Оптоэлектронный многопараметровый колориметр

Авторы патента:

Кутенкова Елена Юрьевна (RU)

Алижанов Донёрбек Дилшодович (RU)

Мадумаров Шерзод Ильхомович (RU)

Рахимов Бахтиержон Нематович (RU)

G01N21/03 - конструкция кювет

Владельцы патента RU 2485484:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная геодезическая академия" (ФГБОУ ВПО "СГГА") (RU)

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для контроля физическо-химических параметров жидких сред. Колориметр содержит помещенные в корпус задающий генератор, n диодов, n измерительных фотоприемников, оптически связанных с диодами, блок обработки фотоэлектрического сигнала, выход которого соединен с регистрирующим прибором, кювету, к которой присоединяются воронка и кран для перекрывания и пропускания контролируемой жидкости в полости кюветы, коммутатор для переключения излучения на одну из оптопар. Кювета выполнена из кварцевого стекла в виде цилиндра, состоящего из двух идентичных полых полуцилиндров, прикрепленных с двух сторон к плоскому зеркалу с двумя отражающими поверхностями. Изобретение обеспечивает повышение чувствительности и упрощение конструкции. 2 ил.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при научных исследованиях и в различных областях народного хозяйства для контроля физическо-химических параметров жидких сред (нефтепродуктов, растительного масла, глицерина, соков, напитков) и для управления технологическими процессами их изготовления, а также в медицине, для анализа мочи, крови, желудочного сока и т.п.

Известен колориметр фотоэлектрический концентрационный типа КФК-2МП [авторское свидетельство СССР №541112, кл. G01N 21/00, 1976], содержащий излучатель, светофильтр, кювету с исследуемым раствором, приемник оптического излучения (ПОИ), электронный блок обработки сигналов и измерительный прибор.

Недостатками устройства являются низкая чувствительность и неточность за счет несовершенства кюветы и кюветодержателя, когда для каждого последующего анализа необходимо извлекать кювету из прибора, заполнять ее очередной пробой, мыть и протирать оптические поверхности кювет от потеков исследуемой жидкости, кроме того, данный колориметр имеет сложную конструкцию.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является оптоэлектронный фотоколориметр [пат. 2413201 Российская Федерация, МПК51 G01N 21/03, опубл. 27.02.11, бюл. №6], содержащий задающий генератор, n светоизлучающих диодов, n измерительных фотоприемников, оптически связанных со светоизлучающими диодами, блок обработки фотоэлектрического сигнала, выход которого соединен с регистрирующим прибором, кювету, выполненную в виде шара с цилиндрической полостью, в которую установлен стержень с посеребренной отражающей поверхностью, прикрепленный стойками к стенкам цилиндра, выше упомянутое устройство помещено в корпус в стационарном положении, также имеются воронка и кран для перекрывания и пропускания контролируемой жидкости в полости кюветы, которые крепятся одновременно к кювете и корпусу и коммутатор для переключения излучения на одну из оптопар.

Недостатками данного фотоколориметра является сложность изготовления кюветы в виде линзы-шара с цилиндрическим отверстием, недостаточная точность устройства и невозможность контроля содержания в жидкости n компонентов.

Задачей настоящего изобретения является создание оптоэлектронного многопараметрового колориметра с усовершенствованной конструкцией кюветы, повышение чувствительности и упрощение его конструкции.

Оптоэлектронный многопараметровый колориметр содержит помещенные в корпус задающий генератор, n диодов, n измерительных фотоприемников, оптически связанных с диодами, блок обработки фотоэлектрического сигнала, выход которого соединен с регистрирующим прибором, кювету, к которой присоединяются воронка и кран для перекрывания и пропускания контролируемой жидкости в полости кюветы, коммутатор для переключения излучения на одну из оптопар, согласно изобретению кювета в нем выполнена из кварцевого стекла в виде цилиндра, состоящего из двух идентичных полых полуцилиндров, прикрепленных с двух сторон к плоскому зеркалу с двумя отражающими поверхностями, диоды используются лазерные и подбираются заранее по известным спектральным характеристикам n компонентов (параметров), содержащихся в полупрозрачных жидкостях, кроме того, предусмотрена опорная оптопара: лазерный диод - фотоприемник для обеспечения достоверности результатов измерений.

