Сканирующий интегрирующий денситометр Советский патент 1982 года по МПК G01J1/44 

(54) СКАНИРУЮЩИЙ ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ДЕНСИТОМЕТР

1

Изобретение относится к оптическим денситометрическим измерениям, например, проб, имеющих вид пятен на хроматографическом носителе,выполняемых путем просмотра этих пятен световым зондом, перемещающимся по зигзагообразной траектории.

Один из известных денситометров, содержит двухволновь1й (двухлучевой) осветитель, сканирующий пре/:,метный стол, последовательно включенные фотоприемник, усилитель, синхронный детектор, интегратор и регистрирующее устройство 1 .

Недостатком данного устройства является невысокая точность.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является сканирующий интегрирующий денситометр, содержащий двухлучевой осветитель включающий в,себя источник излучения с блоком синхронизации, оптически связанный через интерференционные фильтры и оптический клин

С проекционной системой, двухкоординатный сканирующий предметный стол через который оптически связан с проекционной системой (ютоприемник, соединенный через усилитель с входом синхронного детектора, первый выход которого соединен с преобразователем напряжение-длительность импульса, к управляющему входу которого подключен функциональный генератор со сменным набором резисторов, синхронизирующий вход которого соединен с блоком синхронизации источника излучения, причем выход преобразователя напряжение-дли тельность импульса соединен через интегрирующее устройство с регистрирующим устройством f 2 }.

