SU604518A3 - Фотоэлектрическое устройство дл анализа жидкостей - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к замкнутым телевизионным системам и может использоватьс  в многоканальных аналитических системах дл  анализа состава жидкостей, например, дл  определени  содержани  в крови глюкозы, билирубина , альбумина и других компонентов.

Известно фотоэлектрическое устройство дл  анализа жидкостей, содержащее резервуары с провер емой и эталонной жидкост ми, имеющие прозрачные торцовые стенки, к которым подведены волоконные световоды от источника света, волоконно-оптический преобразователь, состо щий из диска, по окружности которого расположены упом нутые волоконные световоды , вращающийс  световод, против одного из концов которого установлен фотоэлектрический преобразователь, выход которого подключен к входу предварительного логарифмического усилител , оконечные усилители с инднкатОрамн 1.

Однако известное фотоэлектрическое устройство не обеспечивает высокой точности анализа .

Цель изобретени  - повышение точности анализа.

Дл  этого в фотоэлектрическое устройство дл  анализа жидкостей, содержащее резервуары с провер емой и эталонной жидкост ми.

имеющие прозрачные торцовые стенки, к которым подведены волоконные световоды от источника света, волоконно-оптический преобразователь , состо щий из диска, по окружности которого расположены упом нутые волоконные световоды, вращающийс  световод, против одного из концов которого установлен фотоэлектрический преобразователь, выход которого подключен к входу предварительного логарифмического усилител , и оконечные усилители с индикаторами , введены оптические фильтры, установленные между источником света и резервуарами , модули проба-хранение, кремниевые фотоэлементы, цифровой логический блок, синхронизирующий диск, установленный на одной оси с вращающимс  световодом, к поверхности которого подведены от источника света и кремниевых фотоэлементов дополнительные световоды , причем выходы кремниевых фотоэлементов подключены к цифровому логическому блоку , выходы которого подключены к модул м проба-хранение, включенным между выходом предварительного логарифмического усилител  и входами оконечных усилителей.

