Погружной спектрофлуориметр

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУСоюз Советскнк Соцналнстнческнх Респубинк(22) Заявлено 06.08. 79 (21) 2803805/18-25с присоединением заявки Но(23) ПриоритетОпубликовано 3006,8.1, Бюллетень М 24 С 01 й 21/64 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(088,8) Дата опубликования описания 30. 06. 81(72) Авторы изобретения Е.И. Афонин и М.Е.-Г.Ли Морской гидрофизический институт АН украинской ССР(71) Заявитель Изобретение относится к исследованию жидких веществ с помощью оптических методов и может быть использовано, например, в океанологии и лимнологии для измерения концентрации хлорофилла по спектрам флуоресценции природных вод.Известны погружаемые флуориметры, предназначенные для определения флуоресцентных примесей в воде,основанные на измерении интенсивности света флуоресценции, возбужденной коллимированным пучком от импульсного источника излучения Г 13Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является обьективный флуориметр, предназначенный для измерения флуоресценции растворов органических и неорганических веществ под углом наблюдения 90 О, содержащий внешний герметичный корпус, источник возбуждающего излучения, фотоприемник, оптическую систему для коллимации светового потока в параллельный пучок, оптичес" кую систему для направления на фото- приемник излучения флуоресценции, рассеянной под углом 90 О, светофильтры для выделения спектральных интервалов возбуждающего излучения флуоресценции, сферические светоотражатели, кювету с раствором;и электронный блок с индикатором Г 23Однако в этом устройстве отсутствует система измерения и контроляпрозрачности исследуемой среды, откоторой в значительной степени зависит точность измерений, особеннопри исследовании спектров флуоресценции сильно мутных или светорассеивающих веществ, к которым относятся,например, стратифицированные поверхностные воды в прибрежных районахокеана и эстуариях рек.15 Цель изобретения - увеличение точности измерений.Поставленная цель достигаетсятем, что в погружающий спектрофлуориметр, содержащий герметичный кор- .20 пус, в котором размещены канал источника возбуждения, отражатель,фотоприемник, канал приема излученияфлуоресценции под углом 90 , опорныйоканал, светофильтры, защитный иллю минатор, зеркальный обтюратор,датчикглубины, электронный блок и внешниесветоотражатели, введен канал измерения прозрачности среды; включающийзащитный иллюминатор, частично покры тый светоотражающим слоем, и отражатель, установленный на Фокусномрасстоянии от защитного иллюминатора и расположенный после каналаисточника возбуждающего излучения,, На чертеже изображено предлагаемое устройство. 5Погружной спектрофлуориметр выполнен в виде герметичного корпуса 1,в котором смонтированы основные Функциональные узлы. Узел 2 канала источника возбуждающего излучения содержит концевой рефлектор 3, источник4 излучения (например, кварцевуюгалогенную лампу), кварцевые пластинки 5 и 6, объектив 7, светофильтр8, защитный иллюминатор 9 с отражающим слоем 10, отражатель 11. Узел ка,нала приемника флуоресценции содержитконцевой отражатель 12, выполненныйв виде зеркальной триппель-призмы,защитный иллюминатор 13, приемныйобъектив 14, плоское зеркало 15,турель со светофильтрами 16, диафрагму17, зеркальный обтюратор 18 и фотоприемник 19 (например, ФЭУ). Опорныйканал сравнения содержит нейтральныйсветофильтр 20 и линзу 1. Канализмерения прозрачности среды содержитдиафрагму 22, линзу 23, подвижноезеркало 24 и световую ловушку 25.Кроме того, внутри корпуса установлендатчик 26 глубины погружения и электронный блок 27. На пересечении пучка возбуждающего излучения 28 и полязрения фотоприемника 29 расположенисследуемый объем 30.Устройство работает следующимобразом.Световой поток от источника 4возбуждающего излучения и поток,отраженный рефлектором З,коллимируютсяобъективом 7 в сходящийся пучок,который проходит через светофильтр 8, 40выделяющий спектральный интервал вполосе поглощения исследуемой среды.