Спектрофотометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1)4 8 01 7 3/4 Щ;ФО Н ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ститут ргс,ССС 76,ровани Машино Щ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к областиоптического спектрального приборостроения. Целью изобретения является повышение точности и надежности.Свет от источника 1 проходит черезкювету 2 и попадает на фотоэлектрический преобразователь 3. Электрический сигнал усиливается и преобразуется в частоту с помощью преобразователя 5, Генератор 9 через ключи6 и 7 подключен к суммирующему ивычитающему входам реверсивного счетчика 10, преобразователь 5 через ключ8 - к счетчику 12 импульсов, информа 8013776 О ционный выход которого подключен к первому входу коммутатора 16 режимов отсчета. Выход коммутатора 16 соединен с блоком 13 цифрового отсчета.После накопления в счетчике 12 числа импульсов 10 с выхода прямого переноса этого счетчика поступает сигнал на первый вхоц блока 14 управления, а с выходов этого блока поступают сигналы на управляющие входыключей 6, 7 и 8, коммутатора 16 ирегистра 11. Вход регистра 11 соединен с информационным выходом счетчика 10, а выход - с вхоцом параллельной записи счетчика 10. Выход обратного переноса счетчика 10 соединен с вторым входом блока 14, В спектро- М фотометре имеется логарифмическийпреобразователь 15, ,управляющий вход которого подключен к шестому выходу ( блока 14. Вход логарифмического преобразователя 15 соединен с выходом ключа 8 а выход - с вторым входом1 еюй коммутатора 16. В спектрофотометре не требуется использования арифметико-логических схем, а также механических подвижных соединений, что при- ф 4 водит к повышению точности и надеж- ф 1 ности. 1 э.п. Ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению,Цель изобретения - повышение точности и надежности,На чертеже изображена блок-схема5спектрофотометра.Спектрофотометр содержит источник 1 света, представляющий собойисточник монохроматического света,длину волны которого можно выбратьв определенном спектральном диапазоне, кювету 2, фотоэлектрический преобразователь 3, усилитель 4, преобразователь 5 напряжение в часто,элек"тронно-управляемые ключи (первый 6,второй 7 и третий 8), генератор 9тактовых импульсов, реверсивный счетчик 10 импульсов, регистр 11, второйсчетчик 12 импульсов, блок 13 цифрового отсчета, блок 14 управления,цифровой логарифмический преобразователь 15 и коммутатор 16 режимовотсчета.Устройство работает следующим образом.Перед измерением величины поглощения света образцом " его коэффициента пропускания Т - в кюветном отделении спектрофотометра исследуемыйобразец отсутствует и производитсякалибровка спектрофотометра, заключающаяся в фиксации эталонного потока1 излучения света (через кювету 2без образца или через кювету 2 сэталонным, контрольным, образцом). 35Калибровку спектрофотометра осуще"ствляют следующим образом,Свет от источника 1 света черезкювету 2 (без образца или с контрольным образцом) поступает на фотоэлектрический преобразователь 3, На выходе последнего появляется электрический сигнал, который после усиленияусилителем 4 при помощи преобразова,теля 5 напряжение - частота нреобраэуется в частоту Г , пропорциональнуюинтенсивности проходящего потока излучения света 1,. В режиме калибровки после подачи на блок 14 управлениякоманды 1, одновременно управляющими 50сигналами, поступающими с первого ивторого выходов блока 14 управления,включаются первый и третий ключи 6 и8, Начинается одновременное накопление счета импульсов, Счетчиком 12накапливаются импульсы, поступающиес частотой Г, с преобразователя 5через третий ключ 8, а реверсивнымсчетчиком 10 накапливаются импульсы,поступающие с частотой , с генератора 9 тактовых импульсов через пер" вый ключ 6 на суммирующий счетный вход реверсивного счетчика 10. После накопления счетчиком 12 числа импульсов 10 , где К - заранее выбранное целое число, с выхода прямого переноса счетчика 12 поступает сигнал на первый вход блок 14 управления. На первом и втором выходах блока 14 управления появляются сиг" налы выключения первого и третьего ключей 6 и 8. Поступление импульсов на счетные входы счетчиков 10 и 12 прекращается и начинается подача им- пульса управления с четвертого выхода блока 14 управления на управляющий вход регистра 11, в результате чего содержимое информационного выхода счетчика 10 при помощи регистра 11 через вход параллельной записи записывается в реверсивном счетчике10Тем самым завершается калибровка спектрофотометра, в результате которой:в течение интервала времени101 = -- через вход параллельной за" писи в счетчике 10 записывается и хранится накопленное число импульсов, равное Б =Г 1. Таким образом, при помощи генератора 9 тактовых импульсов и счетчика 10 завершается запоминание интервала времени 1 , необходимое для подсчета десяти импульсов (следующих с частотой 1 с выхода преобразователя 5), число которых яв ляется мерой калибровки эталонного уровня интенсивности проходящего потока излучения света 1,. Спектрофотометр откалиброван и подготовлен к измерению коэффициента пропусканйя1 хТ= -"- исследуемого образца, где.о1 - интенсивность потока излученияхсвета, прошедшего через исследуемый объект (образец).