SU275457A1

SU275457A1 - SPECTROPHOTOMETER

Info

Publication number: SU275457A1
Application number: SU1011842A
Authority: SU
Inventors: В. Д. Бокий Б. Н. Бардин В. Ф. Ивашкевич Ю. Г. Кожевников; Л. Сюн

Description

Данное изобретение относитс к конструкци м спектрофотометров, используемых дл исследовани интегрального и спектрального светопропускани различных веществ.The present invention relates to the design of spectrophotometers used to study the integral and spectral light transmission of various substances.

Известны спектрофотометры, работающие по двухлучевой схеме с компенсационным методом регистрации, содержащие источник и приемники излучени , аналитическую чейку и электронно-механическую реверсивную след щую систему. Эта система с помощью отрабатывающего электродвигател перемещает светоослабитель и перо самописца с переменной скоростью,, завис щей от изменени оптической плотности образца. Больша инерционность такой системы ограничивает скорость и снижает точность регистрации.Spectrophotometers operating according to a two-beam scheme with a compensation recording method are known, which contain a source and receivers of radiation, an analytical cell and an electron-mechanical reversing tracking system. This system uses a powering motor to move the light attenuator and the pen of the recorder at a variable speed, depending on the change in the optical density of the sample. Greater inertia of such a system limits the speed and reduces the accuracy of registration.

Предложенный спектрофотометр отличаетс от известного тем, что светоослабительный диск снабжен равноотсто щими один от другого выступами, расположенными по его периферии . По обеим сторонам диска установлены источник и приемник излучени , расположенные таким образом, чтобы при вращении диска его выступы пересекали световой поток этого источника; при этом приемник излучени св зан со счетчиком импульсов и системой управлени спектрофотометром. Така конструкци светоослабител позвол ет регистрировать результаты измерений в цифровой форме и уменьшить инерционность спектрофотометра .The proposed spectrophotometer differs from the known one in that the light-attenuating disk is provided with projections equally spaced from one another and located along its periphery. On both sides of the disk, a source and a radiation receiver are installed so arranged that, when the disk is rotated, its protrusions intersect the luminous flux of this source; wherein the radiation receiver is associated with a pulse counter and a spectrophotometer control system. Such a light-attenuator design allows the measurement results to be recorded in digital form and to reduce the inertia of the spectrophotometer.

На чертеже приведена функциональна схема предлагаемого спектрофотометра, котора состоит из оптико-механической части Л, схемы управлени В, преобразовател вал-цифра С и системы регистрации D.The drawing shows a functional diagram of the proposed spectrophotometer, which consists of the optical-mechanical part A, control circuit B, converter shaft-digit C and recording system D.

В свою очередь выделенные части функциональной схемы содержат следующие элементы: двухлучевой осветитель 1, исследуемый образец 2, механизм 3 перемещени образца,In turn, the selected parts of the functional diagram contain the following elements: dual beam illuminator 1, test sample 2, mechanism 3 for moving the sample,

пучок (канал) 4 образца, пучок (канал) сравнени 5, светоослабитель 6, вспомогательный осветитель 7, датчики 8 и 9 углового положени светоосветптел , плоские зеркала 10, 11, 12, модул тор 13, сферические зеркала 14,beam (channel) 4 of the sample, beam (channel) of comparison 5, light attenuator 6, auxiliary illuminator 7, sensors 8 and 9 of the angular position of the light illuminator, flat mirrors 10, 11, 12, modulator 13, spherical mirrors 14,

15, подвижное плоское зеркало 16, монохроматор 17, фотоэлектрический приемник 18, электродвигатель 19, редуктор 20, вспомогательный осветитель 21, генератор опорного напр жени 22, схему формировани 23, схемы совпадени 24, 25, линию задержки 26, пропускатель 27, счетчик импульсов 28, формирователь кода 29, самописец 30, цифропечатающее устройство 31, перфоратор 32, устройство 33 дл записи информации на магнитной ленте.15, a movable flat mirror 16, a monochromator 17, a photoelectric receiver 18, an electric motor 19, a gearbox 20, an auxiliary illuminator 21, a reference voltage generator 22, a formation circuit 23, a coincidence circuit 24, 25, a delay line 26, a transmitter 27, a pulse counter 28 shaper code 29, recorder 30, digitizer 31, punch 32, device 33 for recording information on a magnetic tape.

