SU1140010A1 - Оптический анализатор - Google Patents

Abstract

ОПТИЧЕСКИЙ АНАЖЗАТОР, содержащий источник излучени , оптическую систему, дифференциальную кювету , фотоприемники, соединенные через преобразователи с регистрирующим устройством, отличающийс  ;тем, что, с целью повышени  точности, информативности и достоверности измерений , в него дополнительно введен модул тор, выполненньш в виде цил1П1дра с нарезанной на его поверхности пр моугольной канавкой с шагом t и углом подъема витка спирали V, определ емыми из соотношени  .. 4R где R - внешний диаметр цилиндра, k - оптическое увеличен11е оптической системы, и расположенньй между источником излучени  и кюветой, а кювета выпол-нена состо щей из двух  чеек - рабочей и сравнительной, причем рабоча   чейка имеет треугольный профиль, а сравнительна  - пр моугольно-усеченный профиль.

Description

I1

Изобретение относитс  к аналитическому приборостроению, к классу оптических приборов, предназначено дл  определени  свойств и состава веществ в растворе и молсет примен ть с  в цитологии, биохимии, вирусологии , а также в промьпиленности при анализе.и очистке сточных вод.

Современный метод хроматограЛического анализа требует применени  детектирующих устройств, обладающих высокой чувствительностью и точностью Широко примен ютс  в хроматографии рефрактометрь, фотометры и флуориметры . Необходимость уменьшени  В15емени анализа и гювышеги  достоверности и точности измерений вызвала к жизни фотофлуориметрические и фоторефрактометрические детекторы.

Известно устройство, предназ -гачен ное дл  одновремениого измерешзд оптической плотности и показател  преломлени , содержащее два источника излучени , два -ц-рнемиика излучени , оптические элементы и оптическую кюнету , выполненную в виде пр моугольного параллелегп1педа, разделенного стекл нной перегоро кой, установленной под углом к основанию, и котора  образует две усеченные пирами;г,ь5 с пр моугольными основани ми 11 .

Это устройство позвол ет с высокой точностью определ ть показатель преломлени  и оптическую плотность исследуемого раствора, однако с его помощью невозможно измер ть такой оптический параметр, как интенсивность флуоресценции, что ограничивает областтз применени  детектора по исследуемым веществам,

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  оптический анализатор, содержащий источншс излучени , опти гескую систему, дифференциальную кювету и фотоприемннкп, сс единенные через преобразов;1т«у1и с рс-гр стрирующим устройством L2J .

Однако нег.озможност;.) одновременного измерени  yi-сазапным ангишзатором показател  преломлени  нариду с оптической плитносттзю и интгисппностью флуоресиепцпи также ограничивает область ej-o применени  в жид;костной хроматографии, Иггмеренкс показател  преломлени  при испо.тпзовании указанного /ртектора пре дполагает применение рщс какого-либо опти02

ческого рефрактометрического прибора , что снижает точность и достоверность измерений.

Цель изобретени  - повыше П1е точности , информативности достовер шсти измерений.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в оптический анализатор, содержащий источник излучени , оптическую систему, дифференциальную кювету и фотог рием 1ики, соединенные через преобразователи с регистрирующим устройством, дополнительно введен модул тор, вы11ол енньп в виде цилиндра с нарезагпшй на его поверхности пр моугольной канавкой с шагом t и углом подъема спирали V , определ емыми из соотношени 

R

tgj

где R - вне-ний диаметр цилиндра; k - оптическое увеличение оптической системы,

и расположеиньш между источником излучени  и кюветой, а кювета выполнена состо щей из двух  чеек - рабочей и сравнительной, причем рабоча   чейка :гчеет треуголычый гчюфкль, а сраврп1тельна  - пр ноуголг-РО-усеченный профиль.

Fla фиг. 1 изображерга схема устройства; на фиг. 2 - оптическа  дифференциальна  кювета; на фиг. 3 - модул  то р.

Устройство состоит (фиг. 1) пз источника света 1, конденсатора 2, двухщелевой диафрагмы 3, об ектива 4 модул тора 5, кюветы 6, объектива 7, зеркал 8 и 9, плоскокараллельной пластины 10, линзы I 1 , фотоприемника 12 и светофильгра 13, фотоприемника 14, свето(|)ильтра 15, фотоприемника 16 измерител  17 интервалов времени, логарифмического измерител  18 отношени  амплитуд, i3MepnTejm лРП1ейного 19,  вл ющихс  преобразовател ми, и многоканального регистрирующего устройства 20 „

Устройство работает следующим образом .

Световой гюток от источника света 1 формирует изобрал;ение тела накала с помощью конденсатора 2 в плоскость двухщелевой диафрагмы 3. Параллельный световой поток, сформированный объективом , проходит попеременно через: трорези модул тора 5 и  чей311

ки кюветь 6. Далее с помощью объектива 7 формируетс  изображение светового диаметра конденсатора на поверхности зеркала 8, имеющего отверстие дл  прохождени  центрального светового пучка. Прошедший через отверстие световой пучок, отразившись от зеркал 9 и пройд  плоскопа.раллельную пластину 10, направл етс  через прорезь модул тора 5. Промодулированный двалсды световой поток с помощью линзы 11 направл етс  на фотоприемник 12, Отраженна  от зеркала 8 част светового потока направл етс  через светофильтр 13 на фотоприемник 14, энерги  флуоресценции регистрируетс  в плоскости треугольной рабочей  чейки через светофильтр 15 фотоприемником 16. Фотоэлектрические сигналы, снимаемые с фотоприемников 12, 14 и 16, поступают соответственно на измеритель 17 интервалов времени, логарифмический измеритель 18 отношегги  амплитуд и измеритель отношен ш линейный 19, с вькодов которых сигналы, пропорциональные разности показателей преломлени , оптической плотности и интенсивности флуоресценции, поступают на многоканальное регистр :рующее устройство 20.

а фиг. 2 изображена оптическа  дифференциальна  кювета, выполненна  из кварцевого стекла и состо ща  из двух  чеек. Одна из  чеек заполн етс сравнительным раствором и представл ет собой в сечении пр моугольник.Друга   чейка заполн етс  измер емым раствором и представл ет собой треугольную призму. Световой поток распростран етс  в кювете таким образом что одна часть потока проходит через сравнительную  чейку и образует сравнительный канал, а друга  часть потока , проходит одновременно через сравнительную и измерительную  чейки и образует измерительный канал оптикозлектр 5ческой системы. |

На фиг. 3 изображен механический

модул тор, выполненный в виде цилиндра с внешним диаметром 2R с нарезанной на нем пр моугольной канавкой с шагом t и шириной , определ емыми максимальным перемещением светового изображени  во второй плоскости модУл ции, завис щим от максимального диапазона измерени  показател пpeлo meни  D и оптического увеличени  системы рефрактометрического канала К

104

. d 3DK

При этом угол подъема витка спирали У определ етс  из соотношени 

. V

d- -..

где 2R - внешний диаметр цилиндра.

11ову11шение точности измерений в рефрактометрическом каиале в предлагаемом устройстве осуществл етс  за счет применени  методов фазовых измеренш ; в отличие от ампхштудного, примен емого в известном устройстве. Фазовый метод имеет р д преимуществ перед амплитудным. Повышение точности измерений -в фотометрическом канале осуи1ествл етс  за счет конструкции прерывател , обеспечивающей посто нство временного сдвига сравнительного и измерительного сигналов, в результате применени  указанной дифференциальной кюветы, где сравнительньш и измерительный световые потоки проход т через одну и ту же сравнительную  чейку, а значит исключаетс  вли ние изменений чистоты или состава сравнительного раствора. В 11звестном устройстве сравнительньп световой поток проходит только через сравнительную  чейку, а измерительный - через измерительную. Тем самым исключаетс  возможность компенсации вли ни  колебаний чистоты сравнительного раствора. Повышение точности измере1иБ1-в флуориметрическом канале также происходит за счет формировани  измерительного и сравнител , ного световых потоков аналогично фотометрическому каналу.

Предлагаемые конструкции кюветы и модул торь;, примененные в одном приборе, дают возможность не только повысить точность рефрагстометрических , фотометрических и флуориметрических измерений, но и создать прибор флуорофоторефрактометр. Применеиин такого прибора сокращает врем  анализа (по крайней мере, второе), повышает достоверность анализа. Послед;гее объ сн етс  тем, что при последовательном подключении трех детекторов к хроматографической колонке происходит существенное размыкание пика -исследуемого вещества, выход щего из колонки. При подключении одного флуо офоторефрактометра (замен ющего три последовательно подключенных детектора) размыкание пика минимально и степень достоверности анализа резко повышаетс .

ч-гм

fe.2

.З

Claims (1)

1. ОПТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР, содержащий источник излучения, оптическую систему, дифференциальную кювету, фотоприемники, соединенные через преобразователи с регистрирующим 'устройством, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, информативности и достоверности измерений, в него дополнительно введен’ 'модулятор, выполненный в виде цилиндра с нарезанной на его поверхности прямоугольной канавкой с шагом t и углом подъема витка спирали $ , определяемыми из соотношения 'где R - внешний диаметр цилиндра, к - оптическое увеличение оптической системы, и расположенный между источником излучения и кюветой, а кювета выполнена состоящей из двух ячеек - рабочей и сравнительной, причем рабочая ячейка имеет треугольный профиль, а сравнительная - прямоугольно-усеченный профиль.

   (61)