На фиг.1 представлена блок-схема оптоэлектронного многопараметрового колориметра, на фиг.2 - конструктивное выполнение датчика.

Оптоэлектронный многопараметровый колориметр состоит из задающего генератора 1 (источника импульсного питания), коммутатора 2, опорного лазерного диода 3, лазерных диодов 4, 5, 6, 7, (n-1)_из, n_из, плоского зеркала 8 с двумя отражающими поверхностями, контролируемого объекта (жидкости) 9, опорного фотоприемника 10, измерительных фотоприемников 11, 12, 13, 14, (n-1)_пр, n_пр, блока обработки фотоэлектрического сигнала 16, регистрирующего прибора 17 (например, ЭВМ), кюветы, выполненной из кварцевого стекла в виде цилиндра, состоящего из двух идентичных полых полуцилиндров, прикрепленных с двух сторон к плоскому зеркалу с двумя отражающими поверхностями.

Оптоэлектронный многопараметровый колориметр (фиг.2) включает в себя кювету 15, плоское зеркало 8 с двумя отражающими поверхностями, а также присоединенные к кювете стеклянную градуированную воронку 18, куда заливается контролируемая жидкость 9, и кран 19 для перекрывания и пропускания потока исследуемой жидкости 9, вся конструкция помещается в корпус 20.

Устройство работает следующим образом. При включении задающий генератор 1 вырабатывает прямоугольные импульсы 8-10 Гц. Разделенные импульсы через коммутатор - переключатель оптронов 2 - подаются попеременно на лазерные светодиоды 4, 5, 6, 7, (n-1)_из, n_из, имеющими определенные спектральные характеристики, соответствующие спектральным характеристикам n компонентов (параметров), содержащихся в полупрозрачных жидкостях. При этом оптопары могут включаться последовательно. Лазерный диод 3 и измерительный фотоприемник 10 образуют опорную оптопару, которая предусмотрена для того, чтобы сравнивать измерительные сигналы с сигналом опорного канала и обеспечивать достоверность результатов измерения. При заполнении цилиндрического отверстия кюветы 15 контролируемой жидкостью 9 она облучается лазерными светодиодами. В первом положении переключателя поток излучения лазерного диода 4 фокусируется, проходит через контролируемую жидкость 9, отражается от одной из двух поверхностей плоского зеркала 8 и, вновь проходя через контролируемый образец 9, далее попадает на измерительный фотоприемник 11. Затем сигналы поступают в БОФС - 16, где реализуется отношение сигналов этого измерительного потока и компенсационного от диода 3 и измерительного фотоприемника 10. Сигнал отношения пропорционален величине коэффициента пропускания и оптической плотности жидких сред или прозрачных твердых тел, также можно измерять концентрации веществ в растворе, что возможно при использовании предварительно измеренных градуировочных характеристик. Результаты подаются на измерительный прибор или ЭВМ 17, по показанию которого судят о параметрах жидких сред. ЭВМ обеспечивает автоматическое выполнение аналого-цифровых измерительных преобразований, вычислительных процедур, выдачу полученной информации, формирование командной и другой служебной информации, необходимой для функционирования оптоэлектронных многофункциональных автоматических контрольно-измерительных систем. Вся конструкция помещается в корпус 20, а само устройство можно установить на линии технологического процесса, т.е. контролировать жидкости (соки, напитки, пиво и т.д.), протекающие через трубу по стрелке, указанной на фиг.2.

