Устройство для регистрации сверх-СлАбОгО СВЕчЕНия биОлОгичЕСКиХОб'ЕКТОВ Советский патент 1981 года по МПК G01J1/44 

Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано для исследований физико-химических процессов в биологических объектецс, про текающих с испусканием света. Известно устройство для регистрации сверхслабого свечения биологичес ких объектов, содержшдее расположенный внутри светонепроницаемой камеры фотоумножитель,- соединенный с регистрирующим прибором через измерительный блок, состоящий из усилителя импульсов и интегратора Указанное устройство имеет недостаток, заключающийся в низкой пре- дельной чувствительности регистрации обусловленный собственными шумами фотоумножителя, маскирующими полезный сигнал. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения сверхслабого свечения биологических субстратов, содержсвдее светонепроницаемую камеру, последовательно включенные фотоэлектронный умножител измерительный блок, регистрирующий прибор, а также светодиод, подклю-. ченный к источнику постоянного напря жения, причем фотоэлектронный умножи тепь и оптически с ним связанный светодиод расположены внутри светонепроницаемой камеры Г2, Недостатком известного устройства является низкая предельная чувствительность, обусловленная маскированием полезного сигнала шумами фотоумножителя . Цель изобретения - повышение чувствительности. Указанная цель достигается тем, что в устройство для регистрации сверхслабого свечения биологических объектов, содержащее светонепроницаемую камеру, последовательно включенные фотоэлектронный умножитель, измерительный блок, регистрирующий прибор, а также светодиод, подключенный к источнику постоянного напряжения, причем фотоэлектронный умножитель и оптически с ним связанный светодиод расположены внутри светонепроницаемой камеры, дополнительно введен усилитель переменного тока, вход которого связан с выходом измерительного блока, а выход - со светодиод ом . На чертеже показана структурная схема устройства. Устройство содержит расположенные внутри светонепроницаемой камеры 1

для объекта фотоумножитель 2, соединенный через измерительный блок 3 с регистрирующим прибором 4, и светодиод 5, подключенный одним из выводов к источнику 6 постоянного напряжения. Устройство также содержит усилитель 7 переменного тока, под- . ключенный входом к выходу измерительного блока 3, а выходом - ко второму выводу светодиода 5, и световод 8, оптически сопряженный одним концом со светодиодом 5, а другим .- с частью площади фотокатода фотоумножителя 2. При этом сечение световода 8 должно быть таким, чтобы он, занимая возможно меньшую часть рабочей площади фотокатода фотоумножителя 2, обеспечивал надежный оптический контакт,

Светодиод 5 и световод 8 заключены в светонепроницаемую оболочку, исключающую попадание на фотокатод фотоумножителя 2 света, рассеиваемого их нерабочими частями.

Устройство работает следующим об разом.

Выходные импульсы фотоумножителя 2 поступают на измерительный блок 3, где осуществляется измерение их частоты следования с выдачей результата измерения в виде, удобном для регистрации, например в виде напряжения . постоянного тока. При этом напряжение с выхода измерительного блока 3 представляет собой гщдитивну смесь полезногосигнала с шумами.

Это напряжение поступает на ре гистрирующий прибор 4 и на вход усилителя 7 переменного тока, осуществляющего выделение шумов.

Выходное напряжение усилителя 7 переменного тока подводится к одному иэ выводов светодиода 5, ко второму выводу которого от источника б постоянного напряжения подводится напряжение, вещающее некоторый средний уровень светового сигнгша, излучаемого светодиодом 5. fi результате алгебраического сложения указанных напряжений на светодиоде 5 излучаемый им световой сигнал изменяется относительно заданного среднего уровня противофазно закону изменения шумов.

Световой сигнсш светодиода 5 поступает на фотокатод фотоумножителя 2 и по световоду 8, в результате чего осуществляется отрицательная обратная связь, например, если выбро шумов фотоумножителя 2, искажающий полезный сигнсш, приводит к его увеличению, то на выходе усилителя 7 переменного тока появляется напряжение, уменьшающее световой сигнал светодиода 5 относительно згщанного среднего уровня, что приводит к уменьшению амплитуды указанного выброса. При уменьшении полезного сигнала за счет выброса шумов другого 3Halta происходит увеличение светового сигнала светодиода 5.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить пороговую чувствительность устройства и, следовательно, расширить область исследуемых образцов биологических объектов.

Формула изобретения

Устройство для регистрации сверхслабого свечения биологических объектов, содержащее светонепроницаемую камеру, последовательно включенные фотоумножитель, измерительный блок, регистрирующий прибор. а также светодиод, подключенный к источнику постоянного напряжения, причем фотоэлектронный умножитель и оптически с ним связанный светодиод расположен внутри светонепроницаемой камеры, о тличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него дополнительно введен усилитель переменного тока, вход которого связан с выходом измерительного блока, а выход со светодиодом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Маренков B.C. Особенности конструирования аппаратуры для регистрации сверхслабых световых потоков. Сборник Сверхслабые свечения в медицине и сельском хозяйстве, т. 50, изд-во МГУ, 1974, с. 162, рис. 1.

2.Авторское св1шетельство СССР 457892, кл. 6 01 J 1/00, 1975

(прототип).