Недостатком известного интегрирующего денситометра является зависимость измеренных значений интегрального поглощения проб веществ от положения средних значений UQ относительно начальной точки периодического напряжения управления , изменяющегося по выбранной для данного хроматографического слоя фун циональной зависимости. Смещение положения средних значений может происходить в процессе работы интегрирующего денситометра, например, из-за дрейфа световых потоков измерительного и опорного каналов, вызванных особенностями конструкции двухлучевого осветителя, стабильностью излучения источника света, или изменением толщины хроматографического носителя. Изменение только сред него значения U Mобычно вызывается поглощением веществ, сопутствующих хроматографическому разделению (фоно вые вещества в полосе разделения,). Наличие указанного смещения f U приводит к появлению значительной ошибки в определении истинного интегрального поглощения проб веществ на хроматограммах. Цель изобретения - повышение точности измерений интегрального поглощения. Для достижения указанной цели в сканирующий интегрирующий денситомет содержащий двухлучевой осветитель, включающий в источник излучения с блоком синхронизации, оптически связанный через интерференционные фильтры и оптический клин с проекционной системой, двухкоординатный сканирующий предметный стол, через который оптически связан с проекционной системой фотолриеМник, соединенный через усилитель с входом синхронного детектора, первый выход которого соединен с преобразователем напряжение-длительность импульса, к управляющему входу которого подключен функциональный генератор со смен ным набором резисторов, синхронизирующий вход которого соединен с блоком синхронизации источника излучения, причем выход преобразователя напряжение-длительность импульса соединен через интегрирующее устройство с регистрирующим устройством, введены два запоминающих устройства два вычитающих устройства, сумматор дополнительный усилиуель, привод оптического клина, датчик начала строки и источник опорного напряжения, соединенный с одним входом первого вычитающего устройства, другой вход которого соединен с выходом первого запоминающего устройства и с одним 9 4 входом второго вычитакхчего устройства, а выход через дополнительный усилитель - с приводом оптического клина, причем управлжэщие входы запоминаю1цих устройств соединены с датчиком начала строки, кинематически связанным с двухкоординатным сканирующим предметным столом, первый выход синхронного детектора соединен с входом первого запоминающего устройства, второй выход синхронного детектора - с входом второго запоминающего устройства и через сумматор - с вторым входом преобразователя напряжение-длительность импульса, а выход второго запоминающего устройствас другим входом второго вычитающего устройства, выход которого соединен с вторым входом сумматора. На чертеже представлена блок-схема сканирующего интегрирующего денситометра. Устройство содержит двухлучевой осветитель 1, в который входят источник излучения с блоком 2 синхронизации, монохроматоры или интерференционные фильтры 3 и 4, оптический клин 5 с переменным пропусканием, проекционная система 6, двухкоординатный сканирующий предметный стол 7,фотоприемник 8, усилитель 9 синхронные деткторы 10 измерительного и опорного сигналов, датчик 11 импульсов начала строки, запоминающие устройства 12 и 13 первое вычитающее устройство k, дополнительный усилитель 15 привод оптического клина 16, второе вычитающее устройство 17, сумматор 18, преобразователь 19 напряжение-длительность импульса, функциональный генератор 20 со сменным набором резисторов 21, интегрирующее устройство 22, регистрирующее устройство 23 и источник опорного напряжения 2. Блок 2 синхронизации с источником излучения, оптически связан через интерференционные фильтры 3, и оптический клин 5 с проекционной системой 6. Через двухкоординатный сканирующий предметный стол 7 оптически связан с проекционной системой фотоприемник 8,соединенный через усилитель 9с входом синхронного детектора 10, первый выход которого соединен с преобразователем 19 напряжение-длительность импульса, к управляющему входу которого подключен функциональный генератор 20 со сменным набором резисторов 21, синхронизирующий вход которого соединен с блоком 2 синх Ьрнизации источника излучения, причем выход преобразователя 19 напряжение-длител ность импульса соединен через интегрирующее устройство 22 с регистрирующим устройством 23. Источник 2 опо ного напряжения соединен с одним входом первого вычитающего устройства , другой вход которого соединен с выходом первого запоминающего устройства 12 и с одним входом второго вычитающего устройства 17, а выход через дополнительный усилитель 15, со динен с приводом оптического клина 16, причем управляющие входы запоминающих устройств 12 и 13 соединены с датчиком начала строки 11, кинематически связанным с двухкоординатным сканирующим предметным столом 7. Пер вый выход синхронного детектора 10 соединен с входом первого запоминающего устройства 12, второй выход син хронного детектора соединен с входом второго запоминающего устройства 13 через сумматор 18 с-вторым входом пр образователя 19 напряжение-длительность импульса, а выход второго запоминающего устройства 13 соединен с другим входом второго вычитающего устройства 17 выход которого соединен с вторым входом сумматора 18. 