Оптико-механическа часть А предназначена дл разделени излучени источника на пучки 4, 5 образца и сравнени , изменени интенсивности пучка сравнени и поперементакже дл разложени излучени источника в спектр. Разделение излучени источника на два пучка производит двухлучевой осветитель 1. На пути одного из них устанавливаетс исследуемый образец 2. При изменени х интегрального светопропускани образца используетс механизм J перемещени образца.The optomechanical part A is intended for dividing the radiation of the source into beams 4, 5 of the sample and comparing, changing the intensity of the comparison beam and converting it also to decompose the radiation of the source into a spectrum. The separation of the source radiation into two beams produces a two-beam illuminator 1. Test sample 2 is placed in the path of one of them. When the sample's integral light transmission changes, the sample transfer mechanism J is used.

Оптическа система осветител 1 фокусирует пучок сравнени в плоскость светоослабител 6, который выполнен в виде диска с измен ющимс по кругу коэффициентом ослаблени светоослабл ющей части /г. Дл обеспечени регистрации углового положени светоослабл ющей части светоослабител на диске имеютс прорези т, а дл обеспечени регистрации момента выхода светоослабл ющей части k из пучка сравнени прорезано окно п. Вспомогательный осветитель 7 посылает через прорези m и окно п пучки света на датчики 8 и 9 углового положени светоослабител .The optical system of the illuminator 1 focuses the comparison beam in the plane of the light-attenuator 6, which is made in the form of a disk with a circle-varying attenuation coefficient of the light-attenuating part / g. To ensure registration of the angular position of the light-attenuating part of the light-attenuator, there is a slot on the disk, and to ensure registration of the moment when the light-attenuating part k emerges from the comparison beam, a window n is cut. Auxiliary illuminator 7 sends light beams to the angle sensors 8 and 9 through the slots m and window n. light attenuator position.

Зеркала 10, 11, 12 свод т пучки образца и сравнени в плоскости модул тора liS, .который попеременно направл ет их посредством сферических зеркал /if, J5 и плоского зеркала 16 в монохроматор 17, а затем на нриемник 18.The mirrors 10, 11, 12 reduce the beam of the sample and comparison in the modulator plane liS, which alternately directs them by means of spherical mirrors (if, J5) and a flat mirror 16 to the monochromator 17, and then to the receiver 18.

При измерении интегрального светопропускани образца зеркало 16 отводитс , и пучки поступают на приемник, мину монохроматор.When measuring the integrated light transmission of the sample, the mirror 16 is retracted, and the beams arrive at the receiver, mine a monochromator.

Модул тор 13 выполнен в виде зеркального диска с секторными вырезами. Электродвигатель 19 через редуктор 20 вращает синхронно и синфазно осветоослабитель и модул тор независимо от светонропускани образца. Вспомогательный осветитель 21 направл ет через вырезы модул тора 13 пучок света на генератор опорного напр жени 22.The modulator 13 is made in the form of a mirror disk with sector cuts. The motor 19 through the gearbox 20 rotates the synchronous and in-phase light attenuator and modulator independently of the light transmission of the sample. The auxiliary illuminator 21 directs a beam of light through the cutouts of the modulator 13 to the reference voltage generator 22.

Схема управлени В предназначена дл управлени нропускателем 27 и формирователем кода 29. Она состоит из фотоэлектрического малоинерционного приемника 18 типа фотоумножител , преобразующего световые потоки пучков образца и сравнени в электрические сигналы, схемы формировани 23, преобразующей сигналы приемника 18 в пр моугольные импульсы, фаза которых зависит от соотношени амплитуд сигналов пучков образца в сравнении, генератора опорного напр жени 22, выдающего пр моугольные импульсы напр жени , двух схем совпадени 24, 25 и линии задержки 26.The control circuit B is designed to control the chopper 27 and the shaper of code 29. It consists of a photoelectric low-inertia receiver 18 of the photomultiplier type, which converts the light fluxes of the sample beams and compares to electrical signals, the formation circuits 23, which convert the signals of the receiver 18 into square pulses whose phase depends of the ratio of the amplitudes of the signals of the sample beams in comparison, the reference voltage generator 22, which produces rectangular voltage pulses, the two coincidence circuits 24, 25 and the line 3 Derzhko 26.