Оптоэлектронный многопараметровый колориметр, содержащий помещенные в корпус задающий генератор, n диодов, n измерительных фотоприемников, оптически связанных с диодами, блок обработки фотоэлектрического сигнала, выход которого соединен с регистрирующим прибором, кювету, к которой присоединяются воронка и кран для перекрывания и пропускания контролируемой жидкости в полости кюветы, коммутатор для переключения излучения на одну из оптопар, отличающийся тем, что кювета в нем выполнена из кварцевого стекла в виде цилиндра, состоящего из двух идентичных полых полуцилиндров, прикрепленных с двух сторон к плоскому зеркалу с двумя отражающими поверхностями, диоды используются лазерные и подбираются заранее по известным спектральным характеристикам n компонентов (параметров), содержащихся в полупрозрачных жидкостях, кроме того, предусмотрена опорная оптопара: лазерный диод - фотоприемник для обеспечения достоверности результатов измерений.

Изобретение относится к химическим методам анализа почв и может быть использовано для прямого измерения концентрации подвижных минеральных форм фосфора в почвенных пробах при извлечении его углеаммонийным экстрагентом.

Регистрирующая кювета для фототермоакустического газоанализатора // 2460990

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для количественного определения энергии падающего ИК-излучения в составе фототермоакустического газоанализатора.

Оптический анализатор дизельного топлива // 2449259

Изобретение относится к оптике рассеивающих сред и может быть использовано для экспресс-определения объемной концентрации капельной фазы воды и механических примесей в дизельном топливе, раздельно и совместно их концентрации, предельно допустимые стандартами.

Лазерное устройство для измерения скорости потока диализата // 2445606

Устройство и способ для спектрофотометрического анализа // 2437719

Оптоэлектронный фотоколориметр // 2413201

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для анализа физических параметров жидких сред (нефтепродуктов, растительного масла, глицерина, соков, напитков, мочи, крови и т.п.).

Спектрофотометр // 2396546

Изобретение относится к количественному и/или качественному анализу веществ, в частности растворов. .

Устройство и способ детектирования флуоресцентно меченных биологических компонентов // 2390024

Кювета, а также способ и формующий инструмент для ее изготовления // 2373524

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к кювете для взятия пробы жидкости организма и для представления образца пробы на анализ. .

Миниатюрная многоходовая зеркальная оптическая кювета // 2372606

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может использоваться в приборах газового анализа, где требуется малогабаритность. .

Оптический картридж // 2496104

Изобретение относится к оптическому картриджу и может быть использовано для определения количественного содержания анализируемого вещества в физиологической жидкости. Оптический картридж содержит корпус из оптически прозрачного материала с внутренней полостью, один торец корпуса снабжен входным отверстием во внутреннюю полость, которая разделена на сообщающиеся между собой входную зону и оптическую зону. Высота поперечного сечения внутренней полости в оптической зоне меньше высоты поперечного сечения полости во входной зоне, высоты внутренней полости оптической и входной зоны выбираются из условия возникновения капиллярного эффекта. Во входной зоне внутренней полости установлена, по меньшей мере, одна вставка из пористого материала с реагентом, а корпус имеет, по меньшей мере, одно отверстие для сообщения оптической зоны внутренней полости с внешней средой. Достигаемый при этом технический результат заключается в получении пользователем точного и надежного результата анализа. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Контейнер биодатчика с нарушенным полным внутренним отражением // 2497100

Изобретение относится к биодатчику для обнаружения конкретной молекулы внутри анализируемого вещества. Контейнер (11) биодатчика содержит нижнюю часть (1) с углублением (2), приспособленным для размещения жидкого образца, и покрывающую часть (3) для закрывания упомянутого углубления (2). Углубление (2) содержит поверхность (4) датчика. Нижняя часть (1) приспособлена, чтобы допускать проникновение света вдоль первой оптической траектории (5) для его отражения от поверхности (4) датчика и выход вдоль второй оптической траектории (6). Изобретение обеспечивает точность определения количества конкретных молекул в образце. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Кювета и способ проверки подлинности кюветы // 2509296

Группа изобретений относится к кювете для хранения биологического образца, способу ее изготовления, а также к способу проверки подлинности кюветы и способу анализа биологического образца, такого как пробы крови, с использованием указанной кюветы. Кювета (10) изготовлена из формуемого материала, который содержит частицы (15a, 15b) в концентрации, находящейся в заданном диапазоне. Частицы (15a, 15b) распределены случайно с формированием уникального узора. Кроме того, частицы (15a, 15b) обладают поддающимися измерению физическими свойствами, что позволяет детектировать уникальный узор с применением методики детектирования, используемой для анализа биологического образца. Уникальные свойства, придаваемые случайно распределенными частицами (15a, 15b), делают копирование практически невозможным, поскольку распределить частицы согласно заданному узору сложнее, чем позволить им распределяться случайно. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении достоверности полученных результатов анализа. 5 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Получение тонких слоев текучей среды, содержащей клетки для анализа // 2579311

