WO2012138259A2 - System for measuring the dynamic spectral characteristics of a medium and thermal stabilization device used in said system - Google Patents

System for measuring the dynamic spectral characteristics of a medium and thermal stabilization device used in said system Download PDF

Info

Publication number
WO2012138259A2
WO2012138259A2 PCT/RU2012/000260 RU2012000260W WO2012138259A2 WO 2012138259 A2 WO2012138259 A2 WO 2012138259A2 RU 2012000260 W RU2012000260 W RU 2012000260W WO 2012138259 A2 WO2012138259 A2 WO 2012138259A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
thermostabilizing
spectrophotometer
temperature
medium
spectral characteristics
Prior art date
Application number
PCT/RU2012/000260
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Other versions
WO2012138259A3 (en
Inventor
Илья Тониевич РОЗИН
Олег Александрович КОТЛЯРЕВСКИЙ
Original Assignee
Rozin Llya Tonievich
Kotlyarevskiy Oleg Aleksandrovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rozin Llya Tonievich, Kotlyarevskiy Oleg Aleksandrovich filed Critical Rozin Llya Tonievich
Publication of WO2012138259A2 publication Critical patent/WO2012138259A2/en
Publication of WO2012138259A3 publication Critical patent/WO2012138259A3/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N21/0332—Cuvette constructions with temperature control

