Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Структурные схемы фотоколориметров




 
 

Здесь и далее речь пойдет о фотоэлектрических колориметрах. Они бывают однолучевые и двухлучевые (одноканальные и двухканальные). Однолучевые ФЭК обычно представляют собой узкоспециализированные приборы, применяемые для каких-либо определенных исследований, например, гемоглобина, билирубина и др. Структурная схема однолучевого ФЭК приведена на рис. 2.3.

 

 

 
 

Свет от источника ИС направляется на первую оптическую систему ОС1, в которой происходит выделение определенной спектральной составляющей излучения, его фокусировка и др. Затем луч монохроматического света попадает в кюветное отделение КО, в которое устанавливается кювета с базовым (или буферным, холостым) раствором БР, в котором исследуемое вещество отсутствует. Затем прошедший луч попадает на вторую оптическую систему ОС2 (линзы, коллиматоры и др.) и далее – на фотоэлектрический преобразователь ФЭП, выходное напряжение которого пропорционально световому потоку Фt. В ФЭП могут входить и дополнительные усилители. Выходное напряжение ФЭП подается на один вход логарифмического преобразователя ЛП, на второй вход которого подается регулируемое опорное напряжение U ОП. Выходное напряжение логарифмического преобразователя пропорционально логарифму отношения U ОП и U: U ЛП = UМlg(U ОП/ U). Роль опорного напряжения состоит в обнулении выхода ЛП при установке в кюветном отделении кюветы с базовым раствором (С = 0). Для этого величина UОП устанавливается равной U. Затем в кюветное отделение помещают кювету с калибровочным (стандартным) раствором КР и, регулируя ФЭП, градуируют прибор: выставляют на индикаторе концентрацию калибровочного раствора. Прибор готов к работе. Теперь в кюветное отделение ставят кюветы с исследуемым раствором ИР. В принципе, кювета может быть и одна.

Обозначим оптическую плотность базового раствора D1, коэффициент пропускания t1. Исследуемый раствор ИР получают добавлением в базовый раствор исследуемой пробы. Обозначим оптическую плотность ИР через D2, коэффициент пропускания – через t2. Очевидно, D2 = D1 + eaCx. Положим U ОП = U 1, U = U 2. Тогда , .

Выходное напряжение ЛП или, в соответствии с формулой (2.4), . Таким образом, выходное напряжение ЛП оказывается пропорциональным концентрации исследуемой пробы.

Недостатком однолучевых ФЭК является погрешность измерений вследствие дефектов оптической системы (нестабильность источника света, посторонние засветки, разные оптические свойства кювет), колебаний температуры (особенно влияют на оптические свойства растворов). Влияние многих из указанных факторов удается исключить в двухлучевых фотометрах. Одна из структурных схем двухлучевых ФЭК приведена на рис. 2.4. Она содержит два фотоэлектрических преобразователя.

 
 

 

 
 

 

Свет от источника ИС оптической системой ОС1 разделяется на два луча: один проходит через кювету со стандартным раствором КС (кювета сравнения), а второй – через кювету с рабочим (исследуемым) раствором КР. Выходные световые потоки оптической системой ОС2 направляются на независимые ФЭП: ФЭП1 и ФЭП2. Считая их идентичными, можем записать и . Тогда выходное напряжение логарифмического преобразователя ЛП будет пропорционально

.

При одинаковых падающих световых потоках последнее выражение обращается в

,

где D01, D02 – начальные оптические плотности кювет (при концентрациях Сс и Ср равных нулю). При идентичных кюветах (D01 = D02; a 1 = a 2)

Таким образом, выходной сигнал ЛП будет пропорционален разности концентраций рабочего и стандартного раствора (раствора сравнения). Этот режим работы применяют для сравнения проб одного и того же пациента, взятые в различное время. Таким образом можно отслеживать динамику болезни. В частном случае стандартный раствор может быть базовым (холостым, Сс = 0). Тогда фотоколориметр измеряет концентрацию рабочего раствора.

 
 

Очевидно, что в двухлучевом ФЭК в значительной мере компенсируются такие факторы, как нестабильность световых потоков, посторонняя засветка, колебания температуры, так как эти факторы действуют практически одинаково в обоих каналах. Недостатком двухлучевого фотоколориметра с двумя ФЭП является погрешность вследствие их неидентичности, которая всегда будет иметь место. Поэтому на практике применяют двухлучевые фотоколориметры с одним ФЭП. Одна из возможных схем такого фотоколориметра приведена на рис. 2.5.

 

 

 
 

 

Здесь свет, выходящий из оптической системы ОС1, с помощью модулятора М поочередно пропускается через кюветы КС и КР. Модулятор, в частности, может быть диском с отверстиями, вращаемым электродвигателем ЭД. Проходящие световые потоки Фt1 и Фt2 падают на светочувствительный элемент ФЭП. Импульсы напряжения U1 и U2 через коммутатор, синхронно управляемый модулятором, поступают на запоминающие устройства ЗУ (типа устройства выборки-хранения) а с них – на входы ЛП.

 
 

На рис. 2.6 изображен диск модулятора и временные диаграммы импульсов U1 и U2. Импульсы, управляющие коммутатором, могут получаться с помощью миниатюрных фотодатчиков (например, фотодиодов) ФД1 и ФД2, частично перекрывающих отверстия.

 

Модулятор может быть установлен и на выходе световых потоков из кювет, как это показано на рис. 2.7.

 
 

 

 
 

Здесь свет, выходящий из оптической системы ОС1, разветвляется по двум волоконным световодам и поступает на кюветы КС и КР. Проходящие световые потоки Фt1и Фt2 также по световодам подводятся к зеркалу З, которое, поворачиваясь на 90о, передает их поочередно на светочувствительный элемент ФЭП. Причем, в отличие от предыдущей схемы, это может производиться однократно.

Существуют еще фотоколориметры, которые можно было бы назвать псевдодвухлучевыми. На самом деле в таких ФЭК имеется один луч, но в кюветное отделение (на платформу) устанавливаются две кюветы: КС и КР (рис. 2.8).

 
 

 

 
 

 

Посредством механизма перемещения (часто с ручным приводом) под падающий луч поочередно подставляются кюветы КС и КР. При этом замыкаются концевые переключатели КП1 и КП2, которые управляют устройствами ЗУ, запоминающими напряжения U1 и U2, возникающие на выходе ФЭП. Обычно дальнейшая обработка первичной информации (после ФЭП) в псевдодвухлучевых фотоколориметрах осуществляется микропроцессорной системой.






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных