СПЕКТРОФОТОМЕТР Советский патент 1968 года по МПК G01J3/06 G01J3/42 

В известных приборах для измерения спектра поглощения используют сравнительно медленное измерительное сканирование спектра и непрерывное измерение величины пропускания на текущей длине волны с помощью оптико-механического или электромеханического уравнивания сигналов, прошедших через образец и эталон. Увеличение точности регистрации (исключение случайных ошибок) на таких приборах достигается путем увеличения постоянной времени усилителей, причем выигрыш в точности в k раз требует уменьшения скорости сканирования в k раз.

Предлагаемый спектрофотометр позволяет проводить измерение величины пропускания с произвольной заданной точностью в точках спектра, разделенных заданным регулируемым спектральным интервалом. Для этого он снабжен устройством для дискретного сканирования спектра и счетно-решающее устройство, осуществляющее математическую обработку результатов измерений и вырабатывающее исполнительные сигналы, управляющие устройством сканирования и механизмом раскрытия щелей.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого спектрофотометра.

Пройдя автоколлимационную схему монохроматора (зеркало 6, параболическое зеркало 7, призму 8 и зеркало Литтрова 9} монохроматическое излучение попадает на выходную

щель JO, изображение которой передается зеркалами 11 к 12 в плоскости кюветы 13 образца и кюветы 14 эталона с помощью раздвоителя светового пучка, состоящего из плоских зеркал 15 и плоских зеркальных секторов

16. Зеркальные сектора синфазно вращаются от электродвигателя 17 через сельсины-датчики 18 и сельсины-приемники 19. Таким образом обеспечивается попеременное прохождение излучения через каналы сравнения.

Излучение, прошедшее эталонный и исследуемый образцы и сконцентрированное зеркалом 20, попадает на приемную площадку болометра 21. Сигналы от болометра, усиленные усилителем 22 преобразователем напряжения 23 преобразуются в цифровой код и поступают в арифметическое устройство 24, где производится их обработка. Результаты обработки записываются на магнитном барабане 25.

Исследование спектра заключается в повторении элементарных циклов, в процессе которых осуществляется многократное измерение интенсивности сигнала от образца и от эталона с последующим вычитанием из полуля в обоих каналах и определением отношения интенсивности сигнала образца к интенсивности сигнала эталона. При выиолнении заданного числа циклов вырабатывается исполнительный сигнал, поступающий в устройство для дискретного сканирования, и прибор переходит к измерениям в следующей точке спектрального интервала.

Дискретное сканирование осуществляется путем поворота зеркала Литтрова 9 шаговым двигателем 26, движение от которого через кинематическую передачу 27 передается на поворотный сектор 28 с установленным на нем зеркалом. Дискретное изменение ширины входной 5 и выходной 10 щелей монохроматора производится шаговым двигателем 29 через кинематическую передачу 30 и клин 31. Оба. шаговых двигателя приводит в действие управляющее устройство 32 через соответствующие электронные блоки 33 и 34, осуществляющие последовательную коммутацию обмоток шаговых двигателей.

Последовательность и характер действий спектрофотометра определяется программой, заложенной в запоминающем устройстве на магнитном барабане 25. Программы вводят в запоминающее устройство с перфоленты с помощью блока 35 цифрового ввода и вывода информации. Выполнение всех действий по заданным программам осуществляется автоматически с помощью управляющего устройства 32.

После завершения измерения спектра поглощения производится математическая обработка результатов. Универсальная система команд позволяет вести обработку по любому алгоритму, для программы которого достаточен данный объем запоминающего устройства.

Результаты математической обработки измерений выводятся блоком 35 на перфоленту, а также в цифровом виде.

Те же результаты молшо наблюдать в графическом виде на экране осциллографа 36.

Режим работы прибора задается с пульта управления 37. Питание всего комплекса осуществляется от блока 38.

В спектрофотометре кюветное отделение размещено между монохроматором и приемником излучения, что позволяет существенно увеличить интенсивность источника излучения, не создавая опасности заметного нагрева образца.

Спектрофотометр может быть использован

для качественного и количественного анализа

химических соединений, исследования структуры молекул, измерения физико-химических

параметров молекул и т. п.

Предмет изобретения

Спектрофотометр, содержащий источник излучения, монохроматор, переключатель световых пучков, механизмы раскрытия щелей и сканирования спектра и приемник излучения, отличающийся тем, что, с целью оптимизации процессов измерения путем разбивки процесса на конечное число повторяющихся элементарных циклов и статистической обработки результатов каждого цикла, он снабжен устройством для дискретного сканирования спектра и осуществляющим математическую обработку результатов счетно-решающим устройством, исполнительные сигналы которого управляют устройством сканирования спектра и механизмом раскрытия щелей.