Definitions

  • the present invention relates to the field of spectroscopic studies. More specifically, the invention relates to the field of determining the dynamic spectral characteristics of a test medium by exposing it to infrared radiation.
  • the invention can be used in materials science, medicine, biology, agriculture and other fields of technology in which it is required to study the spectral properties of media and their dependence on various factors.
  • Measurements are carried out for the selected temperature range, changing the temperature of the plasma sample in increments of 2 ° C. Based on the measurement results, a dynamic curve is constructed of the behavior of the maximum absorption band of blood plasma depending on its temperature, on the basis of which it is possible to judge the state of hydrogen bonds between
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) water molecules in the test sample and, accordingly, about the state of the organism from which this blood plasma sample was taken.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) be uniform throughout its volume, i.e., in other words, the temperature gradient on the sample should be absent.
  • thermostabilizing devices according to the patents US 5525300 and US 6767512, causing the undesirability of using these devices in a system for measuring dynamic spectral characteristics, lies in the method of changing the temperature of the test sample.
  • the temperature of the sample is controlled by thermocouples, which during their operation create electromagnetic fields.
  • this circumstance does not play a significant role, however, it is extremely undesirable in measuring the dynamic spectral characteristics of the sample, since the electromagnetic field distorts the properties of the sample measured by the spectroscopic method.
  • thermostabilizing device for thermal stabilization of the sample used in studies carried out by means of a nuclear magnetic resonance spectrometer.
  • This thermostabilizing device is made in the form of a glass with coaxial walls between which the coolant circulates. The test sample is placed inside the glass, fixing it from the ends with two clamps.
  • the device according to the patent US 70498 7 provides a fairly uniform heating of the test sample, it can not be used in a system for measuring dynamic spectral characteristics, unfortunately.
  • the main reason is that the case of this device, made in the form of a glass, does not allow radiation from the photospectrometer, which excludes the possibility of spectroscopic measurements.
  • the device of US Pat. No. 7,049,817 is intended for use with a nuclear magnetic resonance spectrometer, it is made of dielectric material.
  • the dielectric material is made of dielectric material.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) affects the spectral characteristics of the sample, therefore, the use of such a material for the case of a thermostabilizing device reduces the accuracy of spectral dynamic measurements.
  • the objective of the present invention can be formulated as the development of such equipment for measuring the dynamic spectral characteristics of the medium, which would be devoid of the disadvantages of the prior art.
  • the main objective of the present invention in accordance with its first aspect is to create a thermostabilizing device that would be able to stabilize the temperature of the cell located in it with the studied medium, as well as change this temperature in increments of 2 ° C or less.
  • An additional objective of the invention, according to its first aspect, is to create a thermostabilizing device, which, when functioning, would not affect the spectral characteristics of the medium under study.
  • the main objective of this invention in accordance with its second aspect is to create a system for measuring the dynamic spectral characteristics of the medium, which allows you to measure the dynamic spectral characteristics of the medium at strictly fixed values of temperature, which is changed in increments of 2 ° C or less.
  • An additional objective of the invention, according to its second aspect, is to create a system for measuring dynamic spectral characteristics of a medium, which, when
  • thermostabilizing device for stabilizing the temperature of the cell with the medium under study, comprising: a body with a channel passing through it, in which there is a zone for fixing the cell with the medium to be studied; at least one annular chamber surrounding said casing in at least said cuvette fixation zone; and at least one coil located inside said at least one chamber and equipped with at least one inlet fitting and at least one outlet fitting.
  • the proposed device by virtue of its design, makes it possible to control the temperature of the cell located in it with the medium under study, without interfering with the passage of radiation from the photospectrometer through the cell, which makes it possible to use this device in the field of spectroscopic measurements.
  • this device allows you to very accurately stabilize the temperature of the cell located in it with the test medium, as well as change this temperature in increments of 2 ° C or less, for example, less than 0.5 ° C. This circumstance is extremely important in the fields of technology that require highly detailed spectroscopic measurements, for example, in the field of blood plasma research.
  • the proposed thermostabilizing device provides uniform heating of a sample of the test medium, avoiding the appearance of a temperature gradient on it, which improves the reliability and accuracy of the spectral measurements.
  • the thermostabilizing device further comprises a tube extending inside this device and having a place for receiving a temperature sensor therein.
  • a temperature sensor in an area located in the immediate vicinity of the cell with the sample of the medium under study provides the ability to measure the actual temperature of the cell, which may slightly differ from the temperature of the coolant at the entrance to the thermostabilizing device. This circumstance even more increases the accuracy of spectroscopic measurements.
  • the heat-stabilizing device is made of steel.
  • An embodiment of a thermostabilizing device made of steel is most preferable since steel does not affect the sample studied by spectroscopic methods, unlike, for example, dielectrics, copper, aluminum, alloys and other similar materials used in the manufacture of thermostabilizing devices of the prior art.
  • the thermostabilizing device comprises two annular chambers in which two coils are placed.
  • This embodiment of the invention is the most optimal, as it provides a reasonable compromise between the simplicity of the design of the heat-stabilizing device, the simplicity of manipulation of this device, and the requirement of minimizing the temperature gradient on the cell with the test sample.
  • the thermostabilizing device comprises a tripod adjustable at least in height.
  • the presence of an adjustable tripod facilitates the positioning of the thermostabilizing device with respect to the spectrophotometer so that the radiation beam of the spectrophotometer passes through the center of the channel with the cell located in it.
  • the tasks are solved by developing a system for measuring the spectral characteristics of a medium, comprising: a spectrophotometer configured to emit electromagnetic radiation into a channel of a heat-stabilizing device made according to the first aspect of the invention; a system of mirrors that reflects electromagnetic radiation transmitted through a thermostabilizing device to a receiver-converter; a circulation thermostat connected by pipelines to a thermostabilizing device and allowing the heat carrier to pass through it; and a computer that is connected to the receiver-converter and on which software is installed designed to calculate the spectral characteristics of the medium under study. All the above advantages of the proposed thermostabilizing device equally apply to this system for measuring the spectral characteristics of the medium.
  • the circulation thermostat carries out heating or cooling of the coolant by means of thermoelectric heaters, and filtered water is used as the coolant.
  • thermoelectric heaters when functioning, do not create fields that affect the characteristics of the test sample and, therefore, do not distort the picture of spectroscopic measurements.
  • filtered water as a coolant, since the authors of this measurement unexpectedly found that some types of coolants, for example, oils and alcohol solutions, unlike filtered water, have some disturbing effect on the characteristics of the test sample.
  • the computer used in the system is also connected to a circulation thermostat and a spectrophotometer,
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) moreover, the software installed on it provides the ability to control the operation of these circulating thermostat and spectrophotometer.
  • the control task of the circulating thermostat and spectrophotometer is assumed by the computer provided in the system. This circumstance makes it possible to automate the process of spectroscopic measurements as much as possible, and in addition, taking into account the sufficient complexity of the measurement method, it reduces the probability of measurement errors due to the human factor.
  • the proposed system uses an IR-Fourier spectrophotometer as a spectrophotometer.
  • a shutter blocking the radiation of a spectrophotometer is provided in the proposed system, and in some cases, said shutter is controlled by a computer.
  • This damper which blocks the radiation of the spectrophotometer in the intervals between measurements, to an even greater extent allows to increase the accuracy of measurements, since the indicated radiation of the spectrophotometer also affects the characteristics of the test sample.
  • a temperature sensor is installed in the tube of the heat-stabilizing device, and in the preferred case, said temperature sensor is connected to a computer for transmitting to it a temperature signal inside the heat-stabilizing device.
  • a computer for transmitting to it a temperature signal inside the heat-stabilizing device.
  • a cuvette made of glass and / or quartz is used in the system. These materials are characterized by high transmission of electromagnetic waves in the infrared range, and
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) therefore, they best meet the requirements of spectroscopic measurements.
  • figure 1 depicts a structural diagram of the proposed measurement system
  • figure 2 in cross section depicts the proposed heat-stabilizing device used in the system shown in figure 1;
  • fig.Z in cross section depicts a cuvette placed inside the thermostabilizing device shown in figure 2.
  • the claimed system 1 includes a circulation thermostat 2, a spectrophotometer 3, a thermostabilizing device 4, a cuvette 5 for the test medium, a temperature sensor b, a shutter 7, pipelines 9 and 10, a mirror system 1 1, and a receiver-converter 12 and computer 8.
  • the circulation thermostat 2 is designed to ensure the temperature regime of the thermostabilizing device 4 in accordance with the required measurement algorithm, set using the software installed on the computer 8.
  • the circulation thermostat 2 regulates the temperature of the thermostabilizing device 4 by changing the temperature of the coolant that is supplied to the thermostabilizing device 4 through pipeline 9, passes around it along a coil (not shown), heating it to its temperature s, and is returned to the thermostat 10 through the line 2.
  • thermostat 2 used in the invention An important feature of the thermostat 2 used in the invention is that the method for changing the temperature of the coolant implemented by it does not affect the properties of the medium under study.
  • heating and cooling of the coolant is carried out in a circulating thermostat 2 not by different types of fields and radiation, as in devices of the prior art, but by means of thermoelectric heaters - heaters, while a medium that does not affect the test sample is used as a coolant in thermostat 2, preferably filtered water.
  • the thermostat 2 is connected to the computer 8 wirelessly or wired, whereby it can receive control signals from the computer 8 that specify the temperature of the coolant entering this heat-stabilizing device 4, and therefore, set the temperature mode of the heat-stabilizing device itself 4.
  • the thermostat 2 is connected to the thermostabilizing device 4 by two pipelines 9 and 10. Through the pipeline 9, the coolant is supplied to the thermostabilizing device 4, and through the pipeline 10 turns back to thermostat 2.
  • Spectrophotometer 3 is used to determine the spectroscopic characteristics of the investigated medium. According to this invention, the spectrophotometer 3 acts on the test sample with infrared radiation.
  • a suitable prior art spectrophotometer may be suitable, for example, a FTIR-8400 Shimadzu FTIR spectrophotometer.
  • the spectrophotometer 3 is connected to the computer 8 and is controlled automatically by the software installed on it.
  • Thermostabilizing device 4 performs two main functions: provides fixation of the cell 5 with the test sample in the area of action of the spectrophotometer 3; and together with the circulation thermostat 2 provides the appropriate temperature for the sample in the cell 5
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the investigated environment.
  • Thermostabilizing device 4 as well as system 1 is an object of this invention. It is described in more detail below with reference to FIG. 2.
  • Ditch 5 serves as a container for the test medium.
  • a cuvette 5 with a sample of the test medium in it is placed in a thermostabilizing device 4, where it is affected by the temperature of the coolant, while measuring the spectral characteristics of the test medium by means of infrared radiation.
  • the cuvette 5 should be made of a material characterized by a high transmission of electromagnetic waves in the infrared range.
  • the most preferred materials for the cell are glass and quartz.
  • a typical cell 5 has a circular shape in plan and the cross section shown in FIG.
  • the cuvette 5 contains two glass round plates 13, 14 separated by a glass ring 15 enveloping a round glass insert 16, the thickness of which is inferior to the thickness of the ring 15. Due to the difference in the thickness of the ring 15 and the insert 16, a chamber is formed in the cuvette for the test sample, limited by plate 14, ring 15 and insert 16. The volume of this chamber is usually measured in microliters.
  • the temperature sensor 6 is used to measure the actual temperature of the cell 5 in the study of the law of change in the spectral characteristics of the medium from its temperature.
  • the fact is that the temperature of the cell 5 with the sample located in it may slightly differ from the temperature of the coolant supplied to the thermostabilizing device 4. Therefore, in order to further increase the accuracy of measurements, it is proposed to place a temperature sensor 6 in the immediate vicinity of the cell 5, providing information on the actual temperature cuvettes, and therefore, about the actual temperature of the sample in it.
  • the operator of the proposed measurement system reads the temperature sensor 6
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) visually and independently, without the use of automatic means, decides on the moment of taking another indicator of the spectral characteristics of the studied object.
  • information about the temperature of the cuvette 5 comes from the sensor 6 to the computer 8, which on its basis updates the control signal for the circulation thermostat 2 in order to adjust the temperature of the coolant and thus automatically maximize the accuracy of setting the temperature regime in the thermostabilizing device 4 .
  • the damper 7 is designed to block the beam of the spectrophotometer 3 at times when the spectral characteristics of the studied object are not measured, but, for example, the studied object is heated to the next temperature control point.
  • a highly monochromatic radiation source is used to increase the accuracy of setting the wave numbers when taking the spectra.
  • the function of the indicated highly monochromatic source is performed by a red He-Ne laser.
  • the radiation of such a laser can have a perturbing effect on the measured sample and, accordingly, distort the accuracy of spectral measurements.
  • a shutter 7 in the claimed measurement system that blocks the radiation of the spectrophotometer in between measurements.
  • the use of the shutter 7 further improves the accuracy of the measurements.
  • the damper actuator 6 can be connected to the computer 8. In this case, the damper 7 can be controlled automatically, according to the control program installed in the computer 8.
  • the system 11 of the mirrors reflects the optical signal passed through the object under study into the receiver-transducer 12, which converts this
  • thermostabilizing device 4 contains a stand 18, holding on itself through a tripod 19 the housing 20, in the channel 28 of which it is supposed to fix the cell 5 with the test sample.
  • the tripod 19 is adjustable at least in height, which makes it possible to adjust the position of the thermostabilizing device 4 with respect to the spectrophotometer 3 so that the radiation beam of the spectrophotometer passes through the center of the channel 28 with the cell 5 located in it (in accordance with FIG. 2, a cylindrical cell 5 is installed in the channel 28 of the thermostabilizing device 4 at its end, as a result of which its axial line coincides with the axial line of the channel 28).
  • the cuvette 5 can be fixed in the channel 28 using the latch 29, which in the simplest case is a tubular element provided with a flange on one side.
  • thermostabilizing device 4 shown in FIG. 2 contains two annular chambers 21 and 22, inside which two coils are placed (not shown so as not to impair the readability of the drawing) extending around the housing 20.
  • the scope of legal protection of the present invention applies to a different number of annular chambers and, accordingly, a different number of coils located in them, since the sign that regulates the number of chambers is not decisive for achieving the claimed technical result of the invention (for example Er, there can only be one camera, or there can be more than two).
  • the design of the thermostabilizing device 4 has two annular chambers 21 and 22, which is reflected in figure 2. In this case, the device 4 provides a reasonable compromise between the simplicity of the design, the ease of manipulation of the device and the requirement to minimize the temperature gradient on the cell 5.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The invention is illustrated by the example of the presence in the thermostabilizing device 4 of two annular chambers 21 and 22, in each of which one coil is placed (not shown).
  • a conduit 9 leads to the inlet fitting 24 of the first coil located in the chamber 21 from the circulation thermostat 2.
  • the outlet fitting 26 of the coil of the first chamber 21 is connected through a hose (not shown) to the inlet fitting 25 of the coil of the second chamber 22.
  • the outlet fitting 27 of the coil of the second chamber 22 connected through the pipe 10 back to the thermostat 2.
  • the coolant brought to the proper temperature in thermostat 2, comes from the thermostat to the coil of the first chamber 21 through the pipe 9.
  • the coolant passing through the coil of the first chamber 21 passes through the outlet fitting 26, the connecting hose and the inlet fitting 27 into the coil of the second chamber 21, passes through it and leaves the thermostabilizing device 4 back to the circulation thermostat 2.
  • the heat carrier heats the thermostabilizing device 4 , and, accordingly, the cuvette with the test sample located in it, to the required temperature. It is important to note that the flow rate of the heat carrier through the heat-stabilizing device 4 is kept high enough, and the distance between the chambers 21 and 22 is small enough so that a temperature gradient does not occur on the surface of the cell. This condition is necessary for the heating or cooling of the cell 5 with the test sample to occur evenly, which helps to increase the reliability of measurements of the spectral parameters of the test sample.
  • a tube 23 leads into the cuvette 5 inside the thermostabilizing device 4, through which the temperature sensor 6 described above is connected to the device 4 and connected to a computer 8 according to some variants of the invention.
  • the heat-stabilizing device 4 is made of steel, since steel does not affect the sample,
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) studied by spectroscopic methods, in contrast, for example, from dielectrics, copper, aluminum, alloys and other similar materials used in the manufacture of thermostabilizing devices of the prior art.
  • the test medium is introduced into the chamber 17 of the cuvette 5 (shown in FIG. 3) and the cuvette 5 is installed in the channel 28 of the thermostabilizing device 4 passing through its body 20.
  • the inlet and outlet unions of the thermostabilizing device 4 are connected by pipelines 9 and 10 to the corresponding unions of the thermostat 2 and place the device 4 in the zone of action of the spectrophotometer 3 so that the radiation beam passes through the cell 5.
  • the coils dnih annular chambers interconnected hose so as to allow the passage of coolant between them.
  • the required mode for changing the temperature of the test sample and, in particular, the initial temperature, final temperature, rate of increase or decrease of temperature, etc. is set. After that, the measurement system 1 is launched.
  • the coolant flows from the thermostat 2 to the thermostabilizing device 4, reporting the required temperature to the cell 5 located in it and, therefore, to the test sample.
  • the temperature of the test sample has stabilized at the required level, as can be judged, for example, by the temperature sensor 6, infrared radiation of the spectrophotometer 3 is passed through the sample cuvette, which is reflected by the mirror system 1 into the receiver-transducer 12 and converted into an electronic signal and
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) goes on to computer 8, where it is processed.
  • the values of the spectral characteristics of the object under study are calculated at different values of the temperature of this object, which can be changed using a thermostat and a thermostabilizing device according to the program executed on computer 8.
  • the proposed system 1 for measuring the spectral characteristics of the medium can be controlled both automatically, using a computer 8, and manually.
  • the computer generates control signals for the thermostat 2, spectrophotometer 3 and / or damper 7 in accordance with the required measurement algorithm specified using the software installed on it, as well as on the basis of information received from the circulation thermostat 2, spectrophotometer 3, shutter 7 and sensor 6, for example, information about the temperature of the coolant at the inlet and outlet of the thermostat 2, about the volumetric speed of the coolant, about the temperature of the cuvette, the position of the shutter Of spectrophotometer working mode 3, etc.
  • the operator can manipulate the thermostat 2, spectrophotometer 3 and shutter 7, simply based on the readings of temperature sensor 6.
  • thermostabilizing device and the system for measuring dynamic spectral characteristics are devoid of the disadvantages of technical solutions known from the prior art.
  • the proposed thermostabilizing device is capable of changing the temperature of the cell located in it with the studied sample at an increment of 2 ° C or less, as well as stabilizing this temperature. In addition, during its functioning, it does not affect the spectral characteristics of the test sample.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) characteristics of the sample at strictly fixed values of temperature, which is changed in increments of 2 ° C or less. However, it does not affect the spectral characteristics of the test sample.
  • thermostabilizing device 22 - Chambers of thermostabilizing device
  • thermostabilizing device 25 - Inlet fittings of the thermostabilizing device, 27 - Outlet fittings of the thermostabilizing device - Channel of the thermostabilizing device

Landscapes

  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

The present invention relates to a thermal stabilization device (4) for stabilizing the temperature of a cuvette with a test medium, said thermal stabilization device comprising a housing (20) with a channel (28) passing through said housing, wherein a test medium cuvette fixing zone is provided in said channel; at least one annular chamber (21) surrounding said housing (20) at least in said cuvette fixing zone; and at least one coil, which is arranged inside said at least one chamber (21) and is equipped with at least one inlet connecting pipe (24) and at least one outlet connecting pipe (26). Moreover, the invention relates to a system (1) for measuring the spectral characteristics of a medium, which system is equipped with said thermal stabilization device (4).