После калибровки спектрофотометра в его кюветном отделении помещают кю. вету с измеряемым образцом и на блок 14 управления подают команду Т. С первого и третьего выходов блока 14 управления поступают сигналы управ; ления, включающие второй и третий ключи 7 и 8. Выход преобразователя 5 через третий ключ 8 подключается к счетному входу счетчика 12, а генератор 9 тактовых импульсов через второй ключ 7 - к вычитающему счетному входу реверсивного счетчика 10, 1377605Импульсы с выхода преобразователя 5, частота Г которых теперь пропорциональна значению Т, накапливаются счетчиком 12, Одновременно на вычитающий счетный вход реверсивного счетчика 10 через второй ключ 7 поступают тактовые импульсы с генератора 9 тактовых импульсов с частотойЧерез интервал времени 1 после 10 вычитания реверсивным счетчиком И, импульсов на его выходе обратного переноса появляется сигнал управления, поступающий на второй вход блока 14. управления. Последний через 15 первый и третий выходы управления выключает второй и третий ключи 7 и 8, прекращая этим поступление потоковимпульсов на счетные входы счетчиков 10 и 12. Содержание И счетчика 12 с его информационного выхода через коммутатор 16 поступает на блок 13 цифрового отсчета, На последнем появляется цифра, отражающая величину поглощения образца 25-хБ 10" кВыбором величины 1/10 путем подбора коэффициента пересчета счетчика 30 12,.можно легко установить требуемую точность и разрешающую способность (количество знаковых разрядов) цифрового отсчета измеряемой величины поглощения света. Таким образом спек трофотометр путем автоматического выбора времени измерения 1 в зависимости от заранее задаваемой точности (выбором коэффициента 1) обеспечивает высокую точность калибровки 40 и измерения при различных уровнях интенсивности эталонного излучения 1 . Основание степени 10 для показаотеля степени - коэффициента К - выбрано в целях упрощения отображения 45 блоком 13 цифрового отсчета как абсолютных, так и процентных значений величины Т, что в данном случае до стигается соответствующей простой расстановкой запятой децимального числа - результата измерений. Так,онапример, при И,=10 и М=5000 абсолютное значение Т равно величине 0,500; процентное, соответственно, .50,01. Следовательно, упрощается практическая реализация блока 13 цифрового отсчета, так как не требу" ется использование арифметико-логических или других схем, реализующих функцию определения отношениях двух последовательно поступающих чисел.Для достижения возможности не.посредственного отсчета на блоке цифрового отсчета значения оптической; плотности (экстинкции) образца Р=1=1 я - на блок 14 управления подаетТся команда "Р", после чего сигнал управления с шестого выхода блока 14 управления поступает на управляющий вход цифрового логарифмического преобразователя 15, Подключенный к выходу-третьего ключа 8 преобразователь 15 преобразует число Бх импульсов, пропорциональных значению Т(поступающих с выхода преобразователя 5), реализуя Функцию 1 р;-(1 О 11)=1=11 х - =О. После этого преобразованияТцифровое значение оптической плотности через коммутатор 16 режимов отсчета поступает на блок 13 цифрово" го отсчета, Преобразователь 15 со" держит двоичный счетчик - счетчик адресов и постоянное запоминающее устройство, причем адресный вход последнего подключен к информационному выходу счетчика адресов.В режи-ме измерения оптических величин поглощения образца импульсы с выхода третьего ключа 8 в течение времени измерения 1 накапливаются счеТчиком в виде числа К, Содержание этого счетчика используется для адресации постоянного запоминающего устройства, в котором для каждого адреса, который определяется числом 11 х, записано соответствующее значение величины Э согласно соотношению Таким образом, подключение информационного выхода цифрового логарифмического преобразователя 15 через коммутатор 16 режимов отсчета к блоку 13 цифрового отсчета можно точно и надежно отобразить измеренную величину поглощения света - оптическую плотность Б исследуемого образца.Отсутствие в снектрометре инерционных, имеющих весьма ограниченную точность механических подвижных сое динений (из-за неизбежных люфтов и трений в них), приводит к повышению точности калибровки - фиксации эталонного уровня светопропускания опЗаказ 857/33 Тираж 499 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035,Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 тического канала измерения и, сле-довательно, в целом к резкому повьппению точности измерения спектрофотометром величин поглощения света. Ф о р м у л а изобретения 1. Спектрофотометр, содержащий: оптически связанные источник света кювету для образца и фотоэлектрический преобразователь, а также преобразователь напряжение в часто,через усилитель соединенный с фотоэлектрическим преобразователем, блок управления и блок цифрового отсчета, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и надежности он дополнительно содержит генератор тактовых импульсов, первый, второй и третий ключи, каждый иэ которых снаб" жен управляющим входом, информационным входом и выходом, реверсивный счетчик, счетчик импульсов, регистр и коммутатор режимов отсчета, причем выход преобразователя напряжение -частота соединен с информационным входом третьего ключа, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, информационный выход счет" чика импульсов соединен с первымЗО входом коммутатора режимов отсчета,выход коммутатора режимов отсчета соединен с блоком цифрового .отсчета, выход генератора тактовых импульсов соединен с информационными входами первого и второго ключей, выход пер" вого ключа соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход второго ключа - с вычитающим входом реверсивного счетчика, информационный выход реверсивного счетчика через регистр соединен с входом параллельной записи информации этого счетчика, выход прямого переноса счетчика импульсов соединен с первым входом блока управления, выход обратного переноса реверсивного счетчика соединен с вторым входом блока управления, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока управления соединены соответственно с управляющими входами третьего ключа, первого ключа, второго ключа, регистра и коммутатора режимов отсчета.2, Спектрофотометр по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что он дополнительно снабжен логарифмическим преобразователем, вход .которого соединен с выходом третьего ключа, выход - с вторым входом коммутатора режимов отсчета, а управляющий входс шестым выходом блока управления.