Занурюваний спектрофлуориметр

Союз Советских Социалистических Республик И С А Н ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 842511 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву — (22)3аявлено 06.08.79 (21) 2803805/18-25 с присоединением заявки № Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет — (51 )М. Кл. G 01 N 21/64 _ Опубликовано 30.0681 Бюллетень № 24 (53) У Д К 535.8 Дата опубликования описания 3 0 . 0 6 . 8 1 (72) Авторы изобретения 3 (088.8 Е.И. Афонин и М.Е.-Г.Ли (71) Заявитель Морской гидрофизический и н с т и т у т АН Украинской ССР (54) ПОГРУЖНОЙ СПЕКТРОФЛУОРИМЕТР 1 Изобретение от-носи тс я 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, основан- 10 ные на измерении интенсивности света флуоресценции, возбужденной коллимированным пучком от импульсного источника излучения [і"] . 15 Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является объективный флуориметр, предназначенный для измерения флуоресценции растворов органических и неоргани20 ческих веществ под углом наблюдения 90°, содержащий внешний герметичный корпус, источник возбуждающего излучения, фотоприемник, оптическую систему для коллимации светового по25 тока в параллельный пучок, оптическую систему для направления на фотоприемник излучения флуоресценции, рассеянноі-і под углом 90°, светофильтры для выделения спектральных интервалов возбуждающего излучения флуо30 ресценции, сферические светоотражатели, кювету с раствором-и электронный блок с индикатором f2j. Однако в этом устройстве отсутствует система измерения и контроля прозрачности исследуемой среды, от которой в значительной степени зависит точность измерении, особенно при исследовании спектров флуоресценции сильно мутных или светорассеивающих веществ, к которым относятся, например, стратифицированные поверхностные воды в прибрежных районах океана и эстуариях рек. Цель изобретения - увеличение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в погружающий спектрофлуориметр, содержащий герметичный корпус, в котором размещены канал источника возбуждения, отражатель, фотоприемник, канал приема излучения флуоресценции под углом 90°, опорный канал, светофильтры, защитный иллюминатор, зеркальный обтюратор,датчик глубины, электронный блок и внешние светоотраматели, введен канал измерения прозрачности среды, включающий защитный иллюминатор,частично покрытый светоотражающим слоем, и отра 842511 жатєль, установленный на фокусном расстоянии от защитного иллюминатора и расположенный после канала источника возбуждающего излучения. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Погрукнои спєктрофлуоримєтр выполнен в виде герметичного корпуса 1, в котором смонтированы основные функциональные узлы. Узел 2 канала ясточчика возбуждающего излучения содер10 жит концевой рефлектор 3 / источник 4 излучения (например( кварцевую галогенную лампу), кварцевые пластинки 5 и 6, объектив 7, светофильтр 8, защитный иллюминатор 9 с отражающим слоем 10, отражатель 11. Узел ка- 15 нала приемника флуоресценции содержит концевой отражатель 12, выполненный в виде зеркальной триппель-призмы, защитный иллюминатор 13, приемный объектив 14, плоское зеркало 15,турель со светофильтрами 16, диафрагму 20 17, зеркальный обтюратор 18 и фотоприемник 19 (например, ФЭУ). Опорный канал сравнения содержит нейтральный светофичьтр 20 и линзу 21. Канал измерения прозрачности среды содержит 25 диафрагму 22, линзу 23, подвижное зеркало 24 и световую ловушку 25. Кроме того, внутри корпуса установлен датчик 26 глубины погружения и электронный блок 27. На пересечении пуч- 30 ка возбусдающего излучения 28 и поля зрения фотоприемника 29 расположен исследуемый объем 30. Устройство работает следующим 35 образом. Световой поток от источника 4 возбуждающего излучения и поток,отраженный рефлектором 3,коллимируются объективом 7 в сходящийся пучок, который проходит через светофильтр 8, 40 выделяющий спектральный интервал в полосе поглощения исследуемой среды. Объектив 7 переносит изображение источника в центр плоского защитного иллюминатора 9, внешняя сторона которого покрыта светоотражающим слоем 10, за исключением центральной части, равной по размерам изображению источника. Далее возбуждающее излучение 28 четырежды пересекает ис50 следуемый объем 30, отражаясь от зеркальных поверхностей 10 иллюминатора 9 и отражателя 11; установленного на фокусном расстоянии от иллюминатора , и возвращается внутрь узла 2 источника по тому же оптическому 55 пути. Изл/чение флуоресценции., вызванное возбуждающим излучением 28 в исследуемом объеме 30, распространяется под углом 90° в противоположных направ60 лениях. Часть его непосредственно попадает на защитный иллюминатор 13, а другая часть попадает в него после отражения от зеркальной триппельпризмы 12. Объектив 14 и плоское 65 кало 15 направляют обе ч"асти излучения флуоресценции через сменный светофильтр 16 в приемную диафрагму 17 и далее через обтюратоо 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 пластинкой 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 нестабильностеи 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 фототока 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. Формула изобретения Погружной спектрофлуориметр,содержащий герметичный корпус с защитными иллюминаторами, в котором размещены канал источника возбуждающего излучения с отрахателем и фотоприемником, канал приема излучения флуоресценции, расположенный под углом 90° к нему, опорный канал, расположенный параплельно каналу источии 842511 ка и содержащий по ходу луча светофильтры, зеркальный обтюратор и внеиние светоотражатели, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен каналом измерения прозрачности среды, включающим защитный иллюминатор, частично покрытый светоотражающим слоем, и отраматель,установленный на фокусном расстоянии от защитного иллюминатора и располо Редактор Т. Мермелштайн Заказ 5056/45 женный после канала источника возбуждающего излучения. Источники информации/ принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ № 2205323, кл. G 01 N 21/52, опублик. 1976. 2. Каралис В.Н. и др. Аппаратура для флуоресцентного анализа. М., Изд-во Госкомитета стандартов, 1970, с. 99. Составитель А. Смирнов Техред А.Ач Корректор М. Пожо Тираж 907 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, П-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ухгород, ул. проектная,4