Description

СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СПЕКТРАЛЬНЫХ  DYNAMIC SPECTRAL MEASUREMENT SYSTEM
ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДЫ,  CHARACTERISTICS OF THE ENVIRONMENT
А ТАКЖЕ ТЕРМОСТАБИЛИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО,  ALSO THERMAL STABILIZER,
ИСПОЛЬЗУЕМОЕ В ЭТОЙ СИСТЕМЕ  USED IN THIS SYSTEM
Область техники Technical field
Настоящее изобретение относится к области спектроскопических исследований. Более конкретно, изобретение относится к области определения динамических спектральных характеристик исследуемой среды путем воздействия на нее инфракрасным излучением. Изобретение может быть использовано в материаловедении, медицине, биологии, сельском хозяйстве и других областях техники, в которых требуется исследовать спектральные свойства сред и их зависимость от различных факторов. The present invention relates to the field of spectroscopic studies. More specifically, the invention relates to the field of determining the dynamic spectral characteristics of a test medium by exposing it to infrared radiation. The invention can be used in materials science, medicine, biology, agriculture and other fields of technology in which it is required to study the spectral properties of media and their dependence on various factors.
Уровень техники State of the art
Из уровня техники известен способ исследования жидкой среды, в частности, плазмы крови, методом инфракрасной спектроскопии (см., например, статью "Исследование динамических спектральных характеристик воды в плазме крови больных раком молочной железы" Н.М. Аничков, А.Г. Манихас, ИТ. Розин, А.И. Халоимов, журнал "Вопросы онкологии", 2006, Том 52, N°5), согласно которому исследуемый образец плазмы крови помещают в кювету и при помощи термостата придают ему требующуюся фиксированную температуру. Далее на образец плазмы воздействуют инфракрасным излучением, снимают спектр поглощения плазмы и регистрируют в этом спектре максимум полосы поглощения. Измерения проводят для выбранного диапазона температур, меняя температуру образца плазмы с шагом 2 °С. По результатам измерений строят динамическую кривую поведения максимума полосы поглощения плазмы крови в зависимости от ее температуры, на основании которой можно судить о состоянии водородных связей между The prior art method for studying a liquid medium, in particular, blood plasma, by infrared spectroscopy (see, for example, the article "Study of the dynamic spectral characteristics of water in the blood plasma of patients with breast cancer" N.M. Anichkov, A.G. Manihas , IT Rozin, AI Khaloimov, Oncology Issues, 2006, Vol. 52, N ° 5), according to which the blood plasma sample under study is placed in a cuvette and thermostat is used to give it the required fixed temperature. Then, the plasma sample is exposed to infrared radiation, the absorption spectrum of the plasma is taken, and the maximum of the absorption band is recorded in this spectrum. Measurements are carried out for the selected temperature range, changing the temperature of the plasma sample in increments of 2 ° C. Based on the measurement results, a dynamic curve is constructed of the behavior of the maximum absorption band of blood plasma depending on its temperature, on the basis of which it is possible to judge the state of hydrogen bonds between
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) молекулами воды в исследуемом образце и, соответственно, о состоянии организма, из которого был взят этот образец плазмы крови. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) water molecules in the test sample and, accordingly, about the state of the organism from which this blood plasma sample was taken.
К сожалению, осуществление указанного способа сопряжено с серьезной проблемой, заключающейся в том, что в уровне техники не представлены устройства, которые можно было бы использовать в системе измерения спектральных характеристик для обеспечения надлежащей термостабилизации кюветы с расположенным в ней образцом и, тем более, для термостабилизации кюветы при динамическом изменении температуры образца плазмы с малым шагом приращения, т.е. в 2 °С и менее. Обозначенная проблема обусловлена тем, что известные из уровня техники узлы термостат-термостабилизирующее устройство используются для задач, отличающихся от задач измерения спектральных характеристик среды, вследствие чего они не рассчитаны на обеспечение достаточной точности термостабилизации кюветы. Кроме того, известные из уровня техники узлы термостат-термостабилизирующее устройство оказывают влияние на характеристики исследуемого образца, искажая тем самым картину спектроскопических измерений. Обозначенные проблемы, присущие известному уровню техники, можно пояснить на примере наиболее типичных в данной области термостабилизирующих устройств, раскрытых в американских патентах US 5525300, US 6767512 и US 7049817.  Unfortunately, the implementation of this method is fraught with a serious problem, namely, that devices that could be used in a system for measuring spectral characteristics to ensure proper thermal stabilization of a cell with a sample located in it and, especially, for thermal stabilization are not presented in the prior art. cuvettes with a dynamic change in the temperature of a plasma sample with a small increment, i.e. at 2 ° C or less. The indicated problem is caused by the fact that thermostat-thermostabilizing units known from the prior art are used for tasks that differ from the tasks of measuring the spectral characteristics of the medium, as a result of which they are not designed to ensure sufficient accuracy of thermostabilization of the cuvette. In addition, the nodes of the thermostat-thermostabilizing device known from the prior art affect the characteristics of the test sample, thereby distorting the picture of spectroscopic measurements. The identified problems inherent in the prior art can be illustrated by the example of the most typical heat-stabilizing devices in this field, disclosed in US patents US 5525300, US 6767512 and US 7049817.
В патентах US 5525300 и US 6767512 описаны устройства, предназначенные для термостабилизации жидких образцов, помещенных в ячейки луночного планшета. Эти устройства используются для проведения полимеразных цепных реакций, в силу чего их конструкция такова, что обеспечивает градиентный нагрев луночного планшета. Однако в случае термостабилизирующего устройства, используемого в системе измерения динамических спектральных характеристик, наличие на исследуемом образце температурного градиента является серьезным недостатком, существенно искажающим точность спектральных измерений, поскольку во время спектроскопических измерений температура исследуемого образца должна  In the patents US 5525300 and US 6767512 described devices designed for thermostabilization of liquid samples placed in the cells of the well plate. These devices are used for carrying out polymerase chain reactions, due to which their design is such that it provides gradient heating of the well plate. However, in the case of a thermostabilizing device used in the system for measuring dynamic spectral characteristics, the presence of a temperature gradient on the studied sample is a serious drawback that substantially distorts the accuracy of the spectral measurements, since during the spectroscopic measurements the temperature of the studied sample should
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) быть однородной по всему его объему, т.е., говоря другими словами, температурный градиент на образце должен отсутствовать. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) be uniform throughout its volume, i.e., in other words, the temperature gradient on the sample should be absent.
Еще один недостаток термостабилизирующих устройств по патентам US 5525300 и US 6767512, обуславливающий нежелательность применения этих устройств в системе измерения динамических спектральных характеристик, заключается в способе изменения температуры исследуемого образца. Говоря подробнее, в этих устройствах температура образца регулируется термоэлементами, которые при своем функционировании создают электромагнитные поля. В случае проведения полимеразных цепных реакций данное обстоятельство не играет существенной роли, однако является крайне нежелательным при измерении динамических спектральных характеристик образца, поскольку электромагнитное поле искажает свойства образца, измеряемые спектроскопическим методом.  Another disadvantage of thermostabilizing devices according to the patents US 5525300 and US 6767512, causing the undesirability of using these devices in a system for measuring dynamic spectral characteristics, lies in the method of changing the temperature of the test sample. In more detail, in these devices the temperature of the sample is controlled by thermocouples, which during their operation create electromagnetic fields. In the case of polymerase chain reactions, this circumstance does not play a significant role, however, it is extremely undesirable in measuring the dynamic spectral characteristics of the sample, since the electromagnetic field distorts the properties of the sample measured by the spectroscopic method.
Что касается патента US 7049817, то в нем раскрыто устройство термостабилизации образца, используемое при исследованиях, осуществляемых посредством спектрометра ядерного магнитного резонанса. Данное термостабилизирующее устройство выполнено в виде стакана с коаксиальными стенками, между которыми циркулирует теплоноситель. Исследуемый образец помещают внутрь стакана, фиксируя его с торцов двумя зажимами.  As for the patent US 7049817, it discloses a device for thermal stabilization of the sample used in studies carried out by means of a nuclear magnetic resonance spectrometer. This thermostabilizing device is made in the form of a glass with coaxial walls between which the coolant circulates. The test sample is placed inside the glass, fixing it from the ends with two clamps.
Несмотря на то, что устройство по патенту US 70498 7 обеспечивает достаточно однородный нагрев исследуемого образца, использовать его в системе измерения динамических спектральных характеристик, к сожалению, нельзя. Основная причина заключается в том, что корпус данного устройства, выполненный в виде стакана, не пропускает излучение фотоспектрометра, что исключает саму возможность спектроскопических измерений. Кроме того, поскольку устройство по патенту US 7049817 предназначено для использования со спектрометром ядерного магнитного резонанса, оно выполнено из диэлектрического материала. Однако, как было неожиданно обнаружено авторами настоящего изобретения, диэлектрический материал  Despite the fact that the device according to the patent US 70498 7 provides a fairly uniform heating of the test sample, it can not be used in a system for measuring dynamic spectral characteristics, unfortunately. The main reason is that the case of this device, made in the form of a glass, does not allow radiation from the photospectrometer, which excludes the possibility of spectroscopic measurements. In addition, since the device of US Pat. No. 7,049,817 is intended for use with a nuclear magnetic resonance spectrometer, it is made of dielectric material. However, as was unexpectedly discovered by the authors of the present invention, the dielectric material
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) оказывает воздействие на спектральные характеристики образца, поэтому использование такого материала для корпуса теромостабилизирующего устройства снижает точность спектральных динамических измерений. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) affects the spectral characteristics of the sample, therefore, the use of such a material for the case of a thermostabilizing device reduces the accuracy of spectral dynamic measurements.
Из вышеприведенного анализа уровня техники можно видеть, что при снятии динамических спектральных характеристик среды с использованием в качестве термостабилизирующего устройства какого-либо устройства известного уровня техники невозможно обеспечить надлежащие точность и достоверность измерений, поскольку эти известные устройства, во-первых, не обеспечивают точность установки и стабилизации температуры, а во-вторых, оказывают влияние на характеристики исследуемого образца.  From the above analysis of the prior art, it can be seen that when taking the dynamic spectral characteristics of the medium using a prior art device as a heat stabilizing device, it is impossible to ensure the proper accuracy and reliability of measurements, since these known devices, firstly, do not provide installation accuracy and stabilization of temperature, and secondly, they affect the characteristics of the test sample.
Принимая во внимание вышесказанное, задачу данного изобретения можно сформулировать как разработка такого оборудования для измерения динамических спектральных характеристик среды, которое было бы лишено недостатков известного уровня техники.  Taking into account the foregoing, the objective of the present invention can be formulated as the development of such equipment for measuring the dynamic spectral characteristics of the medium, which would be devoid of the disadvantages of the prior art.
Если говорить конкретнее, основная задача настоящего изобретения в соответствии с первым его аспектом заключается в создании термостабилизирующего устройства, которое было бы способно стабилизировать температуру расположенной в нем кюветы с исследуемой средой, а также изменять эту температуру с шагом приращения 2°С и менее. Дополнительная задача изобретения, согласно первому его аспекту, состоит в создании термостабилизирующего устройства, которое при своем функционировании не оказывало бы влияния на спектральные характеристики исследуемой среды.  More specifically, the main objective of the present invention in accordance with its first aspect is to create a thermostabilizing device that would be able to stabilize the temperature of the cell located in it with the studied medium, as well as change this temperature in increments of 2 ° C or less. An additional objective of the invention, according to its first aspect, is to create a thermostabilizing device, which, when functioning, would not affect the spectral characteristics of the medium under study.
