Денситометр Советский патент 1980 года по МПК G01J1/44 

1

Изобретение относится к денситометрическим измерениям, например к пробам, имеющим вид пятен на хроматограмме,.путем просмотра этих пятен свето- j Бым зондом по зигзагообразной траектории.

Известен денситометр, содержащий осветитель, двухкоординатный стол с ю линейной сканирующей системой, последовательно включенные фотопреобразователь, усилитель, функциональный преобразователь и интегратор l ,

Наиболее близким по техническрму ., решению к предлагаемому является денситометр, содержащий двухволновый осветитель, двухкоордннатный стол с линейной сканирующей системой, последовательно включенные фотопреобразо- 2Q ватель, усилитель, синхронный коммутатор, функциональный преобразователь, вычитающее устройство и интегратор, а также запоминающее устройство, вход которого подключен к функци-25 ональному преобразователю,а выход - к вычитающему устройству, датчик фиксации момента смены направления сканирования и устройство синхронизации 2 .,р

Недостатком известного денситометра является невысокая точность, что связано с большим уровнем шумов в сигнале, снятом с фотоумножителя, причем частотный диапазон шума, как правило, лежит в частотном диапазоне полезного сигнала. Наличие шумов приводит к тому, что значение сигнала, измеренное в моменты изменения направления сканирования может сильно отличаться от среднего значения базовой линии, что приводит к большим ошибкам определения интегрального поглощения.

Цель изобретения - повышение точности.

Для достижения указанной цели в известное устройство дополнительно введены второе запоминающее устройство и сумматор, причем входы сумматора связаны с выходами запоминающих устройств, а его выход - с вычитающим устройством.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит двухволновый осветитель 1, формирующий световой зонд, двухкоординатный сканирующий стол 2, на котором расположен носитель 3 с объектом 4, фотоприемник 5.

усилитель 6 и коммутатор 7. Один из выходов коммутатора 7 непосредственно соединен с входом функционального преобразователя 8, а другой через усилитель 9 и устройство вычитания 10 опорного уровня 11 - со вторым входом функционального преобразователя 8. Управляющие входы коммутатора 7 и функционального преобразователя 8 соединены с управляющим выходом двухволнового осветителя 1. Выход функционального преобразователя 8 соединён с выходом уменьшаемого вычитающего устройства 12, а также через усредняющее устройство 13 - с входами двух запоминающих устройств 14 и 15,, выходы которых через второе устройство усреднения (сумматор) 16 подключены к входу вычитаемого вычитающего устройства 12. Управляющие входы запоминающих устройств 14 и 15 через устройство управления 17 соединены с датчиком 18 изменения направления сканирования. Выход вычитающего устройства 12 подключен к входу интегрирующего устройства 19.

Устройство работает следующим образом.

Двухволновый осветитель 1 формирует в плоскости объекта 4, .с носителем 3, расположенного на двухкоординатном сканирующем столе 2, световой зонд малых размеров из двух световых пучков с разными длинами волн. Сканирующий стол 2 осуществляет движение объекта 4 с носителем 3 с постоянной скоростью в направлении X и возвратнопоступательное движение в направлении Y. Таким образом, световой зонд по объекту 4 будет совершать движение по зигзагообразной траектории.

Прошедший (или отраженный) сквозь носитель 3 с объектом 4 световой поток воспринимается фотоприемником (например, фотоумножителем), усиливается усилителем 6 и поступает на коммутатор 7. Последний синхронно со сменой длины волны двухволнового осветителя 1 разделяет электрический сигнал на два канала: опорный, соответствующий опорной длине волны, и измерительный, соответствующий рабочей длине волны. Для компенсации различия в опорном измерительном канале в опорный канал включены усилитель 9 и устройство 10. Изменяя коэффициент усиления усилителя 9 и входное напряжение 11 устройства 10 можно добиться максимальной идентичности опорного и измерительного каналов, что позволит максимально уменьшить шумы на выходе функционального преобразователя 8.

Функциональный преобразователь 8 производит деление сигнала измерительного канала на сигнгш опорного канала и полученное отнсяяение преобразует по логарифмическому или иному

закону, учитывающему зависимость оптической плотности хрсматограммы от количества веществ в пятне для конкретного типа подложки.

Выходной сигнал с функционального с преобразователя 8 поступает на вход уменьшаемого устройства 12, на второй вход которого поступает сигнал, учитывающий значение нулевой линии. Этот сигнал формируется следующим образом.

Q Вьйсодной сигнал функционального преобразователя 8 прступает на усредняющее устройство 13, которое формирует сигнал, усредненный по времени. Время усреднения задается устройством управления 17, а момент начала усреднения - датчиком 18 смены направления сканирования. Таким образом, на выходе усредняющего устройства 13 формируется сигнал, максимально свободный . от шума и соответствующий значению

0 нулевого уровня на краях хроматограммы. Этот сигнал запоминается попеременно в запоминающих устройствах 14 и 15 так,что всегда в этих устройствах хранятся два последних значения

5 нулевого уровня, измеренные на разных краях хроматограммы. Среднее значение из двух измерений, вычисленное устройством 16, вычитается в устройстве 12 из общего сигнала, и полученный сигQ нал, свободный от дрейфа нулевой линии, интегрируется интегратором 19 и подается на выход.

.Изобретение позволяет снизить шум сигнала, улучшить учет дрейфа нуле. вой линии и тем самым повысить точность определения интегральной оптической плотности.

формула изобретения

0 Денситометр, содержащий двухволновой осветитель, двухкоординатный стол с линейной сканирующей системой, последовательно включенные фотопреобразователь, усилитель, синхронный

5 коммутатор, функциональный преобразователь, вычитающее устройство, интегратор, запоминающее устройство, вход которого подключен к функциональнсму преобразователю, а выход к вычитающе0 -J устройству, датчик фиксации момента смены направления сканирования и

устройство синхронизации,

о т л и ч а ю и и и .с..я--тем, -ЧТО, с целью повышения точности. Он дополнительно содержит второе запоминающее устройство и сумматор, причем входы сумматора связаны с выход 1ми запоминающих устройств, а его вьосод - с вычитающим устройством.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3555260, kл. 235-183, опублик. 1977.

2.Патент США 4013364,

кл. 356-73, опублик. 1978 (прототип)