Преобразователь вал-цапфа С предназначен дл регистрации величины светопропускани образца в момент равенства сигналов пучков образца и сравнени , а также передачи информации, полученной в этот момент, на самописец, цифропечатающую машину, перфоратор, магнитную ленту и т. д. Он состоит из датчика 8 углового положени светоослабител , выдающего пр моугольные импульсы напр жени при изменении на определенную величину коэффициента ослаблени светоослабител в пучке сравнепи , пропускател 27, счетчика импульсов 28, формировател кода 29, преобразующего информацию со счетчика 28 дл передачи ее в систему регистрации , и датчика 9 углового положени светоослабител , который в начале цикла измерени через каждый оборот светоослабител подает сигнал на сброс счетчика и формировател кода в исходное положение.The converter shaft pin C is used to register the sample light transmittance at the time of equality of the signals of the sample beams and comparison, as well as transmitting the information obtained at this moment to the recorder, digital printing machine, perforator, magnetic tape, etc. It consists of a sensor 8 the angular position of the light-attenuator, which produces rectangular voltage pulses when the attenuation coefficient of the light-attenuator in the comparison beam, the transmitter 27, the pulse counter 28, the driver 29, changes by a certain amount, converting information from counter 28 to transmit it to the recording system, and sensor 9 of the angular position of the light-attenuator, which, at the beginning of the measurement cycle, through each revolution of the light-attenuator sends a signal to reset the counter and the former to its original position.

Система регистрации D результатов измерений состоит из самописца 30 с дискретнойThe recording system D of measurement results consists of a recorder 30 with a discrete

системой записи, цифропечатающего устройства 31, перфоратора 32 и устройства 33 дл записи информации на магнитной ленте.a recording system, a digital printer 31, a perforator 32, and a device 33 for recording information on a magnetic tape.

При входе светоослабл ющей части k светоослабител 6 в пучок сравнени на датчикUpon entry of the light-attenuating part k of the light-attenuator 6 into the beam of comparison to the sensor

8 начинает периодически поступать излучение вспомогательного осветител 7 через прорези т. ПрИ этом второй пучок осветител 7 перекрываетс непрозрачной частью светоослабител , ;и датчик 9 пе работает. Датчик 88, the radiation of the auxiliary illuminator 7 periodically comes in through the slots of the current. In this way, the second beam of the illuminator 7 is blocked by an opaque part of the light attenuator, and the sensor 9 does not work. Sensor 8

преобразует прерывистый световой поток в пр моугольные нмпульсы напр жени н направл ет их на пропускатель 27.converts the intermittent light flux into rectangular voltage pulses and directs them to the transducer 27.

Одновременно модул тор 13 попеременно направл ет пучки образца и сравнени наAt the same time, the modulator 13 alternately directs the beams of the sample and comparison

приемник 18, который под их воздействием вырабатывает электрические сигналы. Последние поступают в схему формировани 23 п там преобразуютс в пр моугольные импульсы , фаза которых зависит от соотношени the receiver 18, which under their influence produces electrical signals. The latter arrive at the 23p formation scheme there and are converted into rectangular pulses, the phase of which depends on the ratio

амплитуд сигналов пучков образца и сравнепи . Эти импульсы в противофазе поступают па схемы совпадени 24, 25.amplitudes of the signals of the sample beams and comparative. These pulses in antiphase arrive at the coincidence circuit 24, 25.

Кроме того, модул тор 13 пропускает через секторные вырезы излучение вспомогательногоIn addition, the modulator 13 passes the auxiliary radiation through the sector cuts.