Основная задача данного изобретения в соответствии со вторым его аспектом заключается в создании системы измерения динамических спектральных характеристик среды, позволяющей измерять динамические спектральные характеристики среды при строго фиксированных значениях температуры, изменяемой с шагом приращения 2°С и менее. Дополнительная задача изобретения, согласно второму его аспекту, состоит в создании системы измерения динамических спектральных характеристик среды, которая при  The main objective of this invention in accordance with its second aspect is to create a system for measuring the dynamic spectral characteristics of the medium, which allows you to measure the dynamic spectral characteristics of the medium at strictly fixed values of temperature, which is changed in increments of 2 ° C or less. An additional objective of the invention, according to its second aspect, is to create a system for measuring dynamic spectral characteristics of a medium, which, when
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) своем функционировании не оказывала бы влияния на спектральные характеристики исследуемой среды. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) its functioning would not affect the spectral characteristics of the medium under study.
Раскрытие изобретения Disclosure of invention
Поставленная задача решена путем разработки термостабилизирующего устройства для стабилизации температуры кюветы с исследуемой средой, содержащего: корпус с проходящим через него каналом, в котором предусмотрена зона фиксации кюветы с исследуемой средой; по меньшей мере одну кольцевую камеру, окружающую указанный корпус по меньшей мере в указанной зоне фиксации кюветы; и по меньшей мере один змеевик, размещенный внутри указанной по меньшей мере одной камеры и оснащенный по меньшей мере одним входным штуцером и по меньшей мере одним выходным штуцером. The problem is solved by developing a thermostabilizing device for stabilizing the temperature of the cell with the medium under study, comprising: a body with a channel passing through it, in which there is a zone for fixing the cell with the medium to be studied; at least one annular chamber surrounding said casing in at least said cuvette fixation zone; and at least one coil located inside said at least one chamber and equipped with at least one inlet fitting and at least one outlet fitting.
Предложенное устройство в силу своей конструкции обеспечивает возможность регулирования температуры расположенной в нем кюветы с исследуемой средой, не препятствуя прохождению через кювету излучения фотоспектрометра, что позволяет использовать данное устройство в области спектроскопических измерений. Кроме того, данное устройство позволяет очень точно стабилизировать температуру расположенной в нём кюветы с исследуемой средой, а также изменять эту температуру с шагом приращения 2°С и менее, например, менее 0,5 °С. Данное обстоятельство является крайне важным в областях техники, требующих высокой детализации спектроскопических измерений, например, в области исследования плазмы крови. Наконец, предложенное термостабилизирующее устройство обеспечивает однородный нагрев образца исследуемой среды, не допуская появления на нем температурного градиента, что позволяет повысить достоверность и точность проводимых спектральных измерений.  The proposed device, by virtue of its design, makes it possible to control the temperature of the cell located in it with the medium under study, without interfering with the passage of radiation from the photospectrometer through the cell, which makes it possible to use this device in the field of spectroscopic measurements. In addition, this device allows you to very accurately stabilize the temperature of the cell located in it with the test medium, as well as change this temperature in increments of 2 ° C or less, for example, less than 0.5 ° C. This circumstance is extremely important in the fields of technology that require highly detailed spectroscopic measurements, for example, in the field of blood plasma research. Finally, the proposed thermostabilizing device provides uniform heating of a sample of the test medium, avoiding the appearance of a temperature gradient on it, which improves the reliability and accuracy of the spectral measurements.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Согласно одному из вариантов изобретения, термостабилизирующее устройство дополнительно содержит трубку, проходящую внутрь этого устройства и имеющую место для размещения в ней температурного датчика. Внедрение температурного датчика в зону, расположенную в непосредственной близости от кюветы с образцом исследуемой среды, предоставляет возможность измерения фактической температуры кюветы, которая может несколько отличаться от температуры теплоносителя на входе в термостабилизирующее устройство. Данное обстоятельство в еще большей степени повышает точность спектроскопических измерений. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) According to one embodiment of the invention, the thermostabilizing device further comprises a tube extending inside this device and having a place for receiving a temperature sensor therein. The introduction of a temperature sensor in an area located in the immediate vicinity of the cell with the sample of the medium under study provides the ability to measure the actual temperature of the cell, which may slightly differ from the temperature of the coolant at the entrance to the thermostabilizing device. This circumstance even more increases the accuracy of spectroscopic measurements.
Согласно другому варианту изобретения, термостабилизирующее устройство выполнено из стали. Вариант выполнения термостабилизирующего устройства из стали является наиболее предпочтительными, поскольку сталь не оказывает воздействия на образец, исследуемый спектроскопическими методами, в отличие, например, от диэлектриков, меди, алюминия, сплавов и других подобных материалов, используемых при изготовлении термостабилизирующих устройств известного уровня техники.  According to another embodiment of the invention, the heat-stabilizing device is made of steel. An embodiment of a thermostabilizing device made of steel is most preferable since steel does not affect the sample studied by spectroscopic methods, unlike, for example, dielectrics, copper, aluminum, alloys and other similar materials used in the manufacture of thermostabilizing devices of the prior art.
Согласно еще одному варианту изобретения, термостабилизирующее устройство содержит две кольцевые камеры, в которых размещены два змеевика. Данный вариант изобретения является наиболее оптимальным, так как обеспечивает разумный компромисс между простотой конструкции термостабилизирующего устройства, простотой манипулирования этим устройством и требованием минимизации температурного градиента на кювете с исследуемым образцом.  According to another embodiment of the invention, the thermostabilizing device comprises two annular chambers in which two coils are placed. This embodiment of the invention is the most optimal, as it provides a reasonable compromise between the simplicity of the design of the heat-stabilizing device, the simplicity of manipulation of this device, and the requirement of minimizing the temperature gradient on the cell with the test sample.
Согласно предпочтительному варианту изобретения, термостабилизирующее устройство содержит штатив, регулируемый по меньшей мере по высоте. Наличие регулируемого штатива облегчает позиционирование термостабилизирующего устройства по отношению к спектрофотометру таким образом, чтобы пучок излучений спектрофотометра проходил через центр канала с расположенной в нем кюветой.  According to a preferred embodiment of the invention, the thermostabilizing device comprises a tripod adjustable at least in height. The presence of an adjustable tripod facilitates the positioning of the thermostabilizing device with respect to the spectrophotometer so that the radiation beam of the spectrophotometer passes through the center of the channel with the cell located in it.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) В соответствии со вторым аспектом изобретения поставленные задачи решены путем разработки системы измерения спектральных характеристик среды, содержащей: спектрофотометр, выполненный с возможностью направленного испускания электромагнитного излучения в канал термостабилизирующего устройства, выполненного согласно первому аспекту изобретения; систему зеркал, отражающую прошедшее через термостабилизирующее устройство электромагнитное излучение к приемнику- преобразователю; циркуляционный термостат, соединенный трубопроводами с термостабилизирующим устройством и обеспечивающий прохождение через него теплоносителя; и компьютер, который связан с приемником- преобразователем и на котором установлено программное обеспечение, предназначенное для расчета спектральных характеристик исследуемой среды. Все вышеуказанные преимущества предложенного термостабилизирующего устройства в равной степени относятся и к данной системе измерения спектральных характеристик среды. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) In accordance with the second aspect of the invention, the tasks are solved by developing a system for measuring the spectral characteristics of a medium, comprising: a spectrophotometer configured to emit electromagnetic radiation into a channel of a heat-stabilizing device made according to the first aspect of the invention; a system of mirrors that reflects electromagnetic radiation transmitted through a thermostabilizing device to a receiver-converter; a circulation thermostat connected by pipelines to a thermostabilizing device and allowing the heat carrier to pass through it; and a computer that is connected to the receiver-converter and on which software is installed designed to calculate the spectral characteristics of the medium under study. All the above advantages of the proposed thermostabilizing device equally apply to this system for measuring the spectral characteristics of the medium.
Согласно одному из вариантов изобретения, циркуляционный термостат осуществляет нагрев или охлаждение теплоносителя посредством термоэлектрических нагревателей, при этом в качестве теплоносителя используется отфильтрованная вода. Данный вариант изобретения является особо предпочтительным в виду того, что термоэлектрические нагреватели при своем функционировании не создают поля, влияющие на характеристики исследуемого образца, а следовательно, не искажают картину спектроскопических измерений. То же самое относится и к использованию в качестве теплоносителя отфильтрованной воды, поскольку авторами настоящего измерения было неожиданно установлено, что некоторые виды теплоносителей, например, масла и спиртовые растворы, в отличие от фильтрованной воды оказывают некоторое возмущающее воздействие на характеристики исследуемого образца.  According to one embodiment of the invention, the circulation thermostat carries out heating or cooling of the coolant by means of thermoelectric heaters, and filtered water is used as the coolant. This embodiment of the invention is particularly preferred in view of the fact that thermoelectric heaters, when functioning, do not create fields that affect the characteristics of the test sample and, therefore, do not distort the picture of spectroscopic measurements. The same applies to the use of filtered water as a coolant, since the authors of this measurement unexpectedly found that some types of coolants, for example, oils and alcohol solutions, unlike filtered water, have some disturbing effect on the characteristics of the test sample.
Согласно другому варианту изобретения, используемый в системе компьютер связан также с циркуляционным термостато и спектрофотометром,  According to another embodiment of the invention, the computer used in the system is also connected to a circulation thermostat and a spectrophotometer,
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) причем установленное на нем программное обеспечение обеспечивает возможность управления работой указанных циркуляционного термостата и спектрофотометра. В соответствии с этим вариантом изобретения задачи управления циркуляционным термостатом и спектрофотометром берет на себя предусмотренный в системе компьютер. Данное обстоятельство позволяет максимально возможным образом автоматизировать процесс спектроскопических измерений, а кроме того, принимая во внимание достаточную сложность способа измерений, позволяет снизить вероятность ошибки измерений, обусловленную человеческим фактором. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) moreover, the software installed on it provides the ability to control the operation of these circulating thermostat and spectrophotometer. In accordance with this embodiment of the invention, the control task of the circulating thermostat and spectrophotometer is assumed by the computer provided in the system. This circumstance makes it possible to automate the process of spectroscopic measurements as much as possible, and in addition, taking into account the sufficient complexity of the measurement method, it reduces the probability of measurement errors due to the human factor.
Согласно еще одному варианту изобретения, в предложенной системе в качестве спектрофотометра используется ИК-Фурье спектрофотометр.  According to another embodiment of the invention, the proposed system uses an IR-Fourier spectrophotometer as a spectrophotometer.
Согласно предпочтительному варианту изобретения, в предложенной системе предусмотрена заслонка, блокирующая излучение спектрофотометра, причем в некоторых случаях указанная заслонка управляется компьютером. Использование данной заслонки, блокирующей излучение спектрофотометра в перерывах между измерениями, в еще большей степени позволяет повысить точность измерений, поскольку указанное излучение спектрофотометра тоже оказывает воздействие на характеристики исследуемого образца.  According to a preferred embodiment of the invention, a shutter blocking the radiation of a spectrophotometer is provided in the proposed system, and in some cases, said shutter is controlled by a computer. The use of this damper, which blocks the radiation of the spectrophotometer in the intervals between measurements, to an even greater extent allows to increase the accuracy of measurements, since the indicated radiation of the spectrophotometer also affects the characteristics of the test sample.
