Введение. Оптические методы анализа получили широкое распространение при исследовании химического состава веществ. Для их реализации был освоен серийный выпуск фотоколориметров и спектрофотометров. Однако эти приборы, выпускаемые отечественной промышленностью, например, ФЭК101, ФЭК54М, ФЭК60, ФЭК56 имеют ламповые источники светас малой спектральной яркостью. Поэтому, предел измеряемой оптической плотности, не
превышает значение «2». Тем самым ограничивается верхний предел обнаружения исследуемых ингредиентов в пробах, и возникают трудности при контроле оптически плотных сред.
Цель исследования. Увеличение рабочего диапазона оптических плотностей и уменьшение временных затрат на проведение анализа.
Материалы и методы. Прибор позволяет исследовать различные характеристики и химсостав твердых и жидких проб оптическими методами.
Результаты и обсуждения. Для выполнения поставленной цели на рис. 1 представлен автоматизированный однолучевой спектрофотометр с лазерным источником света, состоящий из:1- зеркало; 2 - перестраиваемый интерферометр; 3 - стойка-радиатор; 4 - линза; 5 - лазер накачки; 6 - призма; 7 - выходное зеркало; 8 - поляризационный ослабитель; 9 - светоделительное зеркало; 10 - кювета; 11 - фотопреобразователь; 12 - усилитель; 13 - фотопреобразователь; 14 - двухканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) ; 15 - шаговый двигатель; 16- шаговый двигатель; 17 - электромагнитное реле; 18 - ключ; 19 - ключ; 20 - электромагнитное реле; 21 - ключ; 22 - ключ; 23 - счетчик импульсов ; 24- счетчик импульсов; 25 - генератор импульсов; 26 - ключ; 27 - цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП); 28 - компьютер.
Глухое зеркало 1 и выходное зеркало 7 образуют резонатор лазера. Перестраиваемый интерферометр 2 служит для установки требуемой длины волны излучения лазера внутри диапазона. Это осуществляется путем подачи на пьезоэлемент интерферометра 2 соответствующего уровня напряжения от компьютера 28 через ЦАП 27. Стойка-радиатор 3 служит для крепления в ней дискообразных активных лазерных элементов. Смена диапазона излучения осуществляется заменой активного лазерного элемента, путем поворота барабана стойки 3 за счет вращается шагового двигателя 15. Призма 6 предназначена для поворота излучения на требуемый угол и его диспергирования. Поляризационный ослабитель 8 ослабляет лазерное излучение и позволяет прибору работать с образцами как большой, так и малой оптической плотности. Ослабление осуществляется за счет вращения поляроидов поляризационного ослабителя 8. Вращение реализуется шаговым двигателем 16.Светоделительное зеркало 9 отражает часть лазерного излучения (около 1%) на фотопреобразователь 13 которое служит в качестве репера, остальное излучение поступает на кювету 10 с пробой. Это необходимо для сравнения интенсивностей света, прошедшего через пробу с исходной и определения оптической плотности исследуемого образца.Элементы 20-23 служат для управления шаговым двигателем 15 от компьютера 28. Элементы 17-19 и 24 выполняют ту же функцию в отношении шагового двигателя 16 [1].
Общее управление спектрофотометром и обработка результатов измерений осуществляется с помощью компьютера 28
Рис. 1. Функциональная схема автоматизированного однолучевого спектрофотометра с лазерным
источником света
Выводы. Прибор может работать с пробами верхний предел оптической плотности, которых, достигает значения «4,6», а его автоматизация сокращает временные затраты на проведение анализа проб.
Список литературы
- 1. Деулин, Б.И. Автоматизированный электропривод для управления двумя шаговыми двигателями от одного генератора импульсов // Орел: издательство ОрелГАУ, «Агротехника и энергообеспечение» № 3 (12), 2016. - С. 46-51.