1 Сканирующий интегрирующий денситометр действует следующим образом. Измерительный и опорный световые потоки с длинами волн эм ог формируемые блоком синхронизации 2 и интерференционными фильтрами t и 3 соответственно,проекционной системой 6 двухлучевого осветителя 1, поочередно во времени проектируются на поверхность хроматограммы, закрепленной на сканирующем предметном Сто ле 7. Прошедшие сквозь хроматограмму измерительный и опорный световые потоки преобразуются в последователь ность чередующихся во времени электрических импульсов фотоприемником 8. Затем последовательность электрических импульсов, усиленная усилителем 9, поступает на входы синхронного детектора Ю, где с помощью син;Хррнизирующих импульсов, поступающих из блока 2 синхронизации двухлучевого осветителя 1, они разделяются и детектируются. Напряжение измерительного канала (и,з) с выхода синхронного датектора поступает на соот ветствующий вход преобразователя 19 апряжение - длительность импульса и на вход запоминающего устройства 12, управляемого импульсами начала строки 11. Запоминание усредненного значения устройстве 12 происходит на время рабочей части строки между импульсами начала строк, последующим импульсом производится запоминание нового усредненного значения U. С выхода устройства 12 запомненное значение Uj,jy, поступает на вход первого вычитающего устройства и на вход второго 17. На второй вход первого вычитающего устройства 14 подается постоянное напряжение , величина которого соответствует амплитуде начальной точки управля эщего напряжения Uурр, поступающего на преобразователь 19 от функционального генератора 20. Сигнал разности с выхода вычитающего устройства 4 подается на вход дополнительного усилителя 15. Усиленный и преобразованный сигнал с его выхода подается на привод оптического клина 16, который приводит в движение оптический клин 5, установленный на пути светового потока измерительного канала Фик регулирующий величину потока таким образом, чтобы сигнал разности на выходе вычитающего устройства был равен нулю. Запоминающее устройство 13, на вход которого поступает напряжение опорного канала Ugn с выхода синхронного детектора 10, управляется теми же импульсами от датчика начала строки 11 и работает так же как запоминающее устройство 12, но ВЫХОД ной сигнал его поступает на второй вход второго вычитающего устройства 17, на выходе которого формируется сигнал разности запомненных значений оп Этот сигнал поступает на первый вход сумматора 18, на второй вход которого поступает напряжение опорного канала UQP. Учитывая то, что разностный сигнал с выхода 17 может иметь разную полярность (положительную или отрицательную ), на выходе сумматора 18 присутствует сигнал t (Jon- JwsM и, соответственно, опорное напряжение DO, равно среднему .уровню (без учета шумов прибора и объекта ). Напряжение опорного канала Uon поддер)киваемое no сигналам начала строки р.авным Uиaн з oт const, поступает с выхода сумматора 18 на соответствующий вход преобразователя 19напряжение-длительность импульса на управляющий вход которого подает ся периодическое напряжение управления () с выхода функционального генератора 20, имеющее тактовую частоту измерения, задаваемую тактовыми импульса/ и, поступающими на вход функционального генератора 20из блока 2 синхронизации двухлуч вого осветителя 1. Сменный набор 21 резисторов подключается с помощью разъемного соединения к функциональному генератору 20. Величины резисторов в сменном наборе 21 устанавливаются при настройке функционального генератора 20 так, чтобы обеспечить выбранную зависимость изменения управляющего напряжения на его выходе. Предлагаемое изобретение позволит по меньшей ме1зе в 10 раз снизит ощибку, вызываемую смещением средних составляющих UMSM Uon обес.печить высокую воспроизводимость ре зультатов измерений и практически а томатическую настройку интегрирующе го денситометре при сменах длин вол изм оп формула изобретения Сканирующий интегрирующий денситометр, содержащий дйухлучевой осве титель, включающий в себя источник излучения с блоком синхронизации, оптически связанный через интерфере ционные фильтры и оптический клин с проекционной системой, двухкоординатный сканирующий предметный стол, через который оптически связан с проекционной системой фотоприемник, соединенный через усилитель с входо синхронного детектора, первый выход которого соединен с преобразователе напряжение-длительность импульса, к 78 управляющему входу которого подключен функциональный генератор со сменным набором резисторов, синхронизирующий вход которого соединен с блоком синхронизации источника излучения,, причем выход преобразователя напряжение-длительность импульса соединен через интегрирующее устройство с регистрирующим устройством, отличающийся тем, что, с целью повышения, точности измерений интегрального поглощения, в него введены два запоминающих устройства, два вычитающих устройства, сумматор, дополнительный усилитель, привод оптического клина, датчикначала строки и источник опорного напряжения соединенный с одним входом первого вычитающего устройстваi другой вход которого соединен с выходом первого запоминаю1цего устройства и с одним входом второго вычитающего устройства, а выход через дополнительный усилитель - с приводом оптического клина, причем управляющие входы запоминающих устройств соединены с датчиком начала.строки, кинематически связанным с двухкоординатным сканирующим предметным столом, первый выход синхронного детектора соединен с входом первого запоминающего устройства, второй выход синхронного детектора - с входом второго запоминающего устройства и через сумматор с вторым входом преобразователя напряжение-длительность импульса, а выход второго запоминающего устройств;а - с другим входом второго вычитающего устройства, выход которого соединен с вторым входом сумматора. Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе « 1. Авторское свидетельство СССР № 596835, кл. G 01 J 1/10, 1978. 2. Авторское свидетельство СССР № 661261, кл. G 01 J 1/i|i, 1979 (прототип).