ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ Российский патент 2004 года по МПК G01N21/00 

Описание патента на изобретение RU2239818C2

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в промышленности по производству сахара, фармацевтическом производстве при производстве камфоры, кокаина, никотина, при диагностике и лечении сахарного диабета, нефрита и др. заболеваний.

Известно использование эффекта вращения плоскости поляризации для идентификации оптически активных веществ, а также для измерения их концентрации в растворах. Угол поворота плоскости поляризации в растворах естественно активных веществ при постоянной температуре пропорционален концентрации С и толщине слоя раствора Е=[1]×Cd, потому что поворот плоскости поляризации определяется числом молекул, которые встречают свет, следовательно, по углу поворота плоскости поляризации можно определить концентрацию активных веществ в растворах. Коэффициент пропорциональности называют удельным коэффициентом вращения. Зная этот коэффициент для данного вещества и измеряя угол поворота от растворов с неизвестной концентрацией оптически активного вещества, можно точно и быстро определить концентрацию этого вещества в растворе (Физический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1983, с. 572-578).

Известен метод определения концентрации сахара сахариметром Загорского оптико-механического завода "Поляриметр круговой" модели СМ, в котором использован принцип уравнивания яркостей трех частей, на которые делят поле зрения. Разделение поля зрения на 3 части осуществляют путем введения в оптическую систему кварцевой пластинки, которая занимает среднюю часть поля. Уравнивание полей происходит вблизи полного затемнения поля, что соответствует почти полному скрещиванию поляризатора и анализатора (83-85) при наблюдении через зрительную трубу (Поляриметр круговой, модель СМ. Описание конструкции и методика работы. Загорский оптико-механический завод, 1969).

Однако визуальные методы измерения степени поляризации ограничены контрастной чувствительностью глаза человека, т.е. пределом его способности различать разную освещенность. Малых различий в освещенности глаз не воспринимает, что приводит к ошибкам в измерении. Поэтому для измерений применяют фотоэлектрические устройства. Они основаны на использовании минимальной интенсивности света, прошедшего через анализатор и активное вещество. Поворот анализатора компенсирует вращение плоскости поляризации в веществе, внесенном в оптический тракт. Для увеличения чувствительности и точности сигнал превращают в переменный, модулированный, который с фотоэлектрического умножителя через усилитель подают на измерительный прибор. В этой схеме на пути света, прошедшего через активную среду, ставят ячейку Фарадея из стекла флинта, помещенную в соленоид, который создает магнитное поле. Оно подбирается так, чтобы магнитное вращение плоскости поляризации было равно по величине и противоположно по направлению естественному вращению в исследуемом веществе. Измерение искомого параметра сводится к измерению соответствующего магнитного поля (Н.Д.Жевандров. Применение поляризованного света. М.: Наука, 1978, с. 69-75).

К недостаткам прибора относится сложность его конструкции и большая стоимость ячейки Фарадея.

Задачей изобретения является упрощение и удешевление прибора.

Поставленная задача решается тем, что прибор для определения содержания оптически активных веществ, включающий осветитель, поляризатор, кювету с исследуемой жидкостью, анализатор, фотоприемник, дополнительно содержит измеритель темнового поля со схемой сравнения, один вход которого соединен с выходом фотоприемника, второй - с источником опорного сигнала, а выход - с индикатором нарушения баланса темнового поля, посредством которого фиксируется наличие напряжения, пропорционального содержанию вещества в исследуемой жидкости, при этом вход источника опорного сигнала соединен с входом регулятора напряжения осветителя и на выходе регулятора напряжения имеется измеритель напряжения осветителя, снабженный шкалой для определения содержания оптически активных веществ в %.

На чертеже представлена схема прибора, где:

1 - осветитель, 2 - осветительная линза, 3 - поляризатор, 4 - кювета с исследуемой жидкостью, 5 - анализатор, 6 - фотоприемник, 7 - темновое поле со схемой сравнения, 8 - источник опорного сигнала для темнового поля, 9 - регулятор напряжения для осветителя, 10 - индикатор баланса темнового поля со схемой сравнения, т.е. появления оптически активного вещества в кювете 4.

Прибор работает следующим образом.

На осветитель подают номинальное напряжение питания. Световой поток формируется линзой 2, поляризуется в поляризаторе 3, проходит через пустую кювету 4, поступает на анализатор 5, где добиваются максимального ослабления светового потока, затем поступает на фотоприемник 6 и затем на один из входов темнового поля 7 со схемой сравнения, которая выполняет функцию анализатора появления оптически активного вещества в кювете 4. На другой вход темнового поля 7 подают напряжение с выхода источника опорного сигнала, вход которого соединен с входом регулятора напряжения 9 осветителя 1. Напряжение на выходе 8 устанавливают такой величины сигнала, что индикатор 10 находится в погасшем состоянии. Так заканчивают подготовку прибора к измерению.

Затем в кювету заливают исследуемую жидкость для определения содержания вещества, например сахара. Т.к. растворы веществ являются оптически активными, то происходит вращение плоскости поляризации, нарушается баланс поляризованного света, и на выходе фотоприемника 6 увеличивается напряжение, поступающее на один из входов схемы сравнения. На выходе схемы сравнения 7 на индикаторе 10 появится напряжение, пропорциональное содержанию вещества в исследуемой жидкости, наличие которого фиксируется загоранием индикатора 10. Далее регулятором напряжения 9 изменяют значение напряжения на осветителе до тех пор, пока индикатор 10 не погаснет, что свидетельствует о равенстве напряжения в анализаторе 5 и источнике опорного сигнала. Напряжение источника осветителя пропорционально содержанию анализируемого оптически активного вещества, например сахара. На выходе регулятора напряжения имеется измеритель напряжения, снабженный шкалой для определения содержания оптически активных материалов в %.

