Способ определения концентрации и размеров микрочастиц и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК G01N15/02 

подключены последовательно усилитель 7, блок 8 извлечения квадратного корня 8« При этом к выходам пороговьк элементов 9 через регенеративные компараторы 10 - 14 подключены первыми входами схемы И 15 - 19, к каждой из которых подключены суммирующими входами соответственно реверсивбы сигнал на входе блока пороговых элементов 9 был пропорционален эффективному диаметру регистрируемых частиц.

Если амплитуда сигнала на выходе блока 8 npeBbiujaeT пороги срабатьша- НИН, например, первого и второго пороговых элементов, срабатывают посленые счетчики 20 - 24. Вычитающий вход довательно сначала первый регенерапредьщущего счетчика объединен с суммирующим входом последующего, а к информационным выходам первых N-1 счетчиков информационными входами подключен коммутатор-мультиплексор 25.

Управляющие входы коммутатора- мультиплексора 25 подключены к вы- ходам блока 26 управления коммутатотивный компаратор 10, импульс с выхода которого через первую схему И 15 поступает на суммирующий вход первого реверсивного счетчика 20, в 15 который при этом записьшается единица.

Затем срабатывает второй порого- . вый элемент и вместе с ним - второй регенеративньш компаратор 11, с выром, в состав которого входит опорный 20 хода которого через вторую схему И генератор, делитель частоты, ревер- 16 импульс поступает на суммирующий

вход второго реверсивного счетчика 21. В последнем при этом записьшается

сивный двоичньй счетчик и кнопки уп- Стоп,. PeBei c и

равления Пуск, Установка

на нуль реверсивных

единица.

счетчиков 20-24. К информационньм вы- 25 Одновременно указанный импульс ходам коммутатора 25 подключен блок поступает с выхода второй схемы И 16 регистрации в цифровой форме.. При этом к информационным выходам последна вычитающий вход первого реверсив- ного счетчика 20, вследствие чего в нем происходит вычитание единицы, т.е. указанный счетчик возвращается в исходное состояние. Таким образом, если амплитуда сигнала на выходе кв адратора 8 превыщает порог срабаты вания второго порогового элемента, то единица добавляется лищь во второй реверсивный счетчик 21. Аналогично осуществляется регистрация импульсов любого уровня.

него реверсивного счетчика 24 подключен блок 28 цифровой индикации и че-. рез клавишный переключатель 29 - схема ИЛИ 30, к выходу которой вторыг ми входами подключены схемы И.15-19.

Устройство для определения концентрации и размеров микрочастиц рабо- тает следующим образом.

При конвекции анализируемой жидкости в прозрачной кювете 2 за счет температурного градиента, формируемо- го с помощью нагревательного элемента 4,.микрочастицы пересекают световой луч лазера 1. При этом осуществляют регистрацию рассеянного каждой отдельной частицей света в рабочей зоне, объем которой задается диаметром светового луча и полем зрения микроскопа 5. Причем, рабочую зону ормируют в той части прозрачной кюветы 2, в которой частицы пересекают уч лазера 1 практически под прямым углом.

Рассеянный частицей свет через икроскоп поступает на фотоэлектрон- ный умножитель 6, с выхода которого силенный усилителем 7 сигнал постуает на вход блока 8 извлечения квадратного корня , осуществляющего извлечение квадратного корня из вели чины амплитуды сигнала для того, чтобы сигнал на входе блока пороговых элементов 9 был пропорционален эффективному диаметру регистрируемых частиц.

Если амплитуда сигнала на выходе блока 8 npeBbiujaeT пороги срабатьша- НИН, например, первого и второго пороговых элементов, срабатывают последовательно сначала первый регенеративный компаратор 10, импульс с выхода которого через первую схему И 15 поступает на суммирующий вход первого реверсивного счетчика 20, в который при этом записьшается единица.

Затем срабатывает второй порого- . вый элемент и вместе с ним - второй регенеративньш компаратор 11, с выхода которого через вторую схему И 16 импульс поступает на суммирующий

единица.

Однов поступае

Одновременно указанный импульс поступает с выхода второй схемы И 16

на вычитающий вход первого реверсив- ного счетчика 20, вследствие чего в нем происходит вычитание единицы, т.е. указанный счетчик возвращается в исходное состояние. Таким образом, если амплитуда сигнала на выходе кв адратора 8 превыщает порог срабаты вания второго порогового элемента, то единица добавляется лищь во второй реверсивный счетчик 21. Аналогично осуществляется регистрация мпульсов любого уровня.

40

В последний счетчик 24 записываются импульсы от реперных частиц, размер которых превьрает размер контролируемых микрочастиц. При этом информаци на счетчике 24 непосредственно ото45 Сражается с помощью.блока 28 цифрово индикации.

Коммутатор - мультиплексор 25, управляемый с помощью блока 26, служит для последовательного опроса

50 первых N-I реверсивных счетчиков 20-23 с последующим вьшодом информации на блок 27 регистрации, либо на ЭВМ.

Если в состав пробы перед измере.

55 нием вводятся реперные частицы i счетной концентрацией N, а с помощью клавишного переключателя устанавливается число N, то коэффициент пересчета определяется отношением

и с ростом N,

5

,, статистическая точнос повышается.

После того, как на счетчик 24 поступают N2 импульсов, на выходе схемы ИЛИ 30 формируется уровень логического нуля и схемы И 15-19 перестют пропускать импульсы на счетчики 20-24, При этом в них записана информация, соответствующая истинной концентрации микрочастиц в анализируемой жидкости, которая не зависит ;от скорости инвекции.

При снятии гистограммы распределения микрочастиц по размерам, на ней имеет место пик, принадлежа- тций эталонным частицай, размер которых лежит в диапазоне измеряемых.

Определив канал, которому принадлежит пик, соответствующий реперным частицам второго рода, можно вычис- лить поправку на чувствительность, для чего достаточно определить отношение номера канала, в котором

0

2. Способ по п.1, отличаю - щ и и с я тем, что, с целью повыпе- ния точности измерения за счет обеспечения калибровки в процессе измерения, в анализируемую пробу вводят произвольное количество монодисперсных эталонных частиц, размер которых лежит в диапазоне размеров эталонных частиц, и по положению пика на кривой распределения микрочастиц по размерам от Эталонных частиц определяют поправочный коэффициент на чувствительность, который учитьшают при опреде- 5 лении концентрации и размеров микрочастиц.

3. Устройство для определения концентраций и размеров микрочастиц содержащее оптиг ески сопряженные- 0 лазер, прозрачную кювету с покровным стеклом, нагревательньй элемент, микроскоп, фотоумножитель, выход которого соединен с входом усилителя, и блок регистрации, о т л и ч а

Изобретение относится к области, измерительной техники, предназначено для анализа концентрации микрочастиц в жидких растворах. Цель изобретения - повышение точности измерения, которая досткгается за счет учета скорости конвекции и обеспечения калибровки в процессе измерения. Учет скорости конвекции обеспе1 Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для анализа жидких растворов и может быть использовано в микроэлектронике, волоконной оптике -и других отраслях техники. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет учета скоро- сти конвекции жидкости и обеспечения калибровки в процессе измерения. чивается за счет введения счетного числа дополнительных рёперных частиц, размер которых превышает максималь-;. .ный размер частиц заданного измеряемого диапазона, а .их плотность близка к плотности дисперсной среды. До- полнительно в раствор вводятся зта- лонные монодисперсные, частицы, размер которых лежит в диапазоне разме ров измеряемых частиц. Измеряя пик на гистограмме от эталонных частиц, производят коррекцию результатов измерений. Устройство для реа.лиэа- ции способа содержит лазер, прозрач- ную кювету с покровным стеклом, нагревательный элемент, горизонтально установленный микроскоп, фотоэлектг ронный умножитель, усилитель, блок извлечения квадратного корня, N пороговых элементов, N компараторов, N схем И, N реверсивных счетчиков, коммутатор-мультиплексор, блок управления коммутатором, блок регистрации, блок цифровой индикации, клавишный переключатель и схему ИЛИ. . 2 с.п. и 1 з.п. ф-лы, I ил. (Л сд ел tc х На чертеже приведена функциональная схема устройства для реализации (Способа в случае использования пяти каналов обработки информации (№ 5). Устройство для реализации способа содержит лазер 1, прозрачную кювету 2 с покровным стеклом 3, нагревательный элемент 4, горизонтально установленный микроскоп 5. С последним оптически сопряжен фотоэлектронный умножитель 6, к выходу которого

должны были регистрироваться реперные25 ю щ е е с я тем, что, с целью повы-частицы второго рода, к номеру канала, в котором они фактически зарегистрированы, и меняя,например,коэффициент усиления усилителя,добиваться при каждом измерении такой чувствительно- ЗО сти устройства, при которой реперные частицы второго рода регистрируются всякий раз в строго заданном канале..

Формула изобретения

с последующей обработкой, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения за счет учета скорости ко нв ёкции жидкости, в анализируемую пробу вводят счетное количество N реперных частиц, плотность которых равна плотности анализируемой жидкости, а их размер превышает размер наибольших из анализируемых микрочастиц, причем по числу Nrt зарегистрированных реперных частиц определяют коэффициент пересчета, равный отношению N.,/Ng, который учи- тьшают при обработке.

50

55

входом i + 1 реверсивного счетчик информационные входы (N - 1) реве сивных счетчиков подключены с инф мационным входам коммутатора, упр ляющие входы которого соединены с выходом блока управления коммутат ром, выход коммутатора подключен входу блока регистрации, информац онные вькоды N-ro реверсивного сч чика подключены к блоку цифровой индикации и через клавишный переключатель к N входам элемента ИЛИ выход которого соединен с вторыми входами N элементов И.

О

5

0

шения точности измерения, устройство дополнительно содержит блок извлечения квадратного корня, N пороговых элементов, N компараторов, N элементов К, N реверсивных счетчиков, коммутатор, блок управления коммутатором, блок цифровой индй кации, клавишный переключатель и элемент ИЛИ, при этом вход блока извлечения квадратного корня соединен с выходом усилителя, выход блока извлечения квадратного корня подключен к входам пороговых элементов, выходы которых через N компараторов подклю чены к первым входам N элементов И, выходы элементов И соединены с суммирующими входами N реверсивных счетчиков, а вычитающие входы каждого i-ro (где i 1,2...) реверсивного

счетчика соединены с суммирующим

входом i + 1 реверсивного счетчика, информационные входы (N - 1) ревер- - сивных счетчиков подключены с информационным входам коммутатора, управляющие входы которого соединены с выходом блока управления коммутатором, выход коммутатора подключен к входу блока регистрации, информаци-. онные вькоды N-ro реверсивного счетчика подключены к блоку цифровой индикации и через клавишный переключатель к N входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами N элементов И.

Редактор И.Касарда

Составитель Д.Громов Техред М.Дидык

Заказ 7450/51

Тираж 788

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Л.Пилипенко

Подписное