Согласно одному из вариантов изобретения, в трубке термостабилизирующего устройства установлен температурный датчик, причем в предпочтительном случае указанный температурный датчик связан с компьютером для передачи ему сигнала о температуре внутри термостабилизирующего устройства. Как было указано выше в отношении первого аспекта изобретения, внедрение температурного датчика в зону, расположенную в непосредственной близости от кюветы с образцом исследуемой среды, дополнительно повышает точность спектроскопических измерений.  According to one embodiment of the invention, a temperature sensor is installed in the tube of the heat-stabilizing device, and in the preferred case, said temperature sensor is connected to a computer for transmitting to it a temperature signal inside the heat-stabilizing device. As indicated above in relation to the first aspect of the invention, the introduction of a temperature sensor in an area located in the immediate vicinity of the cell with a sample of the medium under study further improves the accuracy of spectroscopic measurements.
Согласно еще одному варианту изобретения, в системе используется кювета, выполненная из стекла и/или кварца. Эти материалы характеризуются высоким пропусканием электромагнитных волн в инфракрасном диапазоне, а  According to another embodiment of the invention, a cuvette made of glass and / or quartz is used in the system. These materials are characterized by high transmission of electromagnetic waves in the infrared range, and
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) следовательно, наиболее хорошо отвечают требованиям спектроскопических измерений. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) therefore, they best meet the requirements of spectroscopic measurements.
Краткое описание чертежей Brief Description of the Drawings
Далее изобретение описано более подробно на примере предпочтительного варианта осуществления, раскрытого со ссылкой на чертежи, на которых: The invention is described in more detail below with reference to the preferred embodiment disclosed with reference to the drawings, in which:
фиг.1 изображает структурную схему предложенной системы измерения; фиг.2 в поперечном сечении изображает предложенное термостабилизирующее устройство, используемое в показанной на фиг.1 системе измерения;  figure 1 depicts a structural diagram of the proposed measurement system; figure 2 in cross section depicts the proposed heat-stabilizing device used in the system shown in figure 1;
фиг.З в поперечном сечении изображает кювету, помещаемую внутрь термостабилизирующего устройства, показанного на фиг.2.  fig.Z in cross section depicts a cuvette placed inside the thermostabilizing device shown in figure 2.
Описание предпочтительного варианта изобретения Description of a preferred embodiment of the invention
Структурная схема предложенной системы 1 измерения спектральных характеристик среды показана на фиг.1. Как видно из этого чертежа, заявленная система 1 включает в себя циркуляционный термостат 2, спектрофотометр 3, термостабилизирующее устройство 4, кювету 5 для исследуемой среды, температурный датчик б, заслонку 7, трубопроводы 9 и 10, систему 1 1 зеркал, приемник-преобразователь 12 и компьютер 8. The structural diagram of the proposed system 1 for measuring the spectral characteristics of the medium is shown in figure 1. As can be seen from this drawing, the claimed system 1 includes a circulation thermostat 2, a spectrophotometer 3, a thermostabilizing device 4, a cuvette 5 for the test medium, a temperature sensor b, a shutter 7, pipelines 9 and 10, a mirror system 1 1, and a receiver-converter 12 and computer 8.
Циркуляционный термостат 2 предназначен для обеспечения температурного режима термостабилизирующего устройства 4 в соответствии с требуемым алгоритмом измерений, задаваемым при помощи программного обеспечения, установленного на компьютере 8. Циркуляционный термостат 2 регулирует температурный режим термостабилизирующего устройства 4 посредством изменения температуры теплоносителя, который поступает к тер?лостабилизирующему устройству 4 по трубопроводу 9, проходит вокруг него по змеевику (не показан), нагревая его до своей температуры, и возвращается обратно в термостат 2 по трубопроводу 10.  The circulation thermostat 2 is designed to ensure the temperature regime of the thermostabilizing device 4 in accordance with the required measurement algorithm, set using the software installed on the computer 8. The circulation thermostat 2 regulates the temperature of the thermostabilizing device 4 by changing the temperature of the coolant that is supplied to the thermostabilizing device 4 through pipeline 9, passes around it along a coil (not shown), heating it to its temperature s, and is returned to the thermostat 10 through the line 2.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Важная особенность используемого в изобретении термостата 2 заключается в том, что реализуемый посредством него способ изменения температуры теплоносителя не оказывает воздействия на свойства исследуемой среды. В этой связи нагрев и охлаждение теплоносителя осуществляется в циркуляционном термостате 2 не различными видами полей и излучений, как в устройствах известного уровня техники, а посредством термоэлектрических нагревателей - тэнов, при этом в качестве теплоносителя в термостате 2 используется среда, не влияющая на исследуемый образец, в предпочтительном случае отфильтрованная вода. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) An important feature of the thermostat 2 used in the invention is that the method for changing the temperature of the coolant implemented by it does not affect the properties of the medium under study. In this regard, heating and cooling of the coolant is carried out in a circulating thermostat 2 not by different types of fields and radiation, as in devices of the prior art, but by means of thermoelectric heaters - heaters, while a medium that does not affect the test sample is used as a coolant in thermostat 2, preferably filtered water.
Как следует из фиг.1 , термостат 2 связан с компьютером 8 беспроводным или проводным образом, в силу чего он может получать от компьютера 8 управляющие сигналы, задающие температуру теплоносителя, поступающего в это термостабилизирующее устройство 4, а следовательно, задающие температурный режим самого термостабилизирующего устройства 4. Как сказано выше, термостат 2 соединен с термостабилизирующим устройством 4 двумя трубопроводами 9 и 10. По трубопроводу 9 теплоноситель подводится к термостабилизирующему устройству 4, а по трубопроводу 10 возвращается обратно в термостат 2.  As follows from figure 1, the thermostat 2 is connected to the computer 8 wirelessly or wired, whereby it can receive control signals from the computer 8 that specify the temperature of the coolant entering this heat-stabilizing device 4, and therefore, set the temperature mode of the heat-stabilizing device itself 4. As mentioned above, the thermostat 2 is connected to the thermostabilizing device 4 by two pipelines 9 and 10. Through the pipeline 9, the coolant is supplied to the thermostabilizing device 4, and through the pipeline 10 turns back to thermostat 2.
Спектрофотометр 3 используется для определения спектроскопических характеристик исследуемой среды. Согласно данному изобретению, спектрофотометр 3 воздействует на исследуемый образец излучением инфракрасного диапазона. Для целей настоящего изобретения может подойти соответствующий спектрофотометр известного уровня техники, например, ИК- Фурье спектрофотометр FTIR-8400 Shimadzu. В предпочтительном случае спектрофотометр 3 соединен с компьютером 8 и управляется им автоматически посредством установленного на нем программного обеспечения.  Spectrophotometer 3 is used to determine the spectroscopic characteristics of the investigated medium. According to this invention, the spectrophotometer 3 acts on the test sample with infrared radiation. For the purposes of the present invention, a suitable prior art spectrophotometer may be suitable, for example, a FTIR-8400 Shimadzu FTIR spectrophotometer. In a preferred case, the spectrophotometer 3 is connected to the computer 8 and is controlled automatically by the software installed on it.
Термостабилизирующее устройство 4 выполняет две основные функции: обеспечивает фиксацию кюветы 5 с исследуемым образцом в зоне действия спектрофотометра 3; и вместе с циркуляционным термостатом 2 обеспечивает надлежащий температурный режим для находящегося в кювете 5 образца  Thermostabilizing device 4 performs two main functions: provides fixation of the cell 5 with the test sample in the area of action of the spectrophotometer 3; and together with the circulation thermostat 2 provides the appropriate temperature for the sample in the cell 5
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) исследуемой среды. Термостабилизирующее устройство 4 также как и система 1 является объектом данного изобретения. Более подробно оно описано ниже со ссылкой на фиг.2. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the investigated environment. Thermostabilizing device 4 as well as system 1 is an object of this invention. It is described in more detail below with reference to FIG. 2.
Кювета 5 служит контейнером для исследуемой среды. Кювету 5 с находящимся в ней образцом исследуемой среды помещают в термостабилизирующее устройство 4, где оказывают на нее воздействие температурой теплоносителя, измеряя при этом спектральные характеристики исследуемой среды посредством инфракрасного излучения. Соответственно, кювету 5 следует выполнять из материала, характеризующегося высоким пропусканием электромагнитных волн в инфракрасном диапазоне. Наиболее предпочтительными материалами для кюветы являются стекло и кварц.  Ditch 5 serves as a container for the test medium. A cuvette 5 with a sample of the test medium in it is placed in a thermostabilizing device 4, where it is affected by the temperature of the coolant, while measuring the spectral characteristics of the test medium by means of infrared radiation. Accordingly, the cuvette 5 should be made of a material characterized by a high transmission of electromagnetic waves in the infrared range. The most preferred materials for the cell are glass and quartz.
Типовая кювета 5 имеет круглую в плане форму и показанное на фиг.З поперечное сечение. Как следует из фиг.З, кювета 5 содержит две стеклянные круглые пластины 13, 14, разделенные стеклянным кольцом 15, огибающим круглый стеклянный вкладыш 16, толщина которого уступает толщине кольца 15. Вследствие разницы в толщине кольца 15 и вкладыша 16, в кювете образуется камера для исследуемого образца, ограниченная пластиной 14, кольцом 15 и вкладышем 16. Объем этой камеры обычно измеряется микролитрами.  A typical cell 5 has a circular shape in plan and the cross section shown in FIG. As follows from FIG. 3, the cuvette 5 contains two glass round plates 13, 14 separated by a glass ring 15 enveloping a round glass insert 16, the thickness of which is inferior to the thickness of the ring 15. Due to the difference in the thickness of the ring 15 and the insert 16, a chamber is formed in the cuvette for the test sample, limited by plate 14, ring 15 and insert 16. The volume of this chamber is usually measured in microliters.
Температурный датчик 6 используется для измерения фактической температуры кюветы 5 при исследовании закона изменения спектральных характеристик среды от ее температуры. Дело в том, что температура кюветы 5 с расположенным в ней образцом может несколько отличаться от температуры теплоносителя, подводимого к термостабилизирующему устройству 4. Поэтому чтобы дополнительно повысить точность измерений, в непосредственной близости от кюветы 5 предполагается размещать температурный датчик 6, предоставляющий информацию о фактической температуре кюветы, а следовательно, о фактической температуре находящегося в ней образца. В соответствии с обычном вариантом снятия измерений, оператор предложенной системы измерения считывает показания температурного датчика 6  The temperature sensor 6 is used to measure the actual temperature of the cell 5 in the study of the law of change in the spectral characteristics of the medium from its temperature. The fact is that the temperature of the cell 5 with the sample located in it may slightly differ from the temperature of the coolant supplied to the thermostabilizing device 4. Therefore, in order to further increase the accuracy of measurements, it is proposed to place a temperature sensor 6 in the immediate vicinity of the cell 5, providing information on the actual temperature cuvettes, and therefore, about the actual temperature of the sample in it. In accordance with the usual option of taking measurements, the operator of the proposed measurement system reads the temperature sensor 6
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) визуальным образом и самостоятельно, без применения автоматических средств, принимает решение о моменте снятия очередного показателя спектральной характеристики исследуемого объекта. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) visually and independently, without the use of automatic means, decides on the moment of taking another indicator of the spectral characteristics of the studied object.
В альтернативном, автоматизированном случае, информация о температуре кюветы 5 поступает с датчика 6 в компьютер 8, который на ее основе уточняет управляющий сигнал для циркуляционного термостата 2 с тем, чтобы скорректировать температуру теплоносителя и таким образом автоматически максимизировать точность задания температурного режима в термостабилизирующем устройстве 4.  In an alternative, automated case, information about the temperature of the cuvette 5 comes from the sensor 6 to the computer 8, which on its basis updates the control signal for the circulation thermostat 2 in order to adjust the temperature of the coolant and thus automatically maximize the accuracy of setting the temperature regime in the thermostabilizing device 4 .