осветител 21 на генератор опорного напр жени 22. Под воздействием прерывистого светового потока генератор вырабатывает пр моугольные импульсы напр жени , которые в фазе также поступают на схемы совпадени 24, 25.the illuminator 21 to the reference voltage generator 22. Under the influence of a discontinuous light flux, the generator produces rectangular voltage pulses, which in phase also arrive at the coincidence circuits 24, 25.

Пока световой поток пучка сравнени меньше (больше) чем световой поток пучка образца , схема совпадени 25 и пропускатель 27 открыты, а схема совпадени 24 заперта.As long as the luminous flux of the comparison beam is smaller (more) than the luminous flux of the sample beam, the coincidence circuit 25 and the transmitter 27 are open, and the coincidence circuit 24 is locked.

Следовательно, импульсы напр жени датчика 8 будут проходить через пропускатель 27 на счетчик 28. При равенстве световых потоков пучков образца и сравнени схема совпадени 25 и пропускатель 27 запираютс , счетConsequently, the voltage pulses of the sensor 8 will pass through the transmitter 27 to the meter 28. With equal light fluxes of the sample beams and the comparison, the coincidence circuit 25 and the transmitter 27 are locked,

импульсов на счетчике 28 прекращаетс . Затем световой поток пучка сравнени становитс больше (меньше) светового потока пучка образца, схема формировани 23 измен ет фазы выходных импульсов, вследствие чегоthe pulses on the counter 28 stop. Then the luminous flux of the comparison beam becomes larger (smaller) than the luminous flux of the sample beam, the formation circuit 23 changes the phases of the output pulses, as a result of which

открываетс схема совпадени 24, сигнал с которой через линию задержки 26 открывает формирователь кода 29.a coincidence circuit 24 is opened, the signal from which, via delay line 26, opens shaper code 29.

Информаци счетчика 28, соответствующа светопропускапию образца, поступает па формирователь кода 29 п на спстему регистрации. Кроме того, па систему регистрации посто нно поступает через переключатель /7 информаци с механизма скапировапп длин волн монохроматора 17 (спектральные измерени ) илиThe information of the counter 28, corresponding to the light transmission of the sample, is supplied to the driver of the code 29 n on the registration system. In addition, the pa of the recording system is continuously fed through the / 7 information switch from the skapirovappa wavelength mechanism of the monochromator 17 (spectral measurements) or

с механизма 3 перемещени образца (изменение интегрального светопропускани ).from the sample transfer mechanism 3 (change in the integral light transmission).

При выходе светоослабл ющей части k светоослабител 6 из пучка сравнени на датчик 9 попадает излучение осветител 7 через окно п, датчик 9 посылает сигнал на счетчик 28 и формирователь кода 29 и приводит их в исходное положение. После этого цикл работы спектрофотометра повтор етс .When the light-attenuating part k of the light-attenuator 6 leaves the comparison beam, the radiation of the illuminator 7 enters the sensor 9 through the window n, the sensor 9 sends a signal to the counter 28 and the driver 29 and returns them to the initial position. After that, the cycle of the spectrophotometer is repeated.

Предмет изобретени Subject invention

Спектрофотометр, содержащий источник и приемники излучени , светоослабительный диск, аналитическую чейку и электронно-механическую след щую систему, перемещающую светоослабитель и перо самописца, отличающийс тем, что, с целью уменьшени инерционности и осуществлени регистрации оптической плотности в цифровой форме, светоослабительный диск снабжен выступами, расположенными по его периферии, а по обеим сторонам диска установлены источник и приемник излучени , расноложенные таким образом , чтобы при вращении диска выступы пересекали световой поток этого источника, при этом приемник излучени св зан со счетчиком импульсов и системой управлени спектрофотометром.A spectrophotometer containing a source and receivers of radiation, a light-attenuating disk, an analytical cell and an electron-mechanical tracking system that moves a light-attenuator and a recorder pen, characterized in that, in order to reduce the inertia and digital registration of optical density, the light-attenuating disk is provided with projections, located on its periphery, and on both sides of the disk, a source and a radiation receiver are installed, spaced in such a way that, when the disk rotates, the protrusions intersect or the luminous flux of this source, the radiation receiver being connected to a pulse counter and a spectrophotometer control system.

«П"P