Благодаря простоте и дешевизне предлагаемого прибора он может быть использован для проведения экспресс-анализа как в клинических, так и в домашних условиях при различных патологиях, когда возникает необходимость определения содержания сахара в крови, моче, лимфе, слюне и пр.

Похожие патенты RU2239818C2

название год авторы номер документа
ПОЛЯРИМЕТР 1992
  • Чувашов В.Д.
RU2112937C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ВРАЩЕНИЯ ПЛОСКОСТИ ПОЛЯРИЗАЦИИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПОЛЯРИМЕТР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1992
  • Чувашов В.Д.
RU2088896C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В МУТНЫХ РАСТВОРАХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2006
  • Пеньковский Анатолий Иванович
RU2325630C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗА КОНЦЕНТРАЦИИ САХАРА И ДРУГИХ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПРОЗРАЧНЫХ РАСТВОРАХ 1998
  • Бадалян А.М.
  • Поляков О.В.
  • Беднаржевский С.С.
  • Акинина Е.В.
  • Смирнов Г.И.
RU2145418C1
ПОЛЯРИМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ВЕРДЕ ПРОЗРАЧНЫХ ВЕЩЕСТВ 2017
  • Пеньковский Анатолий Иванович
RU2648014C1
Автоматический поляриметр 1982
  • Гусаров Валентин Викторович
  • Шестопалов Юрий Николаевич
  • Налбандов Лев Вагаршакович
  • Васютин Борис Владимирович
  • Сиркунен Геннадий Иосифович
  • Смирнов Андрей Николаевич
  • Уваров Анатолий Афанасьевич
SU1060954A1
ПОЛЯРИМЕТР ПОГРУЖНОЙ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДОЛИ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ В СВЕТЛЫХ НЕФТЕПРОДУКТАХ 2018
  • Пеньковский Анатолий Иванович
  • Николаев Вячеслав Федорович
  • Кириллова Светлана Анатольевна
  • Путилина Екатерина Юрьевна
  • Игнатьев Антон Андреевич
RU2680861C1
Способ определения коэффициентов молекулярной диффузии в жидкостях и устройство для его реализации 1980
  • Симоненко Зинаида Григорьевна
  • Фейгельс Виктор Иосифович
  • Шмуйлович Григорий Абрамович
  • Равдель Адольф Аркадьевич
  • Порай-Кошиц Алексей Борисович
SU976307A1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ САХАРА И САХАРИМЕТР ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2002
  • Иванов А.И.
  • Абрамов А.Д.
  • Мануйлов М.Ю.
RU2224240C2
Устройство контроля стабильности состава оптически прозрачных сред 1989
  • Чагулов Владимир Саввич
  • Кривецкий Владимир Александрович
  • Микадзе Александр Заалович
SU1718054A1

Реферат патента 2004 года ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Изобретение относится к измерительной технике. Прибор включает осветитель, поляризатор, кювету с исследуемой жидкостью, анализатор и фотоприемник. Прибор дополнительно содержит измеритель темнового поля со схемой сравнения, один вход которого соединен с выходом фотоприемника, второй - с выходом источника опорного сигнала, а выход - с индикатором, посредством которого фиксируется наличие напряжения, пропорционального содержанию вещества в исследуемой жидкости, при этом на выходе регулятора напряжения имеется измеритель напряжения осветителя, снабженный шкалой для определения содержания вещества в %. Технический результат - упрощение и удешевление прибора. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 239 818 C2

Прибор для определения содержания оптически активных веществ, включающий осветитель, поляризатор, кювету с исследуемой жидкостью, анализатор, фотоприемник, отличающийся тем, что дополнительно содержит измеритель темнового поля со схемой сравнения, один вход которого соединен с выходом фотоприемника, второй - с источником опорного сигнала, а выход - с индикатором нарушения баланса темнового поля, посредством которого фиксируется наличие напряжения, пропорционального содержанию вещества в исследуемой жидкости, при этом вход источника опорного сигнала соединен с входом регулятора напряжения осветителя и на выходе регулятора напряжения имеется измеритель напряжения осветителя, снабженный шкалой для определения содержания оптически активных веществ в %.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2239818C2

СПОСОБ ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО АНАЛИЗА 1992
  • Берг Дмитрий Борисович
RU2040796C1
ПОЛЯРИМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ САХАРА В МОЧЕ 1991
  • Пеньковский А.И.
RU2029258C1
ПОЛЯРИМЕТР 1992
  • Чувашов В.Д.
RU2112937C1
Поляриметр для измерения концетрации сахара в моче 1990
  • Пеньковский Анатолий Иванович
  • Верещагин Валерий Игоревич
  • Петрановский Николай Александрович
  • Закиров Фаат Фатыхович
  • Хамелин Дмитрий Данилович
  • Аникин Николай Алексеевич
SU1749783A1

RU 2 239 818 C2

Авторы

Власов Б.А.

Долгих В.Т.

Рожков Н.Ф.

Каюков А.П.

Клочко Б.Н.

Разгуляев Е.П.

Даты

2004-11-10Публикация

2002-07-22Подача