Заслонка 7 предназначена для блокирования луча спектрофотометра 3 в отрезки времени, когда измерение спектральных характеристик исследуемого объекта не осуществляется, а происходит, например, нагрев исследуемого объекта до следующей контрольной точки температуры. В этой связи целесообразно заметить, что в оптической системе стандартного спектрофотометра для повышения точности установки волновых чисел при снятии спектров применяется высокомонохроматический источник излучения. Например, в спектрофотометре FTIR Shimadzu 8400 функцию указанного высокомонохроматического источника выполняет красный He-Ne лазер. Однако излучение такого лазера может оказывать возмущающее воздействие на измеряемый образец и, соответственно, искажать точность спектральных измерений. Поэтому согласно одному из вариантов настоящего изобретения предполагается использовать в заявленной системе измерений заслонку 7, блокирующую излучение спектрофотометра в перерывах между измерениями. Использование заслонки 7 в еще большей степени позволяет повысить точность измерений. При этом подобно температурному датчику 6 и термостату 2, привод заслонки 6 может быть подключен к компьютеру 8. В этом случае управление заслонкой 7 может происходить автоматически, согласно управляющей программе, установленной в компьютере 8.  The damper 7 is designed to block the beam of the spectrophotometer 3 at times when the spectral characteristics of the studied object are not measured, but, for example, the studied object is heated to the next temperature control point. In this regard, it is advisable to note that in the optical system of a standard spectrophotometer, a highly monochromatic radiation source is used to increase the accuracy of setting the wave numbers when taking the spectra. For example, in a FTIR Shimadzu 8400 spectrophotometer, the function of the indicated highly monochromatic source is performed by a red He-Ne laser. However, the radiation of such a laser can have a perturbing effect on the measured sample and, accordingly, distort the accuracy of spectral measurements. Therefore, according to one embodiment of the present invention, it is contemplated to use a shutter 7 in the claimed measurement system that blocks the radiation of the spectrophotometer in between measurements. The use of the shutter 7 further improves the accuracy of the measurements. Moreover, like the temperature sensor 6 and thermostat 2, the damper actuator 6 can be connected to the computer 8. In this case, the damper 7 can be controlled automatically, according to the control program installed in the computer 8.
Система 11 зеркал отражает прошедший через исследуемый объект оптический сигнал в приемник-преобразователь 12, который преобразует этот  The system 11 of the mirrors reflects the optical signal passed through the object under study into the receiver-transducer 12, which converts this
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) оптический сигнал в электронный и выдает его в компьютер 8 для дальнейшей обработки. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the optical signal is electronic and gives it to the computer 8 for further processing.
Предпочтительный вариант термостабилизирующего устройства 4 показан на фиг.2. Согласно фиг.2, термостабилизирующее устройство 4 содержит подставку 18, удерживающую на себе посредством штатива 19 корпус 20, в канале 28 которого предполагается фиксировать кювету 5 с исследуемым образцом. Штатив 19 является регулируемым по меньшей мере по высоте, что обеспечивает возможность настройки положения термостабилизирующего устройства 4 по отношению к спектрофотометру 3 таким образом, чтобы пучок излучений спектрофотометра проходил через центр канала 28 с расположенной в нем кюветой 5 (в соответствии с фиг.2 цилиндрическая кювета 5 установлена в канале 28 термостабилизирующего устройства 4 на своем торце, в результате чего ее осевая линия совпадает е осевой линией канала 28). Кювета 5 может быть зафиксирована в канале 28 при помощи фиксатора 29, который в простейшем случае представляет собой трубчатый элемент, снабженный фланцем с одной своей стороны.  A preferred embodiment of the thermostabilizing device 4 is shown in FIG. According to figure 2, the thermostabilizing device 4 contains a stand 18, holding on itself through a tripod 19 the housing 20, in the channel 28 of which it is supposed to fix the cell 5 with the test sample. The tripod 19 is adjustable at least in height, which makes it possible to adjust the position of the thermostabilizing device 4 with respect to the spectrophotometer 3 so that the radiation beam of the spectrophotometer passes through the center of the channel 28 with the cell 5 located in it (in accordance with FIG. 2, a cylindrical cell 5 is installed in the channel 28 of the thermostabilizing device 4 at its end, as a result of which its axial line coincides with the axial line of the channel 28). The cuvette 5 can be fixed in the channel 28 using the latch 29, which in the simplest case is a tubular element provided with a flange on one side.
Кроме того, термостабилизирующее устройство 4, показанное на фиг.2, содержит две кольцевые камеры 21 и 22, внутри которых размещены два змеевика (не показаны, чтобы не ухудшить читаемость чертежа), проходящие вокруг корпуса 20. Вообще говоря, объем правовой охраны настоящего изобретения распространяется и на другое число кольцевых камер и, соответственно, другое число расположенных в них змеевиков, поскольку признак, регламентирующий число камер, не является определяющим для достижения заявляемого технического результата изобретения (например, камера может быть только одна или же их может быть больше двух). Однако, в предпочтительном случае в конструкции термостабилизирующего устройства 4 предусмотрены две кольцевые камеры 21 и 22, что нашло свое отражение на фиг.2. В этом случае в устройстве 4 обеспечивается разумный компромисс между простотой конструкции, простотой манипулирования устройством и требованием минимизации температурного градиента на кювете 5. Далее  In addition, the thermostabilizing device 4 shown in FIG. 2 contains two annular chambers 21 and 22, inside which two coils are placed (not shown so as not to impair the readability of the drawing) extending around the housing 20. Generally speaking, the scope of legal protection of the present invention applies to a different number of annular chambers and, accordingly, a different number of coils located in them, since the sign that regulates the number of chambers is not decisive for achieving the claimed technical result of the invention (for example Er, there can only be one camera, or there can be more than two). However, in a preferred case, the design of the thermostabilizing device 4 has two annular chambers 21 and 22, which is reflected in figure 2. In this case, the device 4 provides a reasonable compromise between the simplicity of the design, the ease of manipulation of the device and the requirement to minimize the temperature gradient on the cell 5. Next
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) изобретение поясняется на примере наличия в термостабилизирующем устройстве 4 двух кольцевых камер 21 и 22, в каждой из которых размещено по одному змеевику (не показаны). SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The invention is illustrated by the example of the presence in the thermostabilizing device 4 of two annular chambers 21 and 22, in each of which one coil is placed (not shown).
К входному штуцеру 24 первого змеевика, расположенного в камере 21 , от циркуляционного термостата 2 ведет трубопровод 9. Выходной штуцер 26 змеевика первой камеры 21 подсоединен через шланг (не показан) к входному штуцеру 25 змеевика второй камеры 22. Выходной штуцер 27 змеевика второй камеры 22 подсоединен через трубопровод 10 обратно к термостату 2. Теплоноситель, доведенный до надлежащей температуры в термостате 2, поступает из термостата в змеевик первой камеры 21 через трубопровод 9. Далее теплоноситель, проходя по змеевику первой камеры 21 , попадает через выходной штуцер 26, соединительный шланг и входной штуцер 27 в змеевик второй камеры 21 , проходит по нему и выходит из термостабилизирующего устройства 4 обратно в циркуляционный термостат 2. Проходя по змеевику первой камеры 21 и змеевику второй камеры 22, теплоноситель нагревает термостабилзирующее устройство 4, и соответственно расположенную в нем кювету с исследуемым образцом, до требуемой температуры. Важно заметить, что скорость течения теплоносителя по термостабилизирующему устройству 4 поддерживается достаточно высокой, а расстояние между камерами 21 и 22 достаточно небольшим с тем, чтобы на поверхности кюветы не возникал градиент температур. Это условие является необходимым для того, чтобы нагрев или охлаждение кюветы 5 с исследуемым образцом происходили равномерно, что способствует повышению достоверности измерений спектральных параметров исследуемого образца.  A conduit 9 leads to the inlet fitting 24 of the first coil located in the chamber 21 from the circulation thermostat 2. The outlet fitting 26 of the coil of the first chamber 21 is connected through a hose (not shown) to the inlet fitting 25 of the coil of the second chamber 22. The outlet fitting 27 of the coil of the second chamber 22 connected through the pipe 10 back to the thermostat 2. The coolant, brought to the proper temperature in thermostat 2, comes from the thermostat to the coil of the first chamber 21 through the pipe 9. Next, the coolant passing through the coil of the first chamber 21 passes through the outlet fitting 26, the connecting hose and the inlet fitting 27 into the coil of the second chamber 21, passes through it and leaves the thermostabilizing device 4 back to the circulation thermostat 2. Passing through the coil of the first chamber 21 and the coil of the second chamber 22, the heat carrier heats the thermostabilizing device 4 , and, accordingly, the cuvette with the test sample located in it, to the required temperature. It is important to note that the flow rate of the heat carrier through the heat-stabilizing device 4 is kept high enough, and the distance between the chambers 21 and 22 is small enough so that a temperature gradient does not occur on the surface of the cell. This condition is necessary for the heating or cooling of the cell 5 with the test sample to occur evenly, which helps to increase the reliability of measurements of the spectral parameters of the test sample.
Наконец следует отметить, что внутрь термостабилизирующего устройства 4 к кювете 5 ведет трубка 23, через которую в устройство 4 вводят описанный выше температурный датчик 6, подсоединенный согласно некоторым вариантам изобретения к компьютеру 8.  Finally, it should be noted that a tube 23 leads into the cuvette 5 inside the thermostabilizing device 4, through which the temperature sensor 6 described above is connected to the device 4 and connected to a computer 8 according to some variants of the invention.
В предпочтительном случае термостабилизирующее устройство 4 изготовлено из стали, поскольку сталь не оказывает воздействия на образец,  In the preferred case, the heat-stabilizing device 4 is made of steel, since steel does not affect the sample,
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) исследуемый спектроскопическими методами, в отличие, например, от диэлектриков, меди, алюминия, сплавов и других подобных материалов, используемых при изготовлении термостабилизирующих устройств известного уровня техники. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) studied by spectroscopic methods, in contrast, for example, from dielectrics, copper, aluminum, alloys and other similar materials used in the manufacture of thermostabilizing devices of the prior art.
Далее поясняется функционирование заявленной системы 1 во время измерения спектральных параметров исследуемого объекта при разных значениях температуры, изменяемой с малым шагом в диапазоне существования жидкой фазы исследуемого объекта.  The following explains the operation of the claimed system 1 during the measurement of the spectral parameters of the investigated object at different temperatures, which can be changed with a small step in the range of existence of the liquid phase of the studied object.
В камеру 17 кюветы 5 (показана на фиг.З) вводят исследуемую среду и устанавливают кювету 5 в канал 28 термостабилизирующего устройства 4, проходящий через его корпус 20. Входной и выходной штуцеры термостабилизирующего устройства 4 трубопроводами 9 и 10 соединяют с соответствующими штуцерами термостата 2 и размещают устройство 4 в зоне действия спектрофотометра 3 таким образом, чтобы пучок излучений проходил через кювету 5. В случае присутствия в термостабилизирующем устройстве 4 более одной кольцевой камеры с более одним змеевиком, змеевики соседних кольцевых камер соединяют между собой шлангом, так чтобы обеспечить прохождение между ними теплоносителя. В компьютере 8 с помощью специализированного программного обеспечения задают требуемый режим изменения температуры исследуемого образца и, в частности, начальную температуру, конечную температуру, скорость нарастания или убывания температуры и т.п. После этого систему 1 измерения запускают в действие.  The test medium is introduced into the chamber 17 of the cuvette 5 (shown in FIG. 3) and the cuvette 5 is installed in the channel 28 of the thermostabilizing device 4 passing through its body 20. The inlet and outlet unions of the thermostabilizing device 4 are connected by pipelines 9 and 10 to the corresponding unions of the thermostat 2 and place the device 4 in the zone of action of the spectrophotometer 3 so that the radiation beam passes through the cell 5. If there is more than one annular chamber with more than one coil in the thermostabilizing device 4, the coils dnih annular chambers interconnected hose so as to allow the passage of coolant between them. In computer 8, with the help of specialized software, the required mode for changing the temperature of the test sample and, in particular, the initial temperature, final temperature, rate of increase or decrease of temperature, etc., is set. After that, the measurement system 1 is launched.
При запуске системы теплоноситель поступает из термостата 2 в термостабилизирующее устройство 4, сообщая требуемую температуру расположенной в нем кювете 5 и, следовательно, исследуемому образцу. После того как температура исследуемого образца стабилизировалась на требуемой отметке, о чем можно судить, например, по показанию температурного датчика 6, через кювету с образцом пропускают инфракрасное излучение спектрофотометра 3, которое отражается системой 1 зеркал в приемник-преобразователь 12, преобразуется им в электронный сигнал и  When the system starts, the coolant flows from the thermostat 2 to the thermostabilizing device 4, reporting the required temperature to the cell 5 located in it and, therefore, to the test sample. After the temperature of the test sample has stabilized at the required level, as can be judged, for example, by the temperature sensor 6, infrared radiation of the spectrophotometer 3 is passed through the sample cuvette, which is reflected by the mirror system 1 into the receiver-transducer 12 and converted into an electronic signal and
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) поступает далее в компьютер 8, где обрабатывается. Значения спектральных характеристик исследуемого объекта вычисляют при разных значениях температуры этого объекта, изменяемой при помощи термостата и термостабилизирующего устройства согласно выполняемой на компьютере 8 программе. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) goes on to computer 8, where it is processed. The values of the spectral characteristics of the object under study are calculated at different values of the temperature of this object, which can be changed using a thermostat and a thermostabilizing device according to the program executed on computer 8.
Предложенная система 1 измерения спектральных характеристик среды может управляться как автоматически, при помощи компьютера 8, так и вручную. В случае автоматического управления системой компьютер формирует управляющие сигналы для термостата 2, спектрофотометра 3 и/или заслонки 7 в соответствии с требуемым алгоритмом измерений, задаваемым при помощи установленного на нем программного обеспечения, а также на основании сведений, поступающих в компьютер от циркуляционного термостата 2, спектрофотометра 3, заслонки 7 и датчика 6, например, сведений о температуре теплоносителя на входе и выходе термостата 2, об объемной скорости теплоносителя, о температуре кюветы, положении заслонки, о режиме работы спектрофотометра 3 и т.п.  The proposed system 1 for measuring the spectral characteristics of the medium can be controlled both automatically, using a computer 8, and manually. In the case of automatic control of the system, the computer generates control signals for the thermostat 2, spectrophotometer 3 and / or damper 7 in accordance with the required measurement algorithm specified using the software installed on it, as well as on the basis of information received from the circulation thermostat 2, spectrophotometer 3, shutter 7 and sensor 6, for example, information about the temperature of the coolant at the inlet and outlet of the thermostat 2, about the volumetric speed of the coolant, about the temperature of the cuvette, the position of the shutter Of spectrophotometer working mode 3, etc.
В случае управления системой вручную оператор может манипулировать термостатом 2, спектрофотометром 3 и заслонкой 7, просто исходя из показаний температурного датчика 6.  In the case of manual control of the system, the operator can manipulate the thermostat 2, spectrophotometer 3 and shutter 7, simply based on the readings of temperature sensor 6.
Из анализа представленных вариантов выполнения изобретения очевидно, что заявленные термостабилизирующее устройство и система измерения динамических спектральных характеристик лишены недостатков технических решений, известных из уровня техники. В частности, предложенное термостабилизирующее устройство способно изменять температуру расположенной в нем кюветы с исследуемым образцом при шаге приращения 2°С и менее, равно как и стабилизировать эту температуру. Кроме того, при своем функционировании оно не оказывает влияния на спектральные характеристики исследуемого образца.  From the analysis of the presented embodiments of the invention, it is obvious that the claimed thermostabilizing device and the system for measuring dynamic spectral characteristics are devoid of the disadvantages of technical solutions known from the prior art. In particular, the proposed thermostabilizing device is capable of changing the temperature of the cell located in it with the studied sample at an increment of 2 ° C or less, as well as stabilizing this temperature. In addition, during its functioning, it does not affect the spectral characteristics of the test sample.
Что касается системы измерения динамических спектральных характеристик, то она позволяет измерять динамические спектральные  As for the system for measuring dynamic spectral characteristics, it allows you to measure dynamic spectral
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) характеристики образца при строго фиксированных значениях температуры, изменяемой с шагом приращения 2°С и менее. При этом она не оказывает влияния на спектральные характеристики исследуемого образца. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) characteristics of the sample at strictly fixed values of temperature, which is changed in increments of 2 ° C or less. However, it does not affect the spectral characteristics of the test sample.
Таким образом, раскрытые в данной заявке устройство и система позволяют решить поставленные задачи, сформулированные в разделе "Уровень техники".  Thus, the device and system disclosed in this application allow us to solve the tasks formulated in the section "prior art".
В заключение следует отметить, что выше раскрыты предпочтительные варианты заявленного контейнера, которые не следует рассматривать как ограничение патентных притязаний изобретения. Специалистам данной области техники понятно, что в описанные варианты выполнения могут быть внесены различные изменения и дополнения, не выходящие за пределы правовой охраны настоящего изобретения, установленной приложенной формулой.  In conclusion, it should be noted that the preferred options of the claimed container are disclosed above, which should not be construed as limiting the patent claims of the invention. Those skilled in the art will understand that various changes and additions may be made to the described embodiments without departing from the legal protection of the present invention established by the appended claims.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) НОМЕРА ПОЗИЦИЙ SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) POSITION NUMBERS
- Система измерения спектральных характеристик среды - Циркуляционный термостат - System for measuring the spectral characteristics of the medium - Circulation thermostat
- Спектрофотометр  - Spectrophotometer
- Термостабилизирующее устройство  - Thermostabilizing device
- Кювета  - Ditch
- Температурный датчик  - Temperature sensor
- Заслонка - damper
- Компьютер- A computer
, 10 - Трубопроводы 10 - Pipelines
1 - Система зеркал1 - Mirror system
2 - Приемник-преобразователь2 - Transmitter
3, 14 - Пластины кюветы3, 14 - Ditch Plates
5 - Кольцо кюветы 5 - Ditch Ring
- Вкладыш кюветы  - Ditch insert
- Камера кюветы  - Ditch chamber
- Подставка термостабилизирующего устройства  - Stand for thermostabilizing device
- Штатив термостабилизирующего устройства  - Tripod thermostabilizing device
- Корпус термостабилизирующего устройства  - Thermostabilizer housing
, 22 - Камеры термостабилизирующего устройства  , 22 - Chambers of thermostabilizing device
- Трубка для температурного датчика - Tube for temperature sensor
, 25 - Входные штуцеры термостабилизирующего устройства , 27 - Выходные штуцеры термостабилизирующего устройства - Канал термостабилизирующего устройства  , 25 - Inlet fittings of the thermostabilizing device, 27 - Outlet fittings of the thermostabilizing device - Channel of the thermostabilizing device
- Фиксатор кюветы  - Cuvette lock
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Термостабилизирующее устройство (4) для стабилизации температуры кюветы с исследуемой средой, содержащее: 1. Thermostabilizing device (4) for stabilizing the temperature of the cell with the test medium, containing:
корпус (20) с проходящим через него каналом (28), в котором предусмотрена зона фиксации кюветы с исследуемой средой;  a housing (20) with a channel (28) passing through it, in which a fixation zone of the cell with the medium is provided;
по меньшей мере одну кольцевую камеру (21), окружающую указанный корпус (20) по меньшей мере в указанной зоне фиксации кюветы;  at least one annular chamber (21) surrounding said body (20) in at least said cell fixation zone;
и по меньшей мере один змеевик, размещенный внутри указанной по меньшей мере одной камеры (21) и оснащенный по меньшей мере одним входным штуцером (24) и по меньшей мере одним выходным штуцером (26).  and at least one coil located inside said at least one chamber (21) and equipped with at least one inlet fitting (24) and at least one outlet fitting (26).
2. Устройство по п.1 , дополнительно содержащее трубку (23), проходящую внутрь этого устройства (4) и имеющую место для размещения в ней температурного датчика. 2. The device according to claim 1, additionally containing a tube (23) passing inside this device (4) and having a place to place a temperature sensor in it.
3. Устройство по п.1 или п.2, выполненное из стали. 3. The device according to claim 1 or claim 2, made of steel.
4. Устройство по п.1 или п.2, содержащее две кольцевые камеры (21 , 22), в которых размещены два змеевика. 4. The device according to claim 1 or claim 2, containing two annular chambers (21, 22), in which two coils are placed.
5. Устройство по п.1 или п.2, содержащее штатив (19), регулируемый по меньшей мере по высоте. 5. The device according to claim 1 or claim 2, containing a tripod (19), adjustable at least in height.
6. Система измерения спектральных характеристик среды, содержащая: спектрофотометр (3), выполненный с возможностью направленного испускания электромагнитного излучения в канал термостабилизирующего устройства (4) по п. п.1 - 5; 6. A system for measuring the spectral characteristics of a medium, comprising: a spectrophotometer (3), configured to directionally emit electromagnetic radiation into a channel of a thermostabilizing device (4) according to claim 1 - 5;
систему (11 ) зеркал, отражающую прошедшее через термостабилизирующее устройство (4) электромагнитное излучение к приемнику-преобразователю (12);  a system of mirrors (11), which reflects electromagnetic radiation transmitted through a thermostabilizing device (4) to a receiver-transducer (12);
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) циркуляционный термостат (2), соединенный трубопроводами (9, 10) с термостабилизирующим устройством (4) и обеспечивающий прохождение через него теплоносителя; SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) a circulation thermostat (2) connected by pipelines (9, 10) with a thermostabilizing device (4) and allowing the coolant to pass through it;
и компьютер (8), который связан с приемником-преобразователем (12) и на котором установлено программное обеспечение, предназначенное для расчета спектральных характеристик исследуемой среды.  and a computer (8), which is connected to the receiver-converter (12) and on which software is installed, designed to calculate the spectral characteristics of the medium under study.
7. Система по п.6, в которой циркуляционный термостат (2) осуществляет нагрев или охлаждение теплоносителя посредством термоэлектрических нагревателей, при этом в качестве теплоносителя используется отфильтрованная вода. 7. The system according to claim 6, in which the circulation thermostat (2) carries out heating or cooling of the coolant by means of thermoelectric heaters, while filtered water is used as the coolant.
8. Система по п.6 или п.7, в которой указанный компьютер (8) связан также с циркуляционным термостатом (2) и спектрофотометром (3), причем установленное на нем программное обеспечение обеспечивает возможность управления работой этих циркуляционного термостата (2) и спектрофотометра (3). 8. The system according to claim 6 or claim 7, wherein said computer (8) is also connected to a circulation thermostat (2) and a spectrophotometer (3), and the software installed on it provides the ability to control the operation of these circulation thermostat (2) and spectrophotometer (3).
9. Система по п.6 или п.7, в которой в качестве спектрофотометра (3) используется ИК-Фурье спектрофотометр. 9. The system according to claim 6 or claim 7, in which an IR-Fourier spectrophotometer is used as a spectrophotometer (3).
10. Система по п.6 или п.7, в которой предусмотрена заслонка (7), блокирующая излучение спектрофотометра (3). 10. The system according to claim 6 or claim 7, in which a damper (7) is provided that blocks the radiation of the spectrophotometer (3).
1 1. Система по п.10, в которой указанная заслонка (7) управляется компьютером (8). 1 1. The system of claim 10, wherein said damper (7) is controlled by a computer (8).
12. Система по п.6 или п.7, в которой в трубке (23) термостабилизирующего устройства (4) установлен температурный датчик (6). 12. The system according to claim 6 or claim 7, in which a temperature sensor (6) is installed in the tube (23) of the thermostabilizing device (4).
13. Система по п.12, в которой указанный температурный датчик (6) связан с компьютером (8) для передачи ему сигнала о температуре внутри термостабилизирующего устройства (4). 13. The system of claim 12, wherein said temperature sensor (6) is connected to a computer (8) to transmit a temperature signal thereto inside the thermostabilizing device (4).
14. Система по п.6 или п.7, в которой используется кювета (5), выполненная из стекла и/или кварца. 14. The system according to claim 6 or claim 7, in which a cuvette (5) made of glass and / or quartz is used.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2012/000260 2011-04-08 2012-04-06 System for measuring the dynamic spectral characteristics of a medium and thermal stabilization device used in said system WO2012138259A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011113451/28A RU2462699C1 (en) 2011-04-08 2011-04-08 System for measuring dynamic spectral characteristics of medium, as well as thermostabilising apparatus used in said system
RU2011113451 2011-04-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2012138259A2 true WO2012138259A2 (en) 2012-10-11
WO2012138259A3 WO2012138259A3 (en) 2012-12-27

Family

ID=46969735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2012/000260 WO2012138259A2 (en) 2011-04-08 2012-04-06 System for measuring the dynamic spectral characteristics of a medium and thermal stabilization device used in said system

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2462699C1 (en)
WO (1) WO2012138259A2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2069354C1 (en) * 1993-01-18 1996-11-20 Институт катализа СО РАН Device for stabilization and control of temperature
US20020147396A1 (en) * 2001-04-05 2002-10-10 Marc Fleury Thermostat-controlled containment cell for samples intended for NMR measurements and method for implementing it
US6767512B1 (en) * 1996-11-08 2004-07-27 Eppendorf Ag Temperature-regulating block with temperature-regulating devices
RU2244948C1 (en) * 2003-06-05 2005-01-20 Зао "Нт-Мдт" Device for preserving temperature of object for scanning probing microscopes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2069354C1 (en) * 1993-01-18 1996-11-20 Институт катализа СО РАН Device for stabilization and control of temperature
US6767512B1 (en) * 1996-11-08 2004-07-27 Eppendorf Ag Temperature-regulating block with temperature-regulating devices
US20020147396A1 (en) * 2001-04-05 2002-10-10 Marc Fleury Thermostat-controlled containment cell for samples intended for NMR measurements and method for implementing it
RU2244948C1 (en) * 2003-06-05 2005-01-20 Зао "Нт-Мдт" Device for preserving temperature of object for scanning probing microscopes

Also Published As

Publication number Publication date
RU2462699C1 (en) 2012-09-27
WO2012138259A3 (en) 2012-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2205382C2 (en) Method and device for quantitative determination of particles in liquid media
US7726876B2 (en) System and method for non-intrusive thermal monitor
US4499378A (en) Infrared radiation gas analyzer
Hetsroni et al. Infrared temperature measurements in micro-channels and micro-fluid systems
US8481944B2 (en) IR spectrometer with non-contact temperature measurement
Kakuta et al. Temperature imaging of water in a microchannel using thermal sensitivity of near-infrared absorption
EP2768987B1 (en) Noninvasive bioreactor monitoring
Gupta et al. Absorption spectroscopy in microfluidic flow cells using a metal clad leaky waveguide device with a porous gel waveguide layer
JP2671931B2 (en) Device and method for analyzing medical samples
KR101750745B1 (en) Furnace for transmission mode x-ray diffractometer and transmission mode x-ray diffractometer using therof
US4266194A (en) Sensor for VT probes
RU2462699C1 (en) System for measuring dynamic spectral characteristics of medium, as well as thermostabilising apparatus used in said system
CA2760742A1 (en) Method and apparatus for measuring fluorescent material in a liquid
US20180188117A1 (en) Clinical thermometer
RU2620028C1 (en) Thermostatic device for nanocalorimetric measurements on chip with ultra-high heating and cooling rates
CN108061726B (en) Isothermal thermal power measuring device with fluorescence spectrum measuring function
Bana et al. Comparison of conventional and microwave heating for evaluation of microwave effects
JP7386326B2 (en) Photometer optical coupling device for double incubation ring using periscope structure
Krankenhagen et al. Determination of the spatial energy distribution generated by means of a flash lamp
US20030206020A1 (en) Systems and methods for a temperature controlled NMR probe
Ishii et al. Low‐Temperature Infrared Radiation Thermometry at NMIJ
Kuriyama et al. Non-intrusive measurement of microscale temperature distribution by spontaneous Raman imaging
Chen et al. An in situ online methodology for emissivity measurement between 100° C and 500° C utilizing infrared sensor
RU2606850C2 (en) Method and device for quantitative determining content of waxes and wax-like substances in refined vegetable oils
CN203432901U (en) Long-optical-path measuring cell for uniform mixing and heating

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase in:

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12768400

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2