SU1377605A1 - Спектрофотометр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области оптического спектрального приборостроени . Целью изобретени   вл етс  повышение точности и надежности. Свет от источника 1 проходит через кювету 2 и попадает на фотоэлектрический преобразователь 3. Электрический сигнал усиливаетс  и преобразуетс  в частоту с помощью преобразовател  5, Генератор 9 через ключи 6 и 7 подключен к суммирующему и вычитающему .входам реверсивного счетчика 10, преобразователь 5 через ключ 8 - к счетчику 12 импульсов, информационньй выход которого подключен к первому входу коммутатора 16 режимов отсчета. Выход коммутатора 16 соединен с блоком 13 цифрового отсчета. После накоплени  в счетчике 12 числа импульсов 10 с выхода пр мого переноса этого счетчика поступает сигнал на первый вход блока 14 управлени , а с выходов этого блока поступают сигналы на управл ющие входы ключей 6, 7 и 8, коммутатора 16 и регистра 11. Вход регистра 11 соединен с информационным выходом счетчика 10, а выход - с входом параллельной записи счетчика 10. }5ыход обрат- ног о переноса счетчика 10 соединен с вторым входом блока 14. В спектрофотометре имеетс  логарифмический преобразователь 15, управл ющий вход которого подключен к шестому выходз;- блока 14. Вход логарифмического преобразовател  15 соединен с выходом ключа 8j а выход - с вторым входом коммутатора 16. В спектрофотометре не требуетс  использовани  арифметико-логических схем, а также механических подвижных соединений, что приводит к повьшекию точности и надежности . 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (О СО -4 ssrf

Description

Изобретение относитс  к оптическому спектральному приборостроению.

Цель изобретени  - повьшение точности и надежности.

На чертеже изображена блок-схема спектрофотометра.

Спектрофотометр содержит источник 1 света, представл ющий собой источник монохроматического света, длину волны которого можно выбрать в определенном спектральном диапазоне , кювету 2, фотоэлектрический преобразователь 3, усилитель 4, преобразователь 5 напр жение - частота,элек- тронно-управл емые ключи (первый 6, второй 7 и третий 8), генератор 9 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 10 импульсов, регистр 11, второй счетчик 12 импульсов, блок 13 цифро- вого отсчета, блок 14 управлени , цифровой логарифмический преобразователь 15 и коммутатор 16 режимов отсчета.

Устройство работает следующим об- разом.

Перед измерением величины поглощени  света образцом - его коэффици- ента пропускани  Т- - в кюветном отделении спектрофотометра исследуемый образец отсутствует и производитс  калибровка спектрофотометра, заключающа с  в фиксации эталонного поток 1 излучени  света (через кювету 2 без образца или через кювету 2 с эталонным, контрольным, образцом).

Калибровку спектрофотометра осуществл ют следующим образом.

Свет от источника 1 света через кювету 2 (без образца или с контрольным образцом) поступает на фотоэлек- трический преобразователь 3. На выходе последнего по вл етс  электрический сигнал, который после усилени  усилителем 4 при помощи преобразова- ,тел  5 напр жение - частота преобразу- етс  в частоту f, пропорциональную интенсивности проход щего потока излучени  света lo. В режиме калибровки после подачи на блок 14 управлени команды TO одновременно управл юпщми сигналами, поступающими с первого и второго выходов блока 4 управлени , включаютс  первьй и третий ключи 6 и 8. Начинаетс  одновременное накопление счета импульсов. Счетчиком 12 накапливаютс  импульсы, поступающие с частотой fg с преобразовател  5 через третий ключ 8, а реверсивным счетчиком 10 накапливаютс  импульсы.

0

j

5

5

0 5 0 5

поступающие, с частотой f с генератора 9 тактовых импульсов через пер- вьш ключ 6 на суммируюсщй счетный вход реверсивного счетчика 10. После накоплени  счетчиком I2 числа

J/

импульсов 10 , где k - заранее выбранное целое число, с выхода пр мого переноса счетчика 12 поступает сигнал- на первый вход блок 14 управлени . На первом и втором выходах блока 14 управлени  по вл ютс  сигналы выключени  первого и третьего ключей 6 и 8. Поступление импульсов на счетные входы счетчиков 10 и 12 прекращаетс  и начинаетс  подача им- пульса управлени  с четвертого выхода блока 14 управлени  на управл ющий вход регистра 11, в результате чего содержимое информационного выхода счетчика 10 при помощи регистра 11 через вход параллельной записи записываетс  в реверсивном счетчике 10. Тем самьп завершаетс  калибровка спектрофотометра, в результате которой;в течение интервала времени

t -- через вход параллельной за о

писи в счетчике 10 записываетс  и хранитс - накопленное число импульсов, равное . Таким образом, при помощи генератора 9 тактовых импульсов и счетчика 10 завершаетс  запоминание интервала времени t, необходимое дл  подсчета дес ти импульсов (следующих с частотой с выхода преобразовател  5), число которых  вл етс  мерой калибровки эталонного уровн  интенсивности проход щего потока излучени  света 1. Спектрофотометр откалиброван и подготовлен к измерению коэффициента пропускани 

Т исследуемого образца, где

о . I - интенсивность потока излучени 

света, прошедщего через исследуемый объект (образец).

После калибровки спектрофотометра в его кюветном отделении помещают кювету с измер емым образцом и на блок 14 управлени  подают команду Т. С первого и третьего выходов блока 14 управлени  поступают сигналы управ.- лени , включающие второй и третий ключи 7 и 8, Выход преобразовател  5 через третий ключ 8 подключаетс  к счетному входу счетчика 12, а генератор 9 тактовых импульсов через второй ключ 7 - к вычитающему счетному входу реверсивного счетчика 10.

Импульсы с выхода преобразовател  5, частота f которых теперь пропорциональна значению Т, накапливаютс  счетчиком 12. Одновременно на вычи- тающий счетньй вход реверсивного счетчика 10 через второй ключ 7 поступают тактовые импульсы с генератора 9 тактовых импульсов с частотой f. Через интервал времени t после вычитани  реверсивным счетчиком N импульсов на его выходе обратного переноса по вл етс  сигнал управлени , постзшающий на второй вход блока 14. управлени . Последний через первый и третий вьгходы управлени  выключает второй и третий ключи 7 и 8, прекраща  этим поступление потоков импульсов на счетные входы счетчиков 10 и 12. Содержание Ny счетчика 12 с его информационного выхода через коммутатор 16 поступает на блок 13 цифрового отсчета. На последнем по вл етс  цифра, отТражающа  величину поглощени - образца .

Т

N.

10

Выбором величины 1/10 путем подбора коэффициента пересчета счетчика 12,. можно легко установить требуемую точность и разрещающую способность (количество знаковых разр дов) цифрового отсчета измер емой величины поглощени  света. Таким образом спек трофотометр путем автоматического выбора времени измерени  t, в зависимости от заранее задаваемой точности (выбором коэффициента k) обеспечивает высокую точность калибровки и измерени  при различных уровн х интенсивности эталонного излучени  Ijj . Основание степени 10 дл  показател  степени - коэффициента k - выбрано в цел х упрощени  отображени  блоком 13 цифрового отсчета как абсолютных , так: и процентных значений величины Т, что в данном случае до- стигаетс  соответствующей простой расстановкой зап той децимального

числа - результата измерений. Так, например, при N 10 и N,(5000 абсолютное значение Т равно величине 0,500; процентное, соответственно, 50,0%. Следовательно, упрощаетс  практическа  реализаци  блока 13 цифрового отсчета, так как не требуетс  использование арифметико -логи- ческих или других схем, реализующих

5 ю f5 20 25

30 5 дО з

0

5

функцию определени  отношени х двух последовательно поступающих чисел. Дл  достижени  возможности не- - посредственного отсчета на блоке цифрового отсчета значени  оптической плотности (экстинкции) образца D

lg на блок 14 управлени  подаетс  команда D, после чего сигнал управлени  с шестого выхода блока 14 управлени  поступает на заправл ющий вход цифрового логарифмического преобразовател  15. Подключенный к вы- ходу третьего ключа 8 преобразователь 15 преобразует число N импульсов , пропорциональных значению Т (поступаюш 1Х с выхода преобразовател  5), реализу  функцию lg-( )

lg р D. После этого преобразовани 

цифровое значение оптической плотности через коммутатор 16 режимов отсчета поступает на блок 13 цифрового отсчета. Преобразователь 15 содержит двоичный счетчик - счетчик адресов и посто нное запоминающее устройство, причем адресный вход последнего подключен к информацион- ному выходу счетчика адресов.В режи-. ме измерени  оптических величин поглощени  образца импульсы с выхода третьего ключа 8 в течение времени изме- р ени  t накаплива отс  счеТчиком в виде числа N. Содержание этого счетчика используетс  дл  адресации посто нного запоминающего устройства, в котором дл  каждого адреса, кото- рьй определ етс  числом N, записано соответствующее значение величины D согласно соотношению

1 -Ig ,.

Таким образом, подключение информационного выхода цифрового логарифмического преобразовател  15 через коммутатор 16 режимов отсчета к блоку 13 цифрового отсчета можно точно и надежно отобразить измеренную величину поглощени  света - оптическую плотность D исследуемого образца.

Отсутствие в спектрометре инерционных , имеющих весьма ограниченную точность механических подвижных сое динений (из-за неизбежных люфтов и трений в них), приводит к повышению точности калибровки - фиксации эталонного уровн  светопропускани  оптического канала измерени  и, слё- довательно, в целом к резкому пЬвыше- нию точности измерени  спектрофотометром величин поглощени  света.

Claims (2)

1. Спектрофотометр, содержащий: оптически св занные источник света кювету дл  образца и фотоэлектрический преобразователь, а также преобразователь напр жение - частота,через усилитель соединенный с фотоэлектрическим преобразователем, блок управлени  и блок цифрового отсчета, о т- личающийс - тем, что, с целью повьшени  точности и надежности/ он дополнительно содержит генератор тактовых импульсов, первый второй и третий ключи, каждьй из которых снаб жен управл ющим входом, информационным входом и выходом, реверсивный счетчик, счетчик импульсов, регистр к коммутатор режимов отсчета, причем выход преобразовател  напр жение - частота соединен с информационным входом третьего ключа, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, информационный выход счетчика импульсов соединен с первым входом коммутатора режимов отсчета,

5

выход коммутатора режимов отсчета соединен с блоком цифрового.отсчета, выход генератора тактовых импульсов соединен с информационными входами первого и второго ключей, выход первого ключа соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход второго ключа - с вычитающим входом реверсивного счетчика, информационный выход реверсивного счетчика через регистр соединен с входом параллельной записи информации этого счетчика , выход пр мого переноса счетчика импульсов соединен с первьм входом блока управлени , выход обратного переноса реверсивного счетчика соединен с вторым входом блока управлени , первый, второй, третий, четвер- 0 тый и п тый выходы блока управлени  соединены соответственно с управл ющими входами третьего ключа, первого ключа, второго ключа, регистра и коммутатора режимов отсчета.

2. Спектрофотометр по п. 1 о т- л и ч а ю щ и и с   тем, что он дополнительно снабжен логарифмическим преобразователем, вход которого соединен с выходом третьего ключа, выход - с вторым входом коммутатора режимов отсчета, а управл ющий вход - с шестым выходом блока управлени .

5

0