Группа изобретений относится к области медицины и может быть использована при проведении анализа тонких слоев, в частности монослоев клеток. Устройство для получения слоев, содержащих монослой из клеток, для анализа имеет двумерную матрицу из аналитических камер (45) и разветвленную конфигурацию входных каналов (25), соединенных с каждой из аналитических камер в матрице, для возможности заполнения аналитических камер в параллельном режиме. Каждая из аналитических камер имеет по существу планарную форму, имеющую высоту, меньшую, чем высота входных каналов, чтобы создавать слои текучей среды, содержащей клетки, когда камеры заполняют образцом текучей среды. Общая площадь каждой из аналитических камер варьирует между 100 и 2000 мм2 и/или высота аналитических камер составляет между 1 и 10 мкм, а входные каналы имеют глубину 10-200 мкм и ширину 50-1000 мкм. Группа изобретений относится также к способу изготовления данного устройства, способу получения и способу анализа слоев текучей среды, содержащих монослой из клеток, с использованием указанного устройства, а также к аналитической системе. Группа изобретений обеспечивает возможность проведения автоматизированного анализа образцов слоев, текучей среды, содержащих монослои из клеток, в картридже. 5 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 пр.

Кювета для спектрометрических измерений активности йода-129 по схеме совпадений и способ ее изготовления // 2581449

Изобретение относится к области физики, а именно к спектрометрическим измерениям содержания йода-129 в пробах почвы с использованием схемы бета-икс совпадений, и предназначено для обеспечения повышения эффективности регистрации рентгеновского и бета излучений от радиоактивного препарата йода-129, размещенного в кювете дискообразной формы с жидким сцинтиллятором. Корпус кюветы выполнен из двух тарелок с плоскими ободками, изготовленными из упругой тонкостенной полипропиленовой пленки толщиной 0,1 мм. Плоские ободки тарелок герметично сварены друг с другом путем использования ручного импульсного сварщика так, что в итоге на ободке кюветы получают восьмигранную фигуру, образованную линиями сварки. У основания плоского ободка кюветы прокалывают заклеиваемое входное-выходное отверстие для заливки в кювету и извлечения из нее раствора жидкого сцинтиллятора с препаратом йода-129. Технический результат заключается в сохранении кюветой своей формы после падений, устойчивости к агрессивной среде жидкого сцинтиллятора, простоте изготовления, а также в обеспечении высокоэффективной десятипроцентной регистрации актов распада йода-129 благодаря малому поглощению мягкого рентгеновского и бета-излучений в тонких стенках кюветы и в жидком сцинтилляторе. 1 ил.

Оптический спектрометр // 2581725

Изобретение относится к спектрометрическому анализу материалов. Оптический спектрометр (102) включает регулируемое пространство (104) пробоотбора, содержащее две, как правило, противонаправленные, относительно подвижные боковые стенки (106, 108), которые сформированы, по существу, из оптически прозрачного материала, между которыми загружен образец для анализа, и привод (116), механически связанный, с одной или обеими боковыми стенками (108) и действующий в ответ на применяемый к нему командный сигнал для осуществления их относительного перемещения. Спектрометр (102) также включает оптический датчик (110, 112, 114) положения, предназначенный для обнаружения интерференционных полос, генерируемых световой энергией, многократно преодолевшей расстояние между боковыми стенками (106, 108), и для генерирования в зависимости от них командного сигнала. Изобретение обеспечивает уменьшение влияния механического износа или механических изменений, вызванных температурой и/или давлением. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для фотометрического или спектрометрического исследования жидкой пробы // 2593623

Изобретение относится к устройству для фотометрического или спектрометрического исследования жидкой пробы. Устройство (1) включает в себя выполненную с возможностью расположения в траектории лучей между источником (4) излучения и детектором (5) излучения кювету (3, 3′), в которой размещена исследуемая жидкая проба (2), содержащую проницаемый для излучения входной участок (6) для ввода излучения (20), создаваемого при помощи источника (4) излучения и вступающего во взаимодействие с объемом (8) пробы, и содержащую проницаемый для излучения выходной участок (7) для вывода излучения (20″), предназначенного для регистрации в детекторе (5). При этом входной участок (6) имеет такую выпуклую входную поверхность (11) и/или выходной участок (7) имеет такую сферическую выпуклую выходную поверхность (12, 12′), что попадающее излучение (20, 20′) фокусируется по типу фокусирующей линзы. Изобретение обеспечивает возможность точного формирования возбуждающего излучения, применяемого для исследования жидкой пробы, с малыми затратами на монтаж и юстировку. 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

Способ изготовления кюветы для анализа жидких проб с гидрофильной внутренней поверхностью // 2618845

Изобретение относится к области медицинской и аналитической техники и может быть использовано при изготовлении пластиковых кювет для анализа жидких проб, например, образцов физиологических жидкостей человека, животных или растений, питьевых и пищевых продуктов, проб воды из различных источников, других жидкостей органической и неорганической природы. Отливают не менее две сопрягаемые части кюветы из отверждаемой полимерной композиции, содержащей в своем составе сложные эфиры, в формах соответствующей геометрии. Обрабатывают поверхности полученных частей кюветы раствором щелочи в течение заданного промежутка времени при температуре не ниже 263 K. Удаляют остатки раствора щелочи с поверхностей частей кюветы растворителем. Сушат части кюветы. Соединяют части кюветы между собой по сопрягаемым поверхностям с образованием готовой кюветы. При этом в зависимости от температурного режима заданный промежуток времени может изменяться в диапазоне от 5 до 120 минут. Обеспечивается упрощение и технологичность изготовления кюветы для анализа жидких проб с высокими гидрофильными свойствами. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для регистрации оптических параметров жидкого аналита // 2626299

Изобретение относится к области измерительной техники и касается устройства для регистрации оптических параметров жидкого аналита. Устройство включает в себя подложку, в толще которой сформированы камера, входной и выходной микрофлюидные каналы, сообщающиеся с камерой, источник оптического излучения видимого диапазона, оптически соединенный через камеру с первым фотоприемником, источник излучения ближнего инфракрасного диапазона, второй фотоприемник и датчик температуры. Датчик температуры выполнен в виде пленочного интерференционного покрытия торца оптического волновода, расположенного в камере и снабженного Y-разветвителем, одна ветвь которого соединена с источником излучения ближнего инфракрасного диапазона, а другая ветвь соединена со вторым фотоприемником. В стенках камеры у внутренних ее поверхностей сформирован светопоглощающий слой. Технический результат заключается в повышении точности измерения температуры аналита в зоне детектирования. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ изготовления кюветы для анализа жидких проб // 2636513

Изобретение относится к области медицинской и аналитической техники и может быть использовано при изготовлении кювет для анализа жидких проб в тонких слоях. Способ изготовления кюветы для анализа жидких проб, включает установку на предметную плоскопараллельную пластинку прокладок заданной толщины, размещение сверху на прокладках покровной плоскопараллельной пластинки, закрепление полученной конструкции при помощи стягивающегося устройства, введение в зазор между пластинками по периметру клеевого состава и выдерживание в таком состоянии в течение времени, необходимом для его отверждения. При этом в предметной пластинке выполняют два отверстия для прокачки анализируемых проб, на внутренней поверхности предметной пластинки снаружи периметра аналитической зоны выполняют канавку замкнутого контура, прокладки устанавливают примыкающими снаружи к канавке, а затяжку стягивающего устройства при закреплении конструкции производят с учетом заданной толщины прокладок. Изобретение обеспечивает получение кюветы с заданным объемом измерительной камеры, а также уменьшение времени на проведение анализа. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.