АВТОМАТИЧЕСКИЙ ФОТОМЕТР Советский патент 1971 года по МПК G01J1/04 

Настоящее изобретение относится к измерителям оптической плотности.

Известные автоматические фотометры, содержащие источник света, систему, формирующую оптические каналы, диафрагму, модулятор, выполиепный в виде вращаюидегося диска с прорезями, измерительный оптический клии и приемник излучения, имеют сложную оптическую схему, а следовательно, и конструкцию, большие габариты, сложны в сборке и юстировке и обладают недостаточной эффективностью рабочих прорезей модулятора при достижении требуемых частот модуляции световых потоков.

Предлагаемый фотометр отличается от известных тем, что в нем для упрощения оптической схемы, конструкции, сборки и юстировки, уменьшения габаритов и веса, повышения эффективности рабочих прорезей модулятора при получении требуемых частот модуляции световых потоков обе рабочие прорези модулятора расположены непосредственно одна за другой на окружностях не совпадающих диаметров так, .что конец одной и начало другой лежат на одном разделительном радиусе, а диафрагма выполнена с тремя отверстиями, два из которых, формирующие измерительный и сравнительный капалы, размещены на прямой, проходящей через ось вращения диска с одной стороны от

последней и расположепы на тех же окружностях, что и рабочие прорези диска, а третье отверстие, формирующее опорный сигнал, размещено на одной окружности с отверстием, формирующим из.мерительный канал фотометра и смещено относительно него на центральный угол а, равный половине угла между двумя соседними разделительными радиусами модулятора.

Па фиг. 1 представлена предлагаемая принципиальная схема фотометра; на фиг. 2 - расположение рабочих прорезей модулятора и отверстий диафрагмы; на фиг. 3 - модификация оптической схемы фотометра, поясняющая принцип построения многоканального фото.метра с одним источн11ком света и общим модулятором.

Принцип работы предложенного фотометра заключается в следующем.

Пить лампы 1 находится в фокусе линзы 2. Пучок света после линзы 2 проходит через диафрагму 3, имеющую три отверстия А, Б, В, и формируется Б три световых потока, два из которых, /1 и Б, образуют измерительную и коптрольиую ветви, а третий В - служит для формирования опорного электрического сигнала с номощью фотодиода 4 и усилителя 5 для электродвигателя 6 автоматической обработки сигнала рассогласования, смсщсиного но фазе на угол 90 отиос1ггельпо управляю-.

щего сигнала, подаваемого на этот же электродвигатель с фототрапзистора 7 через тот же усилитель 5.

Смещение опорного электрического сигнала по фазе на угол 90° относительно н 1авляЕОПдего достигается за ечет смешения отверстия В отиосительно отверстий А и Б на угол а, что обеспечивает задержку в формнровании опорного снтиала во времеш- по отпошеиию к ранее сформированному сигналу рассогласования огверстиями Л и Б.

Отверстие В вынолиеио на планке S, которая кренится на кроиштейнс 9 таким образом, чтобы обеепечить необходимую соосность с отверстием под фотодиод 4, который установлен на другом конце кронштейна 9.

Выставка требуемого угла а достигается за счет того, что в диафрагме 3 нредусмотрен специальный радиально-овальный паз, в который вставлен кронштейн 9, позволяющий производить необходимое ervicHtein-ie кроиштейиа 9 с планкой 8 без нарушения соосности отверстия В и отверстия иод фотодиод /.

Второй радиально-овальпы паз в диафрагме 3 обеспечивает полное прохождение светогюго потока Г,; при пере: 1еидгпии В планки 8 с кронштейном 9 л нроцессе выставки угла а. Кронштейн 9 к диафрагме прикреплен гайкой 10.

Сформированные таким образом световые потоки после диафрагмы 3 модулируются с необходимой частотой диском //, который врашается электродвигателем 12.

Световые поток : Fj и РБ гюсле диска 11 проходят через оптические клинья 13 и , кюветы /5 и 16 и линзой 17 на фототранзисторе 7, а поток /;; Г1адает непосредетвенно на фотодиод 4.

Установка «пуля - выравнивание интенсивпостей световых потоков па фотогранзисторе 7 - производится с иомопиио нодстроечпого клииа 14. Перед установкой «ПУЛЯ обе кюветы 15 и 16 заливаются растворолг «нулевой конце)трацин, а измерительный клин 13 выводится на свою максимальн ю оптическую плотность.

При выравненных световых нотоках на фототранзисторе 7 создается результируюп1ий световой поток, который вызывает только постоянный ток фона светоприемиика.

При наличии в измерительиой кювете исследуемого раствора с концентрацией, кревышаюидей «нулевую, прошедший еветовой поток измерительной ветви умепьшается, вследствие чего на фототранзиеторе 7 ноявляется переменная составляюп1ая фототока -сигиал рассогласоваиия. Этот сигнал усилителем 5 усиливается и иодается иа управляюш.ую обмотку электродвигателя 6, который выводит клин 13 на более светлый участок и тем самым уравнивает возникшую пазность в

иитеисивноетях световых потоков, приводя ее к нервоначальному значению.

Величина сигиала рассог.-асования снимается со шкалы измерительного клина 13, которая отградуирована в оптической илотиости. Этот же сигнал рассогласования может сниматься с нотенциометра 18 п подаваться как на ноказ1лваюгг1ий прибор, так и на контрольно-регулируюн1ий нрибор.

Схему фотометра ((1)иг. 3) можно использовать в качеетве двух идентичных независимых фотометров для измерения оптической нлотпости двух различных сред или же од1;ой среды с дублированием одного фотометра

другим.

Другим вариантом использованггя схемы двойпого фотометра является вариант неиользоваиия его в качестве пз: 1ерителя-регулятора оптической плотности. Для этого необходимо в одио: 1 из фотометров уетановить вместо измерительного клина 13, имеюидего, как правило, диапазон оитичеекой нлотноети порядка двух единиц оитичеекой плотности, клин с диапазоном порядка 0,2 единицы онтичеткой нлотиости и с установкой его в среднее голоженке, что нозволнт производить рег;.лиpc;вкy п поддержание заданной онтичеексй nnoTHOCTii в диапазоие ±0,1 единиц оптической плотности с более высокой точи остью.

П р е д. м е т п з о б р е т е н п я

Автоматичеекий с| отомстр, содержащий источник света, систему, формируюшую оптические каналы, диафрагму, модулятор, вы.голненный в В1:де вращающегося диска с прорезями, измерительный оптический клин и прие},1пик излучения, отличающийся тем, что, с целью унропгения оптической схемы фотоMeipa, его конструкции, c6opi H и юстировки, уменьшения габаритов и веса, повышения эффективноети рабочих прорезей модулятора при получении требуемых частот модуляции световых потоков, обе рабочие прорези модулятора расположены непоередственпо одна за другой па окружностях не совпадающих диа.;етров так, что коиец одной и начало друг{)й лежат на одном разделительном радиусе, а диафрагма выполнена с тремя отверстиями, два нз которых, формирующиС измерительный и сравннтельный каналы, размещены па нрямой, проходящей через ось вращения диека е одной стороны от носледней и расположены па тех же окружностях, что и

рабочие прорези диска, а третье отверстие, формирующее оню1) еигпал, размещено па одной окружпоети с отверстием, формируюHUIM измерительный канал фотометра и смеKLieHO относительио пето па цептральпый угол

я, рав1гый половине угла тежду двумя соседг;ими разделительными радиуса: 1и модулятора.