TR2021018491A2 - Bi̇r spektrofotometre - Google Patents
Bi̇r spektrofotometreInfo
- Publication number
- TR2021018491A2 TR2021018491A2 TR2021/018491 TR2021018491A2 TR 2021018491 A2 TR2021018491 A2 TR 2021018491A2 TR 2021/018491 TR2021/018491 TR 2021/018491 TR 2021018491 A2 TR2021018491 A2 TR 2021018491A2
- Authority
- TR
- Turkey
- Prior art keywords
- spectrophotometer
- voltage
- sample
- emitter
- detector
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 claims abstract description 4
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000037213 diet Effects 0.000 claims description 2
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000004001 molecular interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Bu buluş, tercihen gıda ve vücut sıvı analizinde kullanılmak üzere numune ön hazırlığına gerek olmadan spektroskopik analiz yapabilen kolay taşınabilir ve en az bir LED, LED için gerekli akım ve voltajı sağlamak için en az bir lazer diyot güç kaynağı (2), üzerine düşen ışığın enerji ve dalga boyunu değiştirmek için en az bir emiter (31), emiterden (31) yayılan ışınları toplamak ve numuneye yönlendirmek için en az bir mercek (32), numuneden geçen ışığın algılanması için en az bir dedektör (33) içeren en az bir fotonik ünite (3), fotonik üniteden (3) çıkan voltajın yükseltilmesi için opamp içeren en az bir yükselteç/offset devresi (4), yükselteç devresi (4) çıkışındaki verilerin gerçek zamanlı ölçülmesi ve kontrol edilmesi için en az bir mikrodenetleyici (5), en az bir güç kaynağı (6) ile karakterize edilen bir spektrofotometre (1) ile ilgilidir.
Description
TARIFNAME BIR SPEKTROFOTOMETRE Teknik Alan Bu bulus, gida ve Vücut sivi analizlerinde tasinabilir, maliyeti düsük en önemlisi uzman personel gerektirmeyen, IOT ve POC sistemlere alternatif, spektroskopik analiz yapabilen spektrofotometre ile ilgilidir. Önceki Teknik Organik maddelerin gerek nicelik (kantitatit), gerekse nitelik (kalitatit) açidan analizlerini gerçeklestirmek için, bu maddelerin degisen kimyasal bag özelliklerinin degerlendirilmesinden yararlanilmaktadir. Bu amaçla çesitli yöntemler gelistirilmistir. Bir ömekteki atom, molekül veya iyonlarin, bir enerji düzeyinden digerine geçisleri sirasinda absorblanan veya yayilan elektromanyetik isimanin ölçülmesi ve yorumlanmasi spektroskopi olarak adlandirilmaktadir. Ölçülen degisken çogunlukla isigin yogunlugu ve polarizasyon durumudur. Spektroskopi, spektral çizgiler üretmek ve bunlarin dalga boylarini ve yogunluklarini ölçmek için kullanilir. Enstrüman, spektrumu göreceli birimler yerine mutlak birimlerle ölçmek üzere tasarlanmissa, bu genellikle bir spektrofotometre olarak adlandirilir. Spektrofotometre, moleküler biyolojide sikça kullanilan bir çesit fotometredir. Çözelti içerigindeki analit miktarinin bulunmasinda kullanilir. Temel mantigi, hazirlanan çözeltiden belirli spektrumlarda isik geçirilmesi ve bu isinin ne kadarinin çözelti tarafindan absorblandigini (soguruldugunu) bulmasi esasina dayanir. Çözeltinin içerdigi analit ne kadar fazla ise daha fazla isin, çözelti tarafindan sogurulur. Spektrofotometre, çözeltinin içinden geçebilen (çözelti tarafindan absorblanniayan) isigin yogunlugu tespit ederek çözelti içerigindeki analit hakkinda kantitatif olarak bilgi verir. 3506136 Örnegin, farkli sicakliklarda bakterilerin gelisiminin gösterilmesi için çesitli ortamlara birakilan bakteriler belirlenen çözeltiler içinde teker teker spektrofotometre ile Ölçüldügünde bakterilerin fazla oldugu örnekte daha fazla absorblanma gözlenecektir. Dolayisiyla bu durum ortamdaki sicakliga bagli bakteri büyüme hizi ile ilgili bilgi verir. Sonuçta, daha fazla bakteri daha fazla madde demektir ve bu da absorbsiyonun daha fazla olmasi anlamina gelir. Basta saglik ve gida sektörü olmak üzere biyofotonik, endüstri, kimya ve eczacilik alanlarinda, yari iletken üretiminde, malzeme testlerinin kalite kontrol asamasinda spektrofotometre cihazlari kullanilmaktadir. Teknigin bilinen durumunda spektrofotometre cihazlarinda, isigin moleküler etkilesimi tanecik modeline dayandirilmaktadir. Isigin numune ile etkilesiminden elde edilen bilgi yansima veya saçilmaya sebep olur ve dedektör tarafinda sogurma, geçirgenlik ve yansima seklinde degerlendirilinektedir. Söz konusu spektrofotometre cihazlarinda tasinma, maliyet, uzman personel gerektirme konularinda yetersiz kalmaktadir. Bulus ile Çözülen Sorunlar Bu bulusun amaci, numune ön hazirligi olmadan orta infrared bölgede nicel ve nitel ölçüm yapan bir spektrofotometre cihazi gerçeklestirmektir. Bu bulusun amaci, tasinabilir, maliyeti düsük, ölçüm için uzman personel gerektirmeyen bir spektrofotometre Cihazi gerçeklestirmektir. Bu bulusun amaci, klasik fizik görüsünden ayrilarak isigin termodinamik etkisini incelemekte olup temeli Plank Yasasina dayanmaktadir. Bu olguya göre isik kaynaginin sürme akimi ve voltajindaki degisim, isik kaynaginin enerjisinde degisim meydana getirir. Numune ile etkilesim sonucu malzeme isinir ve buharlasir. Böylece malzemenin atomlari uyarilir ve bu uyarma sonrasinda her 3506136 element kendine özel bir enerji yayar. Yayilan enerji dedektör tarafindan algilanir. yogunluk, analizi yapilan malzemedeki elementin konsantrasyonuyla orantilidir. Bunun sonucunda yeni bir teknik kullanarak spektrofotometrik bir yöntem gelistirilmistir. Bulusun Ayrintili Açiklamasi Bu bulusun amacina ulasmak için gerçeklestirilen bir spektrofotometre, ekli sekillerde gösterilmis olup bu sekiller; Sekil 1. Bulus konusu spektrofotometrenin sematik görünüsüdür. Sekillerdeki parçalar tek tek numaralandirilmis olup, bu numaralarin karsiligi asagida verilmistir. 1. Spektrofotometre 2. Lazer diyot güç kaynagi 3. Fotonik ünite 31.Emiter 32. Mercek 33.Dedektör 4. Yükselteç /Offset devresi . Mikrodenetleyici 6. Güç kaynagi Tercihen gida ve Vücut sivi analizinde kullanilmak üzere numune ön hazirligina gerek olmadan spektroskopik analiz yapabilen kolay tasinabilir bir spektrofotometre (1) en temel halinde, - en az bir diyet, 3506136 - diyot için gerekli akim ve voltaji saglamak için en az bir lazer diyot güç kaynagi - üzerine düsen isigin enerji ve dalga boyunu degistirmek için en az bir emiter (31), emiterden (31) yayilan isinlari toplamak ve numuneye yönlendirmek için en az bir mercek (32), numuneden geçen isigin algilanmasi için orta kizilötesi bölgedeki isimalari algilayabilen en az bir dedektör (33) içeren en az bir fotonik - fotonik üniteden (3) çikan voltajin yükseltilmesi için opamp içeren ve sistem hassasiyetin arttirilmasi için dedektör (33) çikis voltajini 0-10 V (volt) skalasina tasimak için offset devresi içeren en az bir yükselteç/ Offset devresi (4), - yükselteç/ Offset devresi (4) çikisindaki verilerin gerçek zamanli ölçülmesi ve kontrol edilmesi için en az bir mikrodenetleyici (5), - en az bir güç kaynagi (6) içermektedir. Bulus konusu spektrofotometre (1), en az bir LED (Light emmitting diode) içermektedir. Diyot, akimi bir yönde iletip diger yönde engeller. Bazi yari iletken diyotlar, elektrik ile uyarildiginda isik saçar. LED" in karakteristik özelliklerini maksimum seviyede sunabilmesi için uygun akim ve gerilimin uygulanmasi gerekmektedir. Diyotun maksimum seviyede çalismasi için LED ile baglantili en az bir lazer diyot güç