На фиг. 1 дана структурна  схема предлагаемого фотоэлектрического устройства; на 25 фиг. 2 изображен волоконно-оптический преобразователь , в плане; на фиг. 3 - синхронизирующий диск, вид сзади. Фотоэлектрическое устройство дл  анализа жидкостей содержит источник 1 света, волоконные световоды 2 (2-1/1, 2-1/2 - 2-п/1, 2-п/2, где п - число каналов, выбираемое в зависимости от требуемого количества компонентов , содержащихс  в анализируемой жидкости и подлежащих анализу, причем в каждом канале используетс  по два световода, что определ етс  наличием в каждом канале двух резервуаров; одного- с провер емой, другого - с эталонной жидкостью), оптические фильтры 3 (3- 1-3--п), резервуары 4 с провер емой (4-1/1 - 4-п/1) и эталонной (4-1/2 - 4-п/2) жидкост ми, имеющие прозрачные торцовые стенки, волоконно-оптичес.кий преобразователь 5, вращающийс  световод 6, против одного из концов которого ус-таковлен фотоэлектрический преобра.зователь 1, выход которого подключен к входу предварительного логарифмического усилител  8, синхронизирующий диск 9, дополнительные светово . ды 10, кремниевые фотоэлементы 11, выходом подключенные к цифровому логическому блоку 24;/выходы которого подключены к модул м проба-хранение 13 (13-1/1, 13-1/2 - 13-п/1, 13-п/2), оконечные .усилители 14 (14-1 -14-п) с индикаторами 15 (15- 1 -15-п), привод 16, осуществл ющий вращение синхронизирующего диска. 9 и вращающегос  световода 6. Оптические фильтры 3 установлены между источником 1 света и резервуарами 4, имеющими прозрачные торцовые стенки, к которым подведены волоконные световоды 2. . Волоконно-оптический преобразователь 5 (см. фиг. 2) состоит из диска, по окружности которого расположены волоконные световоды 2. В 12-канальном фотоэлектрическо.м устройстве, например, по окружности расположено 24 волоконных световода. Синхронизирующий диск 9 установлен на одной оси с вращающимс  световодом 6, к поверхности которого подведены от источника 1 света и кремниевых фотоэлементов 11 дополнительные световоды 10. Поверхность синхронизирующего диска 9 (см. фиг. 3) закодиро-. вана в бинарной системе так, что одни участки отражают свет, другие - поглощают его. Так, дл  12-канального фотоэлектрического устройства поверхность синхронизирующего диска должна быть разделена на 5, обычно круговых концентрических полос, которые, в свою очередь , разделены радиально на 12 полос, кажда  из которых соответствует определенному каналу, и кажда  из этих полос разделена на эталонную (на фиг. 3 защтрихована) и ( на .фиг. 3 незащтрихована) измерительную полосы. Модули проба-хранение 13 включены между выходом предварительного логарифмического усилител  8 и входами оконечных усилителей 14. Фотоэлектрическое устройство дл  анализа жидкостей работает следующим образом. Дозы исследуемой жидкости, например крови , кажда  из которых предварительно обработана методом колориметрического порционного анализа применительно к различным образцам крови, поступают в резервуары. 4;-п/1, а дозы жидкости известной .концентрации , соответствующей колориметрическому а.на лизу дл  каждой из исследуемых доз, проход т через соответствующие резервуары 4-1/2 - 4-п/2 с эталонной жидкостью.. Свет от источника 1 через волоконные сиетоводы 2 и оптические фильтры 3 падает на прозрачные торцовые стенки резервуаров 4 с провер емой и эталонной жидкост ми, проходит через резервуары и по волоконным световодам 2 передаетс  к волоконно-оптическому преобразователю 5. .Соотношение между излучением Рп от источника света 1 и излучением Р, поступающим на волоконно-оптический преобразователь 5 определ етс  законом Беера. Р РО , где а - светопоглощающа  способност-ь образца жидкости; b - длина пути света в резервуаре; с - концентраци  компоненты образца жидкости . Одновременно вращаетс  синхронизирующий диск 9 и вращающийс  световод 6; при каждом их обороте излучение от волоконно-оптического преобразовател  в виде серий световых импульсов передаетс  к фотоэлектрическому преобразователю, выходной ток I которого I К|Р, где К| -посто нна  фотоэлектрического преобразовател , определ ема  его КПД и коэффициентом усилени . С фотоэлектрического преобразовател  7 сигналы поступают на предварительный логарифмический усилитель 8, выходной сигнал которого пропорционален концентрации соответствующего компонента в образце жидкости . -losC.V) Q 10 где: К - посто нна  Больцмана; Т - абсолютна  температура, °С; Q-зар д электрона; I - выходной ток фотоэлектрического преобразовател . Таким образом, на выходе предварительного логарифмического усилител  напр жение пропорционально соответствующим измеренным и эталонным концентраци м жидкости. При вращении синхронизирующего диска 9 световые сигналы преобразуютс  в электрические с помощью кремниевых фотоэлементов 11, управл ющих работой цифрового логического блока 12. Выходной сигнал цифрового логического блока 12 соответствует точному положению синхронизирующего диска 9 и вращающегос  световода 6 в любой момент времени. т. е. его выходной сигнал идентифицирует тот резервуар с жидкостью, световой сигнал от которого постуйил на фотоэлектрический преобразователь в данный момент времени. Цифровой логический блок 12 предназначен дл  стробировани  соответствующих модулей проба-хранение 13 каждого канала. Эти модули работают в двух режимах: режиме слежени  за входным аналоговым сигналом и в режиме хранени  величины указанного аналогового сигнала. При попадании на фотоэлектрический преобразователь 7 излучени  от резервуара с эталонной жидкостью цифровой логический блок 12 переключает модуль пробахранение соответствующего канала в режим «хранение, когда модуль удерживает посто нныгл эталонное напр жение, соответствующее известной концентрации компонента в эталонной жидкости. При передаче же излучени  от резервуара с исследуемой жидкостью соответствующий модуль проба-хранение работает в режиме измерени .

На входы модулей проба-хранение поступают также выходные сигналы с предварителького логарифмического усилител  8.

При совпадении во времени сигналов с цифрового логического блока 12 и предварительного логарифмического усилител  8 на выходе одного из модулей проба-хранение образуетс  сигнал посто нного тока, соответствующий эталонному напр жению, поступающему на один из входов оконечного усилител  14 соответствующего канала, а на выходе другого модул  проба-хранение этого же канала образуетс  второй сигнал, превыщающий (или меньший) выщеупом нутый сигнал посто нного тока, который прикладываетс  к второму входу оконечного усилител  14 этого же канала .

Выходной сигнал оконечного усилител  посто нного тока, пропорциональный разнице между фиксированным эталонным уровнем сигнала , полученным при известной концентрации компонента в эталонной жидкости, и мен ющимс  уровнем сигнала, соответствующим измер емой концентрации компонента исследуемой жидкости, регистрируетс  индикатором 15 соответствующего канала.

Предлагаемое фотоэлектрическое устройство дл  анализа жидкостей имеет высокую точность и высокую скорость анализа образцов жидкости.

Claims (1)

1. Патент Англии № 946822, кл. Н 3 F, 15.01.64.