RU2273004C1 - Spectrophotometer - Google Patents
Spectrophotometer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2273004C1 RU2273004C1 RU2004130776/28A RU2004130776A RU2273004C1 RU 2273004 C1 RU2273004 C1 RU 2273004C1 RU 2004130776/28 A RU2004130776/28 A RU 2004130776/28A RU 2004130776 A RU2004130776 A RU 2004130776A RU 2273004 C1 RU2273004 C1 RU 2273004C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring
- light source
- integrating
- amplifier
- spectrophotometer
- Prior art date
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 38
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 11
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 11
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/10—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
- G01J1/20—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle
- G01J1/28—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using variation of intensity or distance of source
- G01J1/30—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using variation of intensity or distance of source using electric radiation detectors
- G01J1/32—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using variation of intensity or distance of source using electric radiation detectors adapted for automatic variation of the measured or reference value
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
Abstract
Description
Изобретение относится к спектрофотометрии и может быть использовано в различных областях науки, промышленности и техники, где требуется высокая точность измерений в широком диапазоне концентраций.The invention relates to spectrophotometry and can be used in various fields of science, industry and technology, where high measurement accuracy is required in a wide range of concentrations.
Спектрофотометры предназначены для измерения светопропускания (оптической плотности) жидких, твердых и газообразных образцов путем сравнения с эталоном. В зависимости от применяемого метода сравнения известные спектрофотометры можно условно разделить на два вида: 1) спектрофотометры с прямым поочередным измерением оптической плотности двух сред и 2) спектрофотометры, построенные по дифференциальной схеме с одним или двумя фотоэлементами.Spectrophotometers are designed to measure the light transmission (optical density) of liquid, solid and gaseous samples by comparison with a reference. Depending on the comparison method used, known spectrophotometers can be roughly divided into two types: 1) spectrophotometers with direct alternate measurement of the optical density of two media and 2) spectrophotometers constructed according to a differential scheme with one or two photocells.
В спектрофотометрах с прямым измерением оптической плотности световой пучок от источника света сначала проходит через эталонную кювету, а затем через измеряемый образец с регистрацией разности сигналов. К этому типу приборов относится, например, спектрофотометр СФ-4. Такие спектрофотометры сравнительно просты, но не обладают высокой точностью измерений и не позволяют автоматизировать процесс измерения.In spectrophotometers with direct measurement of optical density, the light beam from the light source first passes through a reference cell, and then through the measured sample with registration of the signal difference. This type of instrument includes, for example, the SF-4 spectrophotometer. Such spectrophotometers are relatively simple, but do not have high measurement accuracy and do not allow automation of the measurement process.
К спектрофотометрам с дифференциальным измерением с одним фотоэлементом относится, например, прибор, выпускаемый в Германии - Specord M-40.Spectrophotometers with differential measurement with one photocell include, for example, a device manufactured in Germany - Specord M-40.
Наиболее близким решением по технической сущности к предлагаемому спектрофотометру является прибор, построенный по дифференциальной схеме с двумя фотоэлементами, состоящий из источника света (лампы накаливания), двух зеркал, двух зональных светофильтров, двух кювет, двух фотоэлементов и электрической измерительной схемы, включающей миллиамперметр и потенциометр (Н.Г.Алексеев, В.А.Прохоров, К.В.Чмутов "Современные электронные приборы и схемы в физико-химическом исследовании". М.: Химия, 1971, стр.462, рис. XIV.31) (прототип). Световой поток от источника света (после зеркал и светофильтров) проходит через кюветы (измерительную и сравнительную) и падает на фотоэлементы. На каждом из фотоэлементов образуется напряжение, пропорциональное его освещенности. Проведя балансировку схемы при одинаковых освещенностях обоих фотоэлементов с помощью потенциометра, по показаниям миллиамперметра следят за изменением оптической плотности среды в измерительной кювете. Чувствительность такого прибора мала, для повышения чувствительности необходимо применение в измерительной схеме усилителей постоянного тока.The closest solution in technical essence to the proposed spectrophotometer is a device constructed according to a differential circuit with two photocells, consisting of a light source (incandescent lamp), two mirrors, two zone light filters, two cuvettes, two photocells and an electrical measuring circuit including a milliammeter and a potentiometer (N.G. Alekseev, V.A. Prokhorov, K.V. Chmutov "Modern electronic devices and circuits in physical and chemical research". M: Chemistry, 1971, p. 462, Fig. XIV.31) (prototype ) The luminous flux from the light source (after mirrors and light filters) passes through the ditches (measuring and comparative) and falls on the photocells. A voltage proportional to its illumination is formed on each of the photocells. After balancing the circuit at the same illumination of both photocells using a potentiometer, according to the readings of a milliammeter, they monitor the change in the optical density of the medium in the measuring cell. The sensitivity of such a device is small; to increase the sensitivity, it is necessary to use direct current amplifiers in the measuring circuit.
Главным недостатком известного спектрофотометра (прототипа) является нестабильность светового потока, особенно при использовании газоразрядных ламп (в том числе безэлектродных). Дело в том, что измеряемая прибором разность световых потоков, прошедших через измерительную и сравнительную кюветы, зависит не только от концентрации исследуемого вещества, но и от величины светового потока, излучаемого источником света. Это связано с тем, что концентрация исследуемого вещества определяется по поглощенной им части (%) от абсолютной величины светового потока, то есть при нестабильном световом потоке при неизменной концентрации исследуемого вещества показания прибора будут разными в зависимости от величины светового потока. Таким образом, нестабильность светового потока является причиной снижения точности измерения, уменьшения диапазона измерения и сужения области применения подобных устройств.The main disadvantage of the known spectrophotometer (prototype) is the instability of the light flux, especially when using gas discharge lamps (including electrodeless). The fact is that the difference in the light flux measured through the instrument passing through the measuring and comparative cuvettes depends not only on the concentration of the test substance, but also on the magnitude of the light flux emitted by the light source. This is due to the fact that the concentration of the test substance is determined by the absorbed part (%) of the absolute value of the light flux, i.e., with an unstable light flux and a constant concentration of the test substance, the readings of the device will be different depending on the value of the light flux. Thus, the instability of the light flux is the reason for reducing the accuracy of measurement, reducing the measuring range and narrowing the scope of such devices.
Предпринимались попытки стабилизации светового потока ламп накаливания за счет стабилизации тока, напряжения, мощности лампы (например, заявка РФ №94028496/07, Н 05 В 39/04, опубл. 27.06.1996 или патент РФ по авторскому свид. СССР №1260695, G 01 J 3/10, опубл. 30.09.1986). Однако подобные устройства стабилизации светового потока применимы только для ламп накаливания, к тому же не способны компенсировать изменения, связанные со "старением" лампы или ее заменой.Attempts have been made to stabilize the luminous flux of incandescent lamps by stabilizing the current, voltage, and lamp power (for example, RF application No. 94028496/07, Н 05 В 39/04, publ. 06/27/1996, or RF patent for author's certificate of the USSR No. 1260695, G 01 J 3/10, publ. 09/30/1986). However, such devices for stabilization of the luminous flux are applicable only to incandescent lamps; moreover, they are not able to compensate for the changes associated with the lamp "aging" or its replacement.
Другие направления повышения точности измерения и стабильности работы спектрофотометров сводятся к компенсации нестабильности светового потока за счет применения дифференциальных схем сравнения интенсивности опорного (нулевого) светового потока и интенсивности измерительного потока, что неизбежно приводит к усложнению оптической и электронной схем спектрофотометров, а именно к введению обтюраторов, оптических клиньев, поляроидов, систем цифровой обработки сигналов и т.п. (например, патент РФ №2109255, G 01 J 3/18, опубл. 20.04.1998 или известный спектрофотометр Hevlet-Packard 4852 A).Other ways to improve the measurement accuracy and stability of spectrophotometers are to compensate for the instability of the light flux through the use of differential schemes for comparing the intensity of the reference (zero) light flux and the intensity of the measuring flux, which inevitably leads to a complication of the optical and electronic circuits of spectrophotometers, namely, the introduction of obturators, optical wedges, polaroids, digital signal processing systems, etc. (for example, RF patent No. 2109255, G 01 J 3/18, publ. 04/20/1998 or the famous Hevlet-Packard 4852 A spectrophotometer).
Задачей предлагаемого изобретения является разработка достаточно дешевого, простого в эксплуатации и стабильного в работе спектрофотометра, лишенного главного недостатка прототипа - нестабильности светового потока, что позволит повысить точность измерения и увеличить динамический диапазон измерений. Задачей изобретения является также существенное сокращение времени выхода прибора на рабочий режим, упрощение (а при известном коэффициенте экстинкции и исключение) стадии калибровки. Спектрофотометр должен отличаться высокой стабильностью работы, чтобы не было необходимости его проверки и подстройки в течение длительного времени, что особенно важно при использовании прибора в промышленности и при работе прибора в автоматическом режиме.The objective of the invention is to develop a fairly cheap, easy to use and stable spectrophotometer, devoid of the main disadvantage of the prototype - the instability of the light flux, which will improve the accuracy of measurement and increase the dynamic range of measurements. The objective of the invention is also to significantly reduce the time the device goes to operating mode, simplifying (and with a known extinction coefficient and eliminating) the calibration stage. The spectrophotometer should be highly stable so that it is not necessary to check and adjust it for a long time, which is especially important when using the device in industry and when the device is in automatic mode.
Решение поставленной задачи достигается предлагаемым спектрофотометром, включающим источник света, два зональных светофильтра, две кюветы: сравнительную и измерительную, два фотоэлемента, принимающих световые потоки после прохождения сравнительной и измерительной кювет, и измерительную схему, который согласно изобретению дополнительно содержит управляемый блок питания для источника света и электронную усилительную схему, которая состоит из двух усилителей: интегрирующего и масштабного, соединенных с фотоэлементами, и системы коммутации, предназначенной для переключения усилителей из интегрирующего режима работы на масштабный и обратно и для передачи выходного сигнала интегрирующего усилителя на управляемый блок питания источника света, а выходного сигнала масштабного усилителя на измерительную схему.The solution of this problem is achieved by the proposed spectrophotometer, including a light source, two zone light filters, two cuvettes: a comparative and a measuring cell, two photocells that receive light fluxes after passing the comparative and measuring cuvette, and a measuring circuit, which according to the invention further comprises a controllable power supply for the light source and an electronic amplification circuit, which consists of two amplifiers: integrating and large-scale, connected to photocells, and a comm system tation for switching amplifier of the integrating operation on the scale and back and for transmitting an output signal of the integrating amplifier is driven to supply the light source unit and the measuring scale amplifier circuit output signal.
Согласно закону Ламберта-Бера концентрация исследуемого вещества (С) равна:According to the Lambert-Beer law, the concentration of the test substance (C) is:
C=lnJ0-lnJ1/kL,C = lnJ 0 -lnJ 1 / kL,
где k - коэффициент экстинкции, L - длина кюветы, J0 - величина светового потока, прошедшего через кювету сравнения или непосредственно от источника излучения, J1 - величина светового потока, прошедшего через измерительную кювету. J0 в этой формуле принимается постоянной величиной, тогда как в известных описанных выше спектрофотометрах с нестабильным световым потоком обе величины: и J0, и J1 являются переменными (величина J0 зависит только от яркости свечения лампы, а величина J1 зависит еще и от концентрации вещества в измерительной кювете), что приводит к снижению точности измерения, о чем уже говорилось выше.where k is the extinction coefficient, L is the length of the cell, J 0 is the magnitude of the light flux passing through the comparison cell or directly from the radiation source, J 1 is the magnitude of the light flux passing through the measuring cell. J 0 in this formula is taken as a constant value, whereas in the known spectrophotometers described above with unstable light flux, both quantities: both J 0 and J 1 are variable (the value of J 0 depends only on the brightness of the lamp, and the value of J 1 also depends on from the concentration of the substance in the measuring cell), which leads to a decrease in the measurement accuracy, as mentioned above.
Введение в заявляемый спектрофотометр управляемого блока питания для источника света в сочетании с электронной усилительной схемой позволило достигнуть в предлагаемом приборе автоматической стабилизации величины светового потока (J0 или J1), в таком случае концентрация исследуемого вещества будет определяться только величиной измеряемого (нестабилизированного) светового потока: или J0, или J1.The introduction into the inventive spectrophotometer of a controlled power supply for a light source in combination with an electronic amplifier circuit made it possible to achieve automatic stabilization of the luminous flux (J 0 or J 1 ) in the proposed device, in which case the concentration of the test substance will be determined only by the measured (unstabilized) luminous flux : either J 0 or J 1 .
Оптическая схема предлагаемого спектрофотометра представлена на чертеже. Спектрофотометр содержит источник света (лампу) 1, два зональных светофильтра 2, 3, две кюветы: сравнительную 4 и измерительную 5, два фотоэлемента 6, 7, два усилителя 8, 9, систему коммутации 10 и управляемый блок питания лампы 11.The optical scheme of the proposed spectrophotometer is shown in the drawing. The spectrophotometer contains a light source (lamp) 1, two zone light filters 2, 3, two cuvettes: comparative 4 and measuring 5, two photocells 6, 7, two amplifiers 8, 9, a switching system 10 and a controlled lamp power supply 11.
Заявляемый спектрофотометр может работать в двух режимах: в режиме стабилизации сравнительного светового потока (J0) или в режиме стабилизации измерительного светового потока (J1). Режим стабилизации J0 предпочтительнее использовать для измерения более высоких концентраций исследуемого вещества, а режим стабилизации J1 - для измерения малых концентраций.The inventive spectrophotometer can operate in two modes: in the stabilization mode of the comparative light flux (J 0 ) or in the stabilization mode of the measuring light flux (J 1 ). The stabilization mode J0 is preferable to use to measure higher concentrations of the test substance, and the stabilization mode J1 is used to measure low concentrations.
При любом из двух возможных режимов работы предлагаемого спектрофотометра источник светового излучения 1 (например, безэлектродная ртутная газоразрядная лампа) создает два идентичных световых потока, проходящих через зональные светофильтры 2, 3 и затем: один - через сравнительную кювету 4 (сравнительный или опорный световой поток, J0) и второй - через измерительную кювету 5 (измерительный световой поток, J1), при этом сравнительный световой поток J0 падает на фотоэлемент 6, а измерительный световой поток J1 падает на фотоэлемент 7.For any of the two possible modes of operation of the proposed spectrophotometer, the light source 1 (for example, an electrodeless mercury gas discharge lamp) creates two identical light fluxes passing through zonal filters 2, 3 and then: one through a comparative cell 4 (comparative or reference light flux, J 0 ) and the second through the measuring cell 5 (measuring light flux, J 1 ), while the comparative light flux J 0 falls on the photocell 6, and the measuring light flux J 1 falls on the photocell 7.
При работе спектрофотометра в режиме стабилизации сравнительного светового потока (J0) система коммутации 10 включает усилитель 8, соединенный с фотоэлементом 6, на который падает J0, в интегрирующий режим работы, а усилитель 9, соединенный с фотоэлементом 7 (на который падает J1), - в масштабный режим работы. Интегрирующий усилитель 8, принимая сигнал фотоэлемента 6, регулирует мощность лампы 1, управляя через систему коммутации 10 блоком питания лампы 11 и поддерживая таким образом величину сравнительного светового потока J0 постоянной. Если в ходе работы спектрофотометра происходит увеличение или уменьшение светового потока от источника света 1 по отношению к заданной величине, то на выходе интегрирующего усилителя 8 происходит соответственно уменьшение или увеличение напряжения, что приводит к уменьшению или росту мощности, подаваемой на лампу 1 от блока питания 11, и соответственно к уменьшению или усилению яркости излучения источника света 1, пока не будет достигнута заданная величина J0. Сигнал от фотоэлемента 7 (на который падает J1) поступает в масштабный усилитель 9, выход которого соединен через систему коммутации 10 с измерительной схемой - с аналого-цифровым преобразователем (АЦП).When the spectrophotometer is in the stabilization mode of the comparative light flux (J 0 ), the switching system 10 includes an amplifier 8 connected to a photocell 6 onto which J 0 falls into an integrating mode of operation, and an amplifier 9 connected to a photocell 7 (onto which J 1 falls ), - in a large-scale operation mode. The integrating amplifier 8, receiving the signal of the photocell 6, regulates the power of the lamp 1, controlling the power supply unit of the lamp 11 through the switching system 10 and thus maintaining the value of the comparative light flux J 0 constant. If during the operation of the spectrophotometer there is an increase or decrease in the luminous flux from the light source 1 with respect to a given value, then at the output of the integrating amplifier 8 there is a corresponding decrease or increase in voltage, which leads to a decrease or increase in the power supplied to the lamp 1 from the power supply 11 , and, accordingly, to decrease or increase the brightness of the radiation of the light source 1, until a predetermined value J 0 is reached. The signal from the photocell 7 (onto which J 1 falls) enters a large-scale amplifier 9, the output of which is connected through a switching system 10 with a measuring circuit - with an analog-to-digital converter (ADC).
В режиме стабилизации измерительного светового потока (J1) предлагаемый спектрофотометр работает следующим образом. Система коммутации 10 включает усилитель 9, соединенный с фотоэлементом 7, на который падает J1, в интегрирующий режим работы, а усилитель 8 (на который падает J0) - в масштабный режим. Сигнал с выхода интегрирующего усилителя 9 регулирует мощность лампы 1, управляя через систему коммутации 10 блоком питания лампы 11 и усиливая яркость свечения лампы 1 при увеличении концентрации исследуемого вещества или снижая яркость свечения лампы 1 при уменьшении концентрации, в результате величина измерительного светового потока J1 поддерживается постоянной, а величина сравнительного светового потока J0 увеличивается с увеличением яркости свечения (или снижается при уменьшении яркости свечения), что регистрируется фотоэлементом 6 и затем масштабным усилителем 8, выход которого через систему коммутации 10 соединен с измерительной схемой - с АЦП.In the stabilization mode of the measuring light flux (J 1 ), the proposed spectrophotometer operates as follows. The switching system 10 includes an amplifier 9 connected to a photocell 7, on which J 1 falls, in an integrating mode of operation, and an amplifier 8 (on which J 0 falls) in a large-scale mode. The signal from the output of the integrating amplifier 9 regulates the power of the lamp 1 by controlling the power supply unit of the lamp 11 through the switching system 10 and increasing the brightness of the lamp 1 with increasing concentration of the test substance or decreasing the brightness of the lamp 1 with decreasing concentration, as a result, the value of the measuring light flux J 1 is maintained constant, and the value of the comparative luminous flux J 0 increases with increasing brightness (or decreases with decreasing brightness), which is detected by photocell 6 and then a large-scale amplifier 8, the output of which through the switching system 10 is connected to the measuring circuit - with the ADC.
Заявляемый спектрофотометр был реализован в виде действующего макета. Исследование его рабочих характеристик на примере измерения концентрации озона показало, что прибор работает в широком диапазоне концентраций: от 10-2 до 10-7 моль/л, точность измерений по краям указанного диапазона не ниже 10%. Определение концентрации в диапазоне от 10-2 до 10-4 осуществляли в режиме стабилизации сравнительного светового потока, а в диапазоне от 10-3 до 10-7 - в режиме стабилизации измерительного светового потока. При этом для более высоких концентраций определение проводили по измерению % светопропускания (при стабилизированном J0), а для малых концентраций - по измерению величины оптического поглощения (при стабилизированном J1).The inventive spectrophotometer was implemented as a working layout. The study of its performance characteristics by the example of measuring ozone concentration showed that the device operates in a wide range of concentrations: from 10 -2 to 10 -7 mol / l, the measurement accuracy at the edges of the specified range is not lower than 10%. The concentration was determined in the range from 10 -2 to 10 -4 in the stabilization mode of the comparative luminous flux, and in the range from 10 -3 to 10 -7 in the stabilization mode of the measuring luminous flux. Moreover, for higher concentrations, the determination was carried out by measuring% light transmission (with stabilized J 0 ), and for low concentrations - by measuring the optical absorption (with stabilized J 1 ).
Разработанная конструкция спектрофотометра с автоматической стабилизацией светового потока позволила примерно на порядок сократить время выхода прибора на рабочий режим (при использовании ртутных ламп низкого давления обычно для этого требуется на менее 1,5-2 часов, а предлагаемый спектрофотометр выходит на рабочий режим в течение 10-15 мин), повысить стабильность светового потока от ±2% до ±0,1%, что, в свою очередь, позволило в 20 раз повысить точность измерений (на кюветах большой длины) или в 20 раз расширить диапазон измеряемых концентраций (на кюветах малой длины) и упростить, а при известном коэффициенте экстинкции и исключить, стадию калибровки.The developed design of the spectrophotometer with automatic stabilization of the light flux made it possible to reduce the time required for the device to reach the operating mode (when using low-pressure mercury lamps, this usually takes less than 1.5-2 hours, and the proposed spectrophotometer enters the operating mode within 10- 15 min), to increase the luminous flux stability from ± 2% to ± 0.1%, which, in turn, made it possible to increase the measurement accuracy by 20 times (on long cuvettes) or expand the range of measured concentrations by 20 times (on short cuvettes) and simplify, and with a known extinction coefficient and exclude, the calibration stage.
Предлагаемый спектрофотометр отличается низкой стоимостью и стабильностью работы и может быть использован для измерения концентраций веществ в газообразной (смесь газов и паров), жидкой (растворы) и твердой (например, оптические стекла) фазах.The proposed spectrophotometer has a low cost and stability, and can be used to measure the concentration of substances in the gaseous (mixture of gases and vapors), liquid (solutions) and solid (for example, optical glasses) phases.
Прибор удобен при эксплуатации - прибор не требует использования эталонных образцов для градуировки и настройки, так как после проведения электронной настройки измерительных блоков последние становятся метрологически идентичными, что позволяет проводить замену вышедшего из стоя измерительного блока без дополнительной калибровки.The device is convenient for use - the device does not require the use of reference samples for calibration and adjustment, since after the electronic adjustment of the measuring units, the latter become metrologically identical, which allows the replacement of a failed measuring unit without additional calibration.
Прибор может быть использован как в лабораторных, так и промышленных условиях, в том числе при создании систем автоматического регулирования и управления непрерывными технологическими процессами.The device can be used both in laboratory and industrial conditions, including when creating systems for automatic regulation and control of continuous technological processes.
Claims (1)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004130776/28A RU2273004C1 (en) | 2004-10-21 | 2004-10-21 | Spectrophotometer |
| PCT/RU2005/000296 WO2006043855A1 (en) | 2004-10-21 | 2005-06-01 | Spectrophotometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004130776/28A RU2273004C1 (en) | 2004-10-21 | 2004-10-21 | Spectrophotometer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2273004C1 true RU2273004C1 (en) | 2006-03-27 |
Family
ID=36203216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004130776/28A RU2273004C1 (en) | 2004-10-21 | 2004-10-21 | Spectrophotometer |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2273004C1 (en) |
| WO (1) | WO2006043855A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8076155B2 (en) | 2007-06-05 | 2011-12-13 | Ecolab Usa Inc. | Wide range kinetic determination of peracid and/or peroxide concentrations |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU817488A1 (en) * | 1979-05-08 | 1981-03-30 | Казанский Ордена Трудового Крас-Ного Знамени Авиационный Институтим. A.H.Туполева | Double-beam photometer |
| US4462685A (en) * | 1981-03-04 | 1984-07-31 | Instrumentation Laboratory Inc. | Spectroanalytical system |
| RU2109255C1 (en) * | 1995-04-20 | 1998-04-20 | Институт молекулярной биологии им.В.А.Энгельгардта РАН | Spectrophotometer |
-
2004
- 2004-10-21 RU RU2004130776/28A patent/RU2273004C1/en not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-06-01 WO PCT/RU2005/000296 patent/WO2006043855A1/en active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АЛЕКСЕЕВ Н.Г. и др. Современные электронные приборы и схемы в физико-химическом исследовании. М.: Химия, 1971, с. 462, рис. XIV.31. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2006043855A1 (en) | 2006-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20130301051A1 (en) | Scattering light source multi-wavelength photometer | |
| KR100881745B1 (en) | Photometric Gas Detection System and Method | |
| WO2006136019A1 (en) | Uv transmittance measuring device | |
| RU2373522C1 (en) | Atom absorption mercury analyser | |
| US5818598A (en) | Nondispersive optical monitor for nitrogen-oxygen compounds | |
| US8184286B2 (en) | Atomic absorption spectrophotometer | |
| RU2273004C1 (en) | Spectrophotometer | |
| US4898465A (en) | Gas analyzer apparatus | |
| DK145516B (en) | PHOTOMETER FOR DETECTION OF A FILTERABLE SUBSTANCE IN A TIMBER | |
| JPH01244341A (en) | Light absorbing type ozone concentration measuring device | |
| JP2007218816A (en) | Nitrogen analyzer | |
| RU2596035C1 (en) | Infrared optical gas analyzer | |
| JP5084395B2 (en) | Gas measuring instrument | |
| CN104769416B (en) | Atomic absorption spectrophotometer and the signal voltage optimization method for it | |
| KR101571859B1 (en) | Apparatus and method of analying element concentration using atomic absorption spectrophotometry | |
| GB2060873A (en) | Photoelectric gas analysis device | |
| JP3245144U (en) | Gas concentration measuring device | |
| Zhirkov et al. | A microplasma analyzer for the determination of alkali and alkaline-earth metals in small volumes of samples of complex phase composition | |
| CN111077083A (en) | Variable-range gas-phase molecular absorption cell system and absorption spectrometer | |
| KR200230292Y1 (en) | The Simultaneous Measuring Sensor of High and Low Concentration Ozone | |
| Kebabian et al. | Nitrogen dioxide sensing using a novel gas correlation detector | |
| JPS62278436A (en) | Fluorescence light measuring method and apparatus | |
| SU1369469A1 (en) | Luxmeter Calibration Device | |
| JPH08114550A (en) | Method and device for separately or simultaneosuly measuring nitrogen gas and steam in argon gas | |
| JPH10316404A (en) | Ozone generator for preparation of calibration gas, calibration gas generator, ozone analyzer and nitrogen oxide analyzer using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20061127 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121022 |