux shown in FIG. 5 comprises: a light source 1, a shaper 2 of light beams of a lighting part, a shaper 3 of a light beam of a reference channel, a light flux switch 4 similar to those shown in FIG. 4a and 4b, fixed light guides 16, a shaper 5 of light beams of the output lighting part, a plate 6, a shaper 25 of light beams of fluorescence, a fixed measuring light guides 22, a common light guide 24 of the housing, a shaper 26 of the light beam of the recording part, a photodetector 7.

Формирователь 25 световых пучков флуоресценции включает полупрозрачное спектральное зеркало 27, линзы 5 и линзы 28. Формирователь 26 светового пучка регистрирующей части включает фокусирующую линзу 29 и интерференционный светофильтр 30 эмиссии. The fluorescence light beam former 25 includes a translucent spectral mirror 27, lens 5, and lens 28. The recording portion of the light beam former 26 includes a focusing lens 29 and an emission interference filter 30.

Фотометр работает следующим образом. Photometer works as follows.

Световой поток от источника света 1, фиг. 1, попадает в формирователь световых пучков 2, в котором линза 8 проектирует нить источника на узкую диафрагму 9, затем проходит через интерференционный светофильтр 10, выделяя заданную область спектра. The luminous flux from the light source 1, FIG. 1, it enters the light beam former 2, in which the lens 8 projects the source filament onto a narrow aperture 9, then passes through the interference filter 10, highlighting a predetermined region of the spectrum.

Далее часть светового пучка отражается тонкой плоскопараллельной кварцевой пластиной 17 на фотоприемник опорного канала 18, а большая его часть фокусируется линзой 11 на точечном отверстии 13 ротора 14 после отражения от плоского зеркала 12, закрепленного в роторе под углом 45^o к его оси вращения, совмещенной с оптической осью сфокусированного линзой 11 светового пучка. При вращении ротора 14 с зеркалом 12 световой поток, выходящий из отверстия 13, будет попадать поочередно на входные торцы М световодов 16, закрепленных в корпусе коммутатора на его цилиндрической поверхности на траектории движения отверстия. Число этих световодов М равно числу ячеек в колонке или ряду планшета. Для избежания потерь световой энергии расстояние между отверстием и входным и торцами световодов должно быть минимальным. Световой поток, выходящий из выходных торцов световодов 16 проектируется линзами формирователя 5 на ячейки планшета 6 и устройство приема излучения 7 для поочередного измерения оптической плотности в каждой ячейке колонки или ряда планшета.Further, a part of the light beam is reflected by a thin plane-parallel quartz plate 17 onto the photodetector of the reference channel 18, and most of it is focused by the lens 11 on the point hole 13 of the rotor 14 after reflection from a flat mirror 12 mounted in the rotor at an angle of 45 ^o to its rotation axis, combined with the optical axis of the light beam focused by the lens 11. When the rotor 14 with the mirror 12 rotates, the light flux emerging from the hole 13 will alternately enter the input ends M of the optical fibers 16, mounted in the switch housing on its cylindrical surface along the path of the hole. The number of these optical fibers M is equal to the number of cells in the column or row of the tablet. To avoid loss of light energy, the distance between the hole and the input and ends of the optical fibers should be minimal. The luminous flux emerging from the output ends of the optical fibers 16 is projected by the lenses of the former 5 onto the cells of the tablet 6 and the radiation receiving device 7 for alternately measuring the optical density in each cell of the column or row of the tablet.

После измерения оптической плотности в ячейках колонки или ряда (за один оборот ротора) планшет перемещается на следующую колонку или ряд и т.д., пока не будут измерены все ячейки планшета. After measuring the optical density in the cells of a column or row (for one revolution of the rotor), the tablet moves to the next column or row, etc., until all the cells of the tablet are measured.

