Фотометр Советский патент 1983 года по МПК G01J1/44 

(54) ФОТОМЕТР Изобретение относите к фотометрии а именно к абсорбционнь оптическим анализаторам, предназначенньм для определения состава веществ в химической, нефтехимической и других отраслях промЕЛЛлениости. . Известен фотометр, содержгодий источиик излучения рабочую и сравнительную кюветы, светофильтр, модулятор и регистрирующий прибор 1. Недостатком данного фотометра является большая погрешность от загрязнения кювет механическими и другими примесями анализируемой пробы. Наиболее близким к предлагаемому является фотсжетр, содержащий источ, ник излучения с системой разделения светового потока на два канала, в одном из который установлена рабочая, кю(вета, а вдругом - сравнительной кювета, модулятор световых пртоков со схемой синхронизации, фотопреобра зователь, подключенный ко входу синхронньгодетектора, управляющий вход которого соединен со схемой синхрони зации, и (егистрирующий прибор 2 . ; Выходной сигнал W данного фотомет ра описывается выражением (1) W- Фе.Ге -ФргрТ -%-|г- - где Фр и Фе- потоки из лучения, прршедшие соответственно через рабочую и сравнительную к.кшеты; tTp Сс коэффициент, характеризузоций изменение коэффициента пропускания рабочей н сравнительной кюветы от загрязнений анализиру 4ой пробой; Т - коэффициёит пропускания измеряемой пробы в рабочей кювете/ зависящий от концентрации С. I Т f (с) « ПриС О, Т « 1 При настройке и градуировке фотометра обычно обеспечивают условие forда выражение (1) при1 нимает вид W фгр(-|5- - Т) (2) При отсутствии загрязнений кювет, когда Тс 17р 1 получим из (2) ( 1 - Т) Таким образом, относительная пог.рёшность Л. тометрву от загрязнения равна д .WI..WJL, .-r-Tl.. . 1J.. Погрешность д тем больше, чем боль ше отличие fc от Ср , Если 1, то Д { -f- -f--- - 1 )-100 %(5) Таким образом, погрешность извест ного фотометра зависит от степени эаг рязнения как рабочей, так и сравнительной кюветы (канала) и величина этой погрешности неравномерна по диа пазону измерения. Цель изобретения - повышение точности измерений и надежности измерения. Указанная цель достигается тем, что в фотометр,содержащий источник из. лучения с системой разделения светового потока на два канала, s дйном из которых установлена рабочая кювета, а в другом - сравнительная кювета, модулятор световых потоков со схемой синхронизации, фотопреобразователь, подключенный ко входу синхронного де тектора, управляющий вход которого соединен со схемой синхронизации, и регистрирующий прибор, введены два светофильтра, установленных по моду.ляторе, и два вычитающих устройства, а синхронный детектор выполнен четырехканальным, причем выходы вычитающих устройств соединены с двумя входг1ми регистрирующего прибора, а входы вычитающих устройств соединены с соогвветствуюадими выходами синхронного детектора. На чертеже показана схема фотомет ра. Фотометр содержит источник излуче ния 1 с системой разделения светового потока на два канала 2 и последовательно установленные в каждом кана ле рабочую 3 или сравнительную 4 кюветы, модулятор светового потока 5 со схемой синхронизации 6, фотопреоб разователь 7, подключенный ко входу синхронного детектора 8 управляющий вход которого соединен со СХРМОЙ син хронизации б, регистрируквдий прибор 9,два светофильтра 10 и II (рабочий 10,сравнительный 11), установленные на модуляторе светового потока 5, дв вычитающих устройства 12 и 13. Синхронный детектор 8 выполнен че тырехканальным, причем выходы вычита щих устройств 12 и 13 соединены с дв мя входами регистрир5К)щего прибора 9, а входы вычитающих устройств 12 и 13 соединены с соответствующими выхо дами синхронного детектора 8. Фотометр работает следующим образом. Излучение от источника излучения 1 разделяется на два потока - рабочий (нижний на чертеже) и сравнительный (верхний) , которые проходят соответстиенно через рабочую 3 и сравнительную 4 кюветы, модулируются модулятором 5 и попадают на фотоп1 еобразователь 7. Модулятор светового потока снабжен двумя светофильтрами (рдбочий 10 и сравнительный 11), которые расположёны относительно потоков излучения таким образом, что при вращении модулятора каждый светофильтр пересекает оба потока излучения и на фотопреоб:разователе 7 образуются четыре электрических импульса и гфрТр Т; Ц. Фс U4 , где фр и фс - потоки излучения,выделяегише соответственно рабочим и сравнительным светофильтрами; t. - коэффициенты пропускания рабочей или сравнительной кюветы; L Т - коэффициент пропускания анализируемой пробы в рабочей кювете на рабочей длине волны в зависимости от концентрации С, Т f (С). Здесь предполагается, что сравнительная кювета заполнена раствором с концентрацией С О и тогда Т 1, а сравнительный светофильтр выбран такой длины волны, где поглощение анали.зуемым компонентом минимально. Синхронный детектор 8 выполнен че-, тырехканальным, а его выходы соединены со входами вычитающих устройств таким образом, что на одно из них подаются сигналы и и и, а на второй 3 ЧдНа выходе вычитающих устройств имеем AU| и AU,, и (6) Выходы вычитающих устройств подключены ко входу регистрирующего прибора 9. Таким образом, выходной сигнал фотометра определяется следующим выражениемW ди,- ди„ Ui- Ц - и, + и ФрС-о - a,fрТт Фд-гу- ФсУ (-5t - X - При настройке и градуировке фотометра всегда обеспечивают условие . Фр Фс Ф. Тогда W фгр(1-Т)(8) Из сравнения выражений (8) и (2) видно, что выходной сигнал предлагаемого фотометра зависит только от Тр и не зависит от Го Определим относительную погрешность предлагаемого фотометра от загрязнений кювет (каналов). При отсутствии загрязнений 1 1) выходной сигнал фотометра (7) будет равен Wo ф (1-Т) .Тогда относительная погрешность (Д) его будет равна ( по аналогии с выражением (4) ) ) Из сравнения выражений (4), (5) и 9) видно, что погрешность предлагаемого фотометра не зависит от загрязне ния сравнительной кюветы; постоянная по диапазону измерения, так как Д. не зависит от Т, в несколько раз меньше, чем у прототипа в зависимости от соот ношения TC /Тр . ПРИ.ТС. t в прототипе) погрешность обоих фотометров одинакова. Но это условие соблюдается только при настройке фотометра, Формула изобретения Фотометр, содержащий источник излучения с системой разделения светового потока на два канала, в одном из которых установлена рабочая кювета, а в другом - сравнительная кювета, модулятор световых потоков со схемой синхронизации, фотопреобразователь. подключенный ко входу синхронного детектора, управляющий вход которого соединен со схемой синхронизации, н регистрирующий прибор, о т л и, ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повыше-, ния точности измерений, и надежности, в него введены два светофильтра,. установленных на модуляторе, и два вычитающих устройству, а синхронный детектор выполнен четырехканальным, причем выходы вычитающих устройств соединены с двумя входами регистрирующего прибора, а входы вычитающих устройств соединены с соответствующими выходс1ми синхронного детектора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Швейцарии I 579268, кл. G 01 7 1/44, опублик. 1976. 2.Патент США I 3993901, кл. G 01 J 1/44, опублик. 1975 (прототип) .