kaynagi (2) bulunmaktadir. Lazer diyot güç kaynagi (2) devrede led (emiter) için gerekli akim ve voltaji saglayarak uzun süre sorunsuz çalismasini saglamaktadir. Lazer diyot güç kaynagi (2), voltaj gösterge paneli, akim gösterge paneli, (+) çikisi, toprak çikisini, kalibrasyon tusu, akim ayar tusu, açma- kapama tusunu içermektedir. Bulus konusu spektrofotometre (l), en az bir fotonik ünite (3) içermektedir. Fotonik ünite (3) içerisinde sirasiyla emitter (31), ince kenarli mercek (32) ve dedektör (33) yer almaktadir. Emiter (31) üzerine düsen voltaj ve akim, isigin enerjisinde ve dalga boyunda degisimi saglamaktadir. Ince kenarli mercek (32), emiterden (31) daginik olarak yayilan isinlari toplayarak numune üzerine tek bir isin dalgasi olarak aktarilmasina yardimci olmaktadir. Dedektör (33), numuneden geçen isigin 3506136 algilandigi kisimdir. Fotonik ünitede (3) kullanilan emiter (31), [-20 um spektral aralikta çalismaktadir. Dedektör (33) ise bu araligin 3-20 um araligini karsilamaktadir. Spektrofotometrede (l) MIR spektroskopisi ölçüm metodu kullanilarak emilime dayanan alternatif bir olgu ortaya koymaya çalisilmistir, Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda fotonik ünitede (3), emiterin (31) yüksek akim ve voltaj degerlerinde isinarak yanmasini engellemek için en az bir sogutucu konumlandirilmistir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda fotonik ünite (3), en az bir küvet içermektedir. Küvet içerisine incelemesi yapilacak olan malzeme, numune yerlestirilmektedir. Fotonik ünite analizinde kullanilacak küvetin optik yol uzunlugu tercihen 1 cm olarak belirlenmistir. Ancak mid-infrared bölgede suyun güçlü emilimi dedektörde (33) bir yanit olusturmamaktadir. Bu durumun üstesinden gelmek için optik yol uzunlugu ( içerisine yerlestirilmesi için en az bir küvet boslugu bulunmaktadir. Spektrofotometre (l), en az bir yükselteç/offset devresi (4) içermektedir. Yükselteç /offset devresi (4) içerisinde bir op-amp ve voltaj offsetini saglamak için gerilim bölücü devre yapisi tasimaktadir. Fotonik ünitedeki (3) detektörden (33) gelen voltajin yükseltilmesi amaçli yükselteç/offset devresi (4) ile elde edilen voltaj araligi genisletilmektedir. Gerilim bölücü devre yapisi kullanilarak offset devresi kurulmustur. Yükselteç/offset devresi (4), dedektör (33) çikis voltajini yaklasik seyreden dedektör (43) voltaj çikisini O-lOV araligina tasimaktadir. Yükselteç/offset devresi (4) çikisinda verilerin gerçek zamanli ölçülmesi için en az bir mikro denetleyici (5) yerlestirilmektedir. Mikro denetleyici (5), mekanik, elektromekanik ve elektronik sistemlerin veya bunlarin bileseni olan robotlarin kontrolü için kullanilabilen mini bir kart seklindeki elektronik platformdur. Mikro denetleyici (5), 14 adet dijital giris / çikis pini (6 adeti PWM (Pulse Width Modulation-Darbe /Sinyal Genislik Modülasyonu), 6 adet analog giris pini, 16 3506136 MHZ saat hizi için osilator, bir adet USB baglantisi, bir adet DC güç girisi, bir adet kullanilabilmesi, bilesenlerin kablo baglantilarinin rahatlikla yapilabilmesi icin pin soket yapisi kullanilmaktadir. Yükselteç/offset devresi (4) çikisindaki verilerin gerçek zamanli ölçülmesi için Matlab kullanilmaktadir. Spektrofotometre (1), sistemin ihtiyaci olan enerjiyi saglamak için en az bir güç kaynagi (6) içermektedir. Güç kaynagi (6), +5V çikis voltaji, -5V çikis voltaji, - 12V çikis voltaji, +12V çikis voltaji, toprak çikisi, açma-kapama tusu içermektedir. TR TR TR TR
Claims (4)
1. Tereihen gida ve vücut sivi analizinde kullanilmak üzere numune ön hazirligina gerek olmadan spektroskopik analiz yapabilen kolay tasinabilir ve en az bir diyet, diyot için gerekli akim ve voltaji saglamak için en az bir diyot güç kaynagi üzerine düsen isigin enerji ve dalga boyunu degistirmek için en az bir emiter (31), emiterden (31) yayilan isinlari toplamak ve numuneye yönlendirmek için en az bir mercek (32), numuneden geçen isigin algilanmasi için orta kizilötesi bölgedeki isimalari algilayabilen en az bir dedektör (33) içeren en az bir fotonik ünite (3), fotonik üniteden (3) çikan voltajin yükseltilmesi için opamp içeren ve sistem hassasiyetin arttirilmasi için dedektör (33) çikis voltajini 0-10 V skalasina tasimak için offset devresi en az bir yükselteç/offset devresi (4), yükselteç/offset devresi (4) çikisindaki verilerin gerçek zamanli ölçülmesi ve kontrol edilmesi için en az bir mikrodenetleyici (5), en az bir güç kaynagi (6) ile karakterize edilen bir spektrofotometre (1).
2. LED diyot ile karakterize edilen istem 1'deki gibi bir spektrofotometre (1).
3. Emiterin (31) yüksek akim ve voltaj degerlerinde isinarak yanmasini engellemek için en az bir sogutucu içeren fotonik ünite (3) ile karakterize edilen istem 1 veya istem 27deki gibi bir spektrofotometre (1).
4. Mercegin bir ince kenarli mercek olmasi ile karakterize edilen yukaridaki istemlerden herhangi birindeki gibi bir spektrofotometre (l).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/TR2022/051318 WO2023096618A2 (en) | 2021-11-25 | 2022-11-18 | A spectrophotometer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TR2021018491A2 true TR2021018491A2 (tr) | 2023-06-21 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10359364B2 (en) | Hybrid spectrophotometer with variable optical path length sampling cell and method of using same | |
Gnyba et al. | Portable Raman spectrometer-design rules and applications | |
CN108778098A (zh) | 皮肤类型和条件的光学评估 | |
KR20150037977A (ko) | 이중 분광계 | |
Laskar et al. | Optical sensing methods for assessment of soil macronutrients and other properties for application in precision agriculture: a review | |
JP2005536713A (ja) | 液体の特性を試験するための機器および方法 | |
KR100419094B1 (ko) | 기체 식별기 | |
Malinen et al. | LED-based NIR spectrometer module for hand-held and process analyser applications | |
Lange et al. | Multicolour LED in luminescence sensing application | |
US20210364512A1 (en) | Method and apparatus to provide connected, in-situ, comprehensive, and accurate lateral flow assays | |
US20170261427A1 (en) | Optical measurements of chemical content | |
Isaac et al. | On-the-go soil nitrogen sensor based on near infrared spectroscopy | |
JP2014240786A (ja) | 発光ダイオードを用いた成分濃度分析装置及び発光ダイオードを用いた測定器 | |
TR2021018491A2 (tr) | Bi̇r spektrofotometre | |
Daurai et al. | Comparison of Sparkfun TRIAD AS7265x spectroscopy sensor device with a Spectrophotometer for qualitative and quantitative analysis | |
WO2023096618A2 (en) | A spectrophotometer | |
Gentilin et al. | Development and testing of a hardware platform for measuring instruments based on near-infrared diffuse reflection | |
CN109557059A (zh) | 光测量装置和光测量方法 | |
Nayeem et al. | Towards development of a simple technique based on wavelength specific absorption for quality measurement of flowing water | |
CN211374503U (zh) | 光谱检测装置 | |
Chia et al. | Design and development of a shortwave near infrared spectroscopy using NIR LEDs and regression model | |
JPH08327538A (ja) | 分光分析測定装置 | |
Pinheiro et al. | Development, testing, and validation of a prototype for qualification of substances based on near-infrared spectroscopy | |
KR100518810B1 (ko) | 샘플의 화학성분을 분석하는 분석시스템 및 그 분석방법 | |
Kuc | The concept of a spectrophotometer for soil sample testing |