Процесс измерения оптической плотности или пропускания жидкости в ячейке планшета происходит в момент времени, когда отверстие 13 ротора 14 находится напротив одного из входных торцов неподвижных осветительных световодов 16. Когда отверстие 13 находится между соседними входными торцами этих световодов, световой поток не поступает ни в один измерительный канал. В этот момент происходит измерение темнового тока устройства для приема излучения 7 и корректировка результата измерения по сигналу с фотоприемника 18 опорного канала, который следит за флюктуациями источника света 1. The process of measuring the optical density or transmission of liquid in the tablet cell occurs at a time when the hole 13 of the rotor 14 is opposite one of the input ends of the stationary lighting optical fibers 16. When the hole 13 is between the adjacent input ends of these optical fibers, the light flux does not enter any measuring channel. At this moment, the dark current of the device for receiving radiation 7 is measured and the measurement result is corrected by the signal from the photodetector 18 of the reference channel, which monitors the fluctuations of the light source 1.

Во втором варианте выполнения предлагаемого планшетного фотометра, фиг 2а и 2б, световой пучок формирователя 2 фокусируется линзой 11 на входном торце световода 19, закрепленного на торце ротора 14 в положении на оси вращения, совмещенной с оптической осью падающего на него светового пучка. Световой поток с выходного торца световода 19, закрепленного на цилиндрической поверхности ротора или на его торцовой поверхности, противоположной положению входного торца этого световода, но в положении, не совпадающем с осью вращения, попадает на входные торцы М неподвижных световодов 16, которые закреплены соответственно на цилиндрической или торцовой поверхности корпуса и расположены на траектории движения выходного торца световода 19. Для избежания потерь световой энергии расстояние между выходным торцом световода 19 и входными торцами световодов 16 должно быть минимальным. Число световодов 16 равно числу ячеек планшета в колонке или в ряду, чтобы перемещать планшет по одной координате для измерения оптической плотности жидкостей во всех ячейках планшета. In the second embodiment of the proposed tablet photometer, FIGS. 2a and 2b, the light beam of the shaper 2 is focused by a lens 11 on the input end of the optical fiber 19, mounted on the end of the rotor 14 in a position on the axis of rotation, combined with the optical axis of the incident light beam. The luminous flux from the output end of the fiber 19 mounted on the cylindrical surface of the rotor or on its end surface opposite to the position of the input end of this fiber, but in a position that does not coincide with the axis of rotation, enters the input ends M of the fixed fibers 16, which are mounted respectively on the cylindrical or the end surface of the housing and are located on the path of the output end of the fiber 19. To avoid loss of light energy, the distance between the output end of the fiber 19 and the input torus s fibers 16 should be minimal. The number of optical fibers 16 is equal to the number of cells in the tablet column or in a row to move the tablet in one coordinate to measure the optical density of liquids in all cells of the tablet.

При вращении ротора 14 световой поток поочередно попадает на входные торцы осветительных световодов 16 и далее с их выходных торцов проектируется линзами формирователя 5 на ячейки планшета 6 и устройство для приема излучения 7. When the rotor 14 is rotated, the luminous flux alternately enters the input ends of the light guides 16 and then from their output ends is projected by the lenses of the shaper 5 onto the cells of the tablet 6 and the device for receiving radiation 7.

Процесс измерения происходит в момент времени, когда выходной торец световода 19 находится напротив одного их входных торцов осветительных световодов 16. Когда выходной торец световода 19 находится между соседними входными торцами световодов 16, излучение от источника света не поступает ни в один измерительный канал. В этот момент происходит измерение темнового тока одного из фотоприемников 7 (фиг. 1) и корректировка результата измерения по сигналу с фотоприемника 18 опорного канала. The measurement process occurs at a time when the output end of the fiber 19 is opposite one of the input ends of the light guides 16. When the output end of the fiber 19 is between adjacent input ends of the optical fibers 16, radiation from the light source does not enter any measuring channel. At this moment, the dark current of one of the photodetectors 7 is measured (Fig. 1) and the measurement result is corrected by the signal from the photodetector 18 of the reference channel.

В случае использования разветвленного световода 20, фиг. 3, световые потоки, поочередно направленные коммутатором 4 (фиг. 1, 2а, 2б) на входные торцы М неподвижных осветительных световодов 16 на выходе из них с помощью формирователей 5 световых пучков, проходят через ячейки планшета 6 и затем также поочередно попадают на М входных торцов разветвленного световода 20. Затем световой поток на выходе общего выходного торца световода 20 собирается линзой 21 на одном фотоприемнике 7 для поочередного измерения оптической плотности в каждом измерительном канале. In the case of using a branched optical fiber 20, FIG. 3, the light fluxes, alternately directed by the switch 4 (Fig. 1, 2a, 2b) to the input ends M of the stationary lighting optical fibers 16 at the output from them using the light beam shapers 5, pass through the cells of the tablet 6 and then also alternately enter the M input the ends of the branched optical fiber 20. Then the light flux at the output of the common output end of the optical fiber 20 is collected by the lens 21 on one photodetector 7 for alternately measuring the optical density in each measuring channel.

В том случае, когда коммутатор 4 планшетного фотометра выполнен по схеме, представленной на фиг. 4а и 4б, световые потоки, выходящие из ячеек планшета, поочередно попадают на входные торцы дополнительно введенных М световодов 22, на выходе из которых попадают на входной торец второго световода 23, введенного в ротор 14. Далее этот световой поток выходит из этого световода и попадает на входной торец общего световода 24, введенного в корпус коммутатора, наконец выходящий из этого световода световой поток фокусируется линзой 21 на одном фотоприемнике 7 для всех поочередно измеряемых каналов фотометра. In the case when the switch 4 of the tablet photometer is made according to the circuit shown in FIG. 4a and 4b, the light fluxes leaving the cells of the tablet, alternately fall on the input ends of the additionally introduced M optical fibers 22, at the output of which they fall on the input end of the second optical fiber 23 introduced into the rotor 14. Then this light flux leaves this fiber and enters on the input end of the common fiber 24, introduced into the switch housing, finally the light flux emerging from this fiber is focused by a lens 21 on one photodetector 7 for all alternately measured channels of the photometer.

Измерение флуоресценции жидкостей в ячейках предлагаемого планшетного фотометра происходит следующим образом (фиг. 5). Световой поток, достигший по световодам 16 исследуемой жидкости в ячейке планшета 6, возбуждает ее флуоресценцию. The measurement of fluorescence of liquids in the cells of the proposed tablet photometer is as follows (Fig. 5). The luminous flux, which has reached the studied fluid through the optical fibers 16 in the cell of the tablet 6, excites its fluorescence.

Световой поток флуоресценции собирается той же линзой 5, отклоняется полупрозрачным спектральным зеркалом 27 и собирается дополнительной линзой 28 формирователя 25 на одном из входных торцов дополнительно введенных М неподвижных световодов 22 измерительных каналов. Далее световой поток из выходного торца этого световода 22 поступает на входной торец второго световода 23 ротора 14, а с его выходного торца - на входной торец общего выходного световода 24 и через фокусирующую линзу 29 формирователя 26 и интерференционный светофильтр 30 эмиссии регистрируется одним фотоприемником 7 поочередно для всех измерительных каналов. The luminous fluorescence flux is collected by the same lens 5, deflected by a translucent spectral mirror 27, and collected by an additional lens 28 of the former 25 at one of the input ends of the additionally introduced M fixed optical fibers 22 of the measurement channels. Next, the luminous flux from the output end of this fiber 22 enters the input end of the second fiber 23 of the rotor 14, and from its output end to the input end of the common output fiber 24 and through the focusing lens 29 of the shaper 26 and the interference emission filter 30 of the emission are recorded by one photodetector 7 in turn for all measuring channels.

Во всех вариантах выполнения планшетного фотометра для измерения всех ячеек планшет перемещается в одном направлении ступенчато по колонкам или рядам ячеек. In all embodiments of the tablet photometer for measuring all cells, the tablet moves in one direction stepwise along the columns or rows of cells.

Таким образом, предлагаемые варианты технического решения позволяют расширить функциональные возможности планшетного фотометра, а именно: проводить измерение абсорбции как светлых, так и темных жидкостей за счет повышения чувствительности и точности измерений, а также измерять одновременно или раздельно и абсорбцию, и флуоресценцию исследуемых жидкостей. Thus, the proposed technical solutions allow expanding the functionality of the tablet photometer, namely: to measure the absorption of both light and dark liquids by increasing the sensitivity and accuracy of measurements, and also to measure the absorption and fluorescence of the studied liquids simultaneously or separately.

Claims

1. A tablet photometer containing optically coupled light source, a shaper of light beams of the lighting part with a light distributor, a tablet with the studied liquids, a device for receiving radiation, characterized in that the light distributor is made in the form of a switch containing a hollow cylindrical rotor inside a stationary case in which is fixed a flat mirror at an angle, for example 45 ^o, to the rotor rotation axis coinciding with the optical axis of the light beam shaper lighting hour and, on the cylindrical surface of the rotor, a hole is made for transmitting a light beam reflected by a mirror, the optically connected input ends M of the optical fibers, the output ends of which are optically connected with the input windows of the tablet cells, where M is the number of cells, are fixedly fixed on the path of the hole in the switch housing in a column or row of a tablet.

2. A tablet photometer containing optically coupled light source, a shaper of light beams of the lighting part with a light distributor, a tablet with test liquids, a device for receiving radiation, characterized in that the light stream distributor is made in the form of a switch containing a hollow cylindrical rotor inside a stationary case , on the axis of rotation of which coincides with the optical axis of the light beam of the shaper of the lighting part, the input end of the fiber is fixed, located on the rotor end, combined with the light concentration plane of the shaper of the lighting part, and its output end is fixed on the cylindrical surface of the rotor or on its opposite end surface in a position that does not coincide with the axis of rotation, optically coupled to the path of the output end of the fiber in the switch housing the input ends of the M optical fibers, the output ends of which are optically connected to the input windows of the tablet’s cells, where M is the number of cells in the column or row of the tablet.

3. The tablet photometer according to claim 1 or 2, characterized in that it additionally has a branched optical fiber, M of the input ends of which are optically connected to the output windows of the tablet’s cells, and its common end is connected to a device for receiving radiation made in the form of a single photodetector .

4. The tablet photometer according to claim 2, characterized in that it additionally includes a common optical fiber located in the switch housing, a second optical fiber located in the rotor and M optical fibers, the input ends of which are optically connected to the output windows of the tablet cells, and their output ends - with the input end face of the second fiber mounted on the cylindrical surface of the rotor or on its end surface in the plane of the input end face of the first fiber in a position that does not coincide with the axis of rotation, its output end is located on the axis BP the rotor, mounted on the end opposite to the location of the input end of the first fiber and is optically connected to the input end of the common fiber fixed in the housing, the output end of which is optically connected to the device for receiving radiation, made in the form of a single photodetector.

5. The tablet photometer according to claim 2, characterized in that it further includes a common fiber located in the switch housing, a second fiber placed in the rotor, a translucent mirror mounted in front of the input windows of the tablet cells, and M optical fibers whose optical ends are optical are connected with a translucent mirror, and their output ends are fixed in the switch housing and are optically connected with the input end of the second fiber mounted on the cylindrical surface of the rotor or its end surface in a plane located the input end of the first fiber in a position that does not coincide with the axis of rotation, its output end is located on the axis of rotation of the rotor, mounted on the end opposite to the location of the input end of the first fiber and is optically coupled to the input end of the common fiber in the housing, the output end of which is optically connected with a device for receiving radiation, made in the form of a single photodetector.