Объектив 7 переносит изображение источника в центр плоского защитногоиллюминатора 9, внешняя сторона которого покрыта светоотражающим слоем 10, за исключением центральнойчасти, равной по размерам изображению источника. Далее возбуждающее излучение. 28 четырежды пересекает исследуемый объем 30, отражаясь отзеркальных поверхностей 10 иллюминатора 9 и отражателя 11 установленного,на Фокусном расстоянии от иллюминатора, и возвращается внутрь узла2 источника по тому же оптическомупути.Излучение флуоресценции, вызванноевозбуждающим излучением 28 в исследуемом объеме ЗЦ, распространяется подуглом 90 в противоположных направлениях. Часть его непосредственно попадает на защитный иллюминатор 13,а другая часть попадает в него послеотражения от зеркальной триппельприэмы 12. Объектив 14 и йлоское эер кало 15 направляют обе части излучения Флуоресценции через сменный светофильтр 16 в приемную диафрагму 17 и далее через обтюратор 18 на катод фотоприемника 19, при этом подвижное зеркало 24 выведено,с оптической оси. Сменные светофильтры 16, установленные на поворотной турели, выделяют узкие полосы флуоресценции в УФ- и видимых участках спектра исследуемого вещества.В канале сравнения часть излучения от источника 4 отбирается плас. тинкой 5, ослабляется нейтральным фильтром 20 и направляется линзой 21 и зеркальным обтюратором 18 на Фотоприемник 19. Вращающийся зеркальный обтюратор поочередно посылает .на этот фотоприемник опорное и из- . меряемое Флуоресцентное излучение, в результате чего последний вырабатывает импульсы Фототока, соответствующие величинам опорного и измеряемого излучения. Электрические импульсы поступают в электронный блок 27 на схему логометрического фотометра, выходной сигнал которого пропорционален интенсивности ФлуоРесценции и не зависит от нестабильностей приемника и источника возбуждающего излучения.При измерении или контроле прозрачности исследуемой среды подвижное зеркало 24,устанавливается в ход лучей, в результате чего излучение 28 флуоресценции отводится в световую ловушку 25. Часть излучения, многократно прошедшего исследуемую среду и возвращенного внутрь узла 2 источника, отводится пластинкой 6 в диафрагму 22 и далее направляется линзой 23 через подвижное зеркало 24 и обтюратор 18, Теперь на фотоприемнике поочередно сравнивается опорное и прошедшее среду излучение, несущее информацию о ее прозрачности, С фотоприемника импульсы Фото- тока поступают в электронный блок 27, который выдает сигнал, пропорциональный показателю ослабления исследуемой среды.В предлагаемом устройстве повышение точности измерений Флуоресценции и коррекции спектров достигается путем учета прозрачности исследуемой среды.изобретенияФормулаПогружной спектрофлуориметр,содержащий герметичный корпус с защитными иллюминаторами, в котором размещены канал источника возбуждающего излучения с отражателем и Фотоприемником, канал приема излучения флуоресценции, расположенный под углом 90 к нему, опорный канал, расположенный параллельно каналу источни842511 71Составитель А. Смирновермелштайн Техред А,Ач Коррек ож едактор Заказ 5056/45 Тираж ВНИИПИ Государ по делам изо 13035, Москва, Ж П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная и ка и содержащии по ходу луча светоФильтры, зеркальный обтюратор ивнешние светоотражатели, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерений, онснабжен каналом измерения прозрачности среды, включающим защитныйиллюминатор, частично покрытый светоотражающим слоем, и отражатель, установленный на фокусном расстоянии отзащитного иллюминатора и расположенный после канала источника возбуждающего излучения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент фРГ Р 2205323,кл, 0 01 Н 21/52, опублик. 1976.2. Каралис В.Н. и др. Аппаратурадля флуоресцентного анализа. М.,Изд-во Госкомитета стандартов, 1970,с. 99. 907 Подписи твенного комитета СС бретений и открытий5, Раушская наб., д.