Багатокомбінаційний спектрофотометр

1. Багатокомбінаційний спектрофотометр, що містить корпус з освітлювальним, оптичним, кюветним, фотоприймальним і індикаторним відділеннями, який відрізняється тим, що корпус виконаний циліндричним з подвійною кришкою, зовнішньою півконусною нагвинчуваною кришкою з ручкою для перенесення приладу і внутрішньою роз'ємною конусною кришкою, і концентрично розташованими циліндричними перегородками малого, середнього і великого діаметра, що відокремлюють відповідно освітлювальне, оптичне, кюветне і фотоприймальне відділення, які прикриті подвійними, верхніми роз'ємними ступінчастими і нижніми підпружиненими плоскими кришками, при цьому фотоприймальний і індикаторний блоки відокремлені аналогічними, верхньою і нижньою, кришками і всі нижні кришки виконані поворотними за допомогою концентрично розташованих вертикальних порожнистих валів, обладнаних на вільних торцях маховиками із стрілками, орієнтованими на кругові шкали ділення, які ступінчасто розміщені на внутрішній кришці корпуса, причому у нижні поворотні кришки рівномірно по колу вмонтований відповідно набір різних джерел випромінювання, об'єктивів, кювет, фотоприймачів, а у верхні кришки - відповідно набір різних конденсо U 2 UA 1 3 39091 Недоліки аналогів - малий діапазон довжин хвиль при складності юстирування і низької перешкодостійкості вимірювань. Прототип корисної моделі - колориметр фотоелектричний концентраційний моделі КФК-3 з освітлювальним, частково варійованим оптичним, кюветним, фотоприймальним і індикаторним пристроями [Україна, паспорт приладу, 1992р.] Недоліки прототипу - звужені функціональні можливості. У основу корисної моделі поставлена задача підвищення продуктивності при розширенні функціональних можливостей в умовах дії термофактора і віброперешкод. Рішення технічної задачі виконано шляхом того, що багатокомбінаційний спектрометр містить корпус з освітлювальним, оптичним, кюветним, фотоприймальним і індикаторним відділеннями. Корпус виконаний циліндричним з подвійною кришкою, зовнішньою півконусною нагвинчуваною кришкою з ручкою для перенесення приладу і внутрішньою роз'ємною конусною кришкою, і концентрично розташованими циліндричними перегородками малого, середнього і великого діаметру, що відокремлюють відповідно освітлювальне, оптичне, кюветноє і фотоприймальне відділення, які прикриті подвійними, верхніми роз'ємними ступінчастими і нижніми підпружиненими плоскими, кришками і всі нижні кришки виконані поворотними за допомогою концентричне розташованих вертикальних порожнистих валів, обладнаних на вільних торцях маховиками із стрілками, орієнтованими на кругові шкали ділення, які ступінчасто розміщені на внутрішній кришці корпуса. У нижні поворотні кришки рівномірно по колу вмонтований відповідно набір різних джерел випромінювання, об'єктивів, кювет, фотоприймачів, а у верхні кришки - відповідно набір різних конденсорів з діафрагмами, світлофільтрів і монохроматорів, захисних світлорозсіювальних стекол, опорів навантаження. Фіксація з можливістю від'юстировки положення кожного елемента набору виконана за допомогою пазів і виступів як на порожнистій втулці-держаку з магнітного матеріалу, так і на кільцевому постійному магніті, закріпленим у вирізі кришки за допомогою матеріалу, що володіє пам'яттю форми при варіаціях нахилів магніту в горизонтальній площині. На зворотному боку внутрішньої кришки корпуса у вирізах-вікнах закріплені засоби відображення інформації, які включають дисплей з можливістю повідомлення, зокрема, про помилки при порушеннях у виконані аналізу або в приладі, а також самописець. На бічній поверхні корпуса виконані круглі вирізи для переміщення і установки кювет, які закриті знімними кришками з вбудованими таймерами з можливістю засікання, зокрема, часу фарбування проби. У вільному об'ємі освітлювального, оптичного, кюветного, фотоприймального і індикаторного відділень розміщені, зокрема, відповідно блоки живлення із стабілізаторами напруги, комплекти запасних джерел випромінювання, конденсорів з діафрагмами, об'єктивів і світлофільтрів, монохроматорів, кювет і фотоприймачів, операційних підсилювачів з комутуючими елементами, а також мікропроцесор для керування приладом і програмування досліджень, і 4 всі відділення забезпечені додатковими знімними кришками, а висота Н корпусу і його діаметр D співвідносяться як 1:1. Загальна ознака прототипу і корисної моделі наявність варійованості оптичного відділення приладу. На Фіг. показаний вертикальний перетин пристрою, що заявляється, де: 1 - корпус; 2 - подвійна кришка (2а - зовнішня півконусна кришка); 3 - внутрішня конусна кришка; 4, 5, 6 - циліндрові перегородки відповідно малого, середнього і великого діаметру; 7, 8, 9, 13 - вер хні роз'ємні ступінчасті кришки; 10, 11, 12, 14 - нижні підпружинені кришки; 15, 16, 17, 18 - вертикальні вали; 19 - джерела випромінювання; 20 - об'єктиви; 21 - кювети; 22 - фотоприймачі; 23 - конденсори з діафрагмами; 24 - світлофільтри і монохроматори; 25 - захисні світлорозсіювальні стекла; 26 - опори навантаження; 27 - дисплей; 28 - самописець; 29 - знімні кришки; 30 - вбудовані таймери, 31 - блоки живлення; 32 - стабілізатори напруги; 33 - запасні джерела випромінювання; 34 - запасні конденсори з діафрагмами; 35- запасні об'єктиви; 36 - запасні світлофільтри; 37 - запасні монохроматори; 38 - запасні кювети; 39 - запасні фотоприймачі; 40 - операційні підсилювачі з комутуючими елементами; 41 - мікропроцесор; 42, 43, 44, 45, 46 - додаткові знімні кришки; І, II, III, IV, V - відповідно освітлювальне, оптичне, кюветноє, фотоприймальне і індикаторне відділення. Багатокомбінаційний спектрофотометр виконаний таким чином. Він містить корпус 1 з освітлювальним І, оптичним II, кюветним III, фотоприймальним IV і індикаторним V відділеннями. Корпус 1 виконаний циліндричним з подвійною кришкою 2, зовнішньою півконусною нагвинчуваною кришкою 2а з ручкою для перенесення приладу і внутрішньою роз'ємною конусною кришкою 3, і концентрично розташованими циліндричними перегородками малого 4, середнього 5 і великого 6 діаметру, що відокремлюють відповідно освітлювальне І, оптичне II, кюветне III і фотоприймальне IV відділення, які прикриті подвійними, верхніми роз'ємними ступінчастими 7,8,9 і нижніми підпружиненими плоскими 10, 11, