SU1239523A1 - Устройство дл анализа многокомпонентных систем - Google Patents

Abstract

Устройство дл  анализа многокомпонентных систем с перекрывающимис  полосами поглощени  относитс  к об- ласти контрольно-измерительной техники и может быть использовано в химической технологии и биохимических исследовани х. С целью расширени  числа анализируемых компонент устройство снабжено системой двух скрещенных призм, установленных на валу шагового двигател , обеспечивающих попеременное прохождение света через кюветы. 1 ил.

Description

f

Изобретение относитс  к устройствам дл  определени  концентрации компонент раствора методами спектроскопии и может быть использовано в химической технологии, биохимических исследовани х, в частности при диагностике крови на содержание карбокси- гемоглобина, оксигемоглобина или мет- гемогло бина.

Цель изобретени  - расширение числа анализируемых компонент. .

На чертеже изображена схема устройств . .

Устройство содержит источник 1 света (например, лампочка накаливани ) , установленный в фокусе линзы 2, второй шаговый двигатель 3, интерференционные фильтры 4 и 5, первый шаговый двигатель 6, первую и вторую поворотные призмы 7 и 8, кюветы 9 сравнени  и рабочую кювету 10, фотоприёмник 11, логарифмический усили- тель 12, аналого-цифровой преобразователь 13, реверсивный счетчик 14, блок 15 пам ти, блок 16 автоматики, вычислительный блок 17 с табло 18 индикации.

Дл  анализа многокомпонентных сис- тем необходимо реализовать алгоритм, решающий систему линейных уравнений, коэффициенты которого определ ютс  в процессе работы устройства. Использование нескольких фильтров, устанавливаемых в световой пучок, позвол ет проводить анализ многокомпонентных систем, а использование двухка- нальной системы освещени  и двух кювет одинаковой толщины исключает вли ние растворител  и отличий в коэффициент х пропускдни  фильтров. Оптическа  плотность D на длине в системе, содержащей i компонент, определ етс  выражением

к; с; Dj ,

- коэффициент поглощени  вещества i-й компоненты на длине волны А j ; С, - концентраци  i-й компоненты .

Определив DJ и К- дл  р ди волн, можно построить систему линейных уравнений и решить ее относительно С . Необходимое количество уравнений составл ет не менее п, которое и определ ет минимально необходимое число фильтров. Уже в простейшем случае определени  одной компоненты в присутствии второй при условии перегде К;.

39523I

крывани  их полос поглощени  необходимо измер ть оптическую плотность на двух длинах волн.

Использование шаговых двигателей

5 дл  установки призм и фильтров, управл емых единым блоком автоматики, позвол ет организовать необходимую последовательность измерени  оптических плотностей, в результате исключает 0 с  вли ние коэффициента погашени  фильтров.

Устройство работает следующим образом .

Свет от источника 1 через линзу 2 попадает на первый интерференционный фильтр 4, выдел ющий аналитическую длину волны. Пройд  первую поворотную призму 7, свет попадает на рабочую кювету 10, а затем на фотоприемник 11 (ФЭУ) и лреобразуетс  в электрический сигнал.

Логарифмический усилитель 12 пре- образует фототок в напр жение, про- порциональное логарифму выходного тока ФЭУ. В свою очередь пропорционально выходному напр жению логарйфмичес- кого усили тел  12 аналого-цифровой. преобразователь 13 формирует последовательность импульсов, которые заполн ют реверсивн й счетчик 14. Затем блок 16 автоматики устанавливает первый шаговый двигатель 6 в положение , когда свет проходит через кювету 9 сравнени  (с растворителем) и вторую поворотную призму 8, а реверсивный счетчик переводитс  в режим вычитани . Свет, прошедший через кювету 9, также преобразуетс  в последовательность импульсов. В реверсивном счетчике происходит вычитание из предьщущего числа значени  вновь полученного, и результат заноситс  в блок 15 пам ти вычислительного блока 17.

Таким образом, за два цикла измерений в вычислительном блоке формируетс  число, равное разности логарифмов интенсивности света, прошедшего через кювету с растворителем и раствором исследуемого вещества, т.е. величина оптический плотности исследуемого вещества на длине волны пропускани  светофильтра.

После окончани  измерени  оптичес кой плотности блок 16 автоматически установливает призму 7 в исходное положение и производит смену фильтра вторым шаговым двигателем 3, затем

Снова измер етс  оптическа  плотность и результат запоминаетс  блоком 17. Этот процесс повтор етс  на всех аналитических длинах волн, затем вычисл етс  концентраци  компо- нент раствора и осуществл етс  их вьщача на табло 18 индикации.

Фор м у ла изобретени 

Устройство дл  анализа многокомпонентных систем с перекрывающимис  полосами поглощени , содержащее последовательно установленные на оптичес- кой оси источник света, линзу, узко- полосный интерференционный фильтр и кювету сравнени , а также рабочую кювету, фотоприемник и регистрирующую систему, соединенную с фотоприем никрм, отличающеес  тем, что, с цепью расширени  числа анали- зируемьк компонент, оно дополнительно содержит первую и вторую поворотные призмы, первый и второй шаговый двигатели и (п-1) узкополосных интер ференционных фильтров, где п - число анализируемых компонент, перва  поворотна  призма установлена на валу первого шагового двигател  с возможностью пересечени  оптической оси между интерференционным фильтром и кюветой сравнени , при этом перва 

5

0

5 0 5

поворотна  призма оптически св зывает источник света и фотоприемник через рабочую кювету, втора  поворотна  призма установлена на валу первого шагового двигател  с возможностью пересечени  оптической оси по ходу излучени , при этом втора  поворотна  призма оптически св зьшает кювету сравнений с фотоприемником и установлена на валу таким образом, что пересекает оптическую ось поперемен- но с первой поворо-тной призмой, а второй шаговый двигатель снабжен ме- ханизмом попеременной установки на оптическую ось всех узкополосных интерференционных фильтров, причем период Tj вращени  первого шагового двигател  и период Т вращени  второго шагового двигател  св заны соотношением Т, пТ , при этом регистрирующа  система вьтолнена в виде последовательно соединенных логарифмического усилител , аналого-цифрового преобразовател , реверсивного счетчика , блока пам ти и вычислительного блока с табло индикации, а также блока автоматики, причем логарифмический усилитель, аналого-цифровой преобразователь , реверсивный счетчик и блок пам ти синхронно св заны через блок автоматики с шаговыми, двигател ми и вычислительным блоком.

Редактор Н.Тупица

Составитель В.Калечиц Техред И.Попович

Заказ 3386/40Тираж 778Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

Корректор М. Шарофи

Claims (1)

1. Фор му ла изобретения ¹⁰

   Устройство для анализа многокомпонентных систем с перекрывающимися полосами поглощения, содержащее последовательно установленные на оптической оси источник света, линзу, узко- <5 полосный интерференционный фильтр и кювету сравнения, а также рабочую кювету, фотоприемник и регистрирующую систему, соединенную с фотоприемником, отличающееся тем, 20 что, с целью расширения числа анализируемых компонент, оно дополнительно содержит первую и вторую поворотные призмы, первый и второй шаговый двигатели и (п-1) узкополосных интер-25 ференционных фильтров, где η - число анализируемых компонент, первая поворотная призма установлена на валу первого шагового двигателя с возможностью пересечения оптической оси jq между интерференционным фильтром и кюветой сравнения, при этом первая

   1239523 4 поворотная призма оптически’ связывает источник света и фотоприемник через рабочую кювету, вторая поворотная призма установлена на валу перво5 го шагового двигателя с возможностью пересечения оптической оси по ходу излучения,' при этом вторая поворотная призма оптически связывает кювету сравнения с фотоприемником и установлена на валу таким образом, что (пересекает оптическую ось попеременI но с первой поворотной призмой, а второй шаговый двигатель снабжен механизмом попеременной установки на оптическую ось всех узкополосных интерференционных фильтров, причём период Т₍ вращения первого шагового двигателя и период вращения второго шагового двигателя связаны соотношением Т₅ = пТ^, при этом регистрирующая система выполнена в виде последовательно соединенных логарифмического усилителя, аналого-цифрового преобразователя, реверсивного счетчика, блока памяти и вычислительного блока с табло индикации, а также блока автоматики, причем логарифмический усилитель, аналого-цифровой преобразователь, реверсивный счетчик и блок памяти синхронно связаны через блок автоматики с шаговыми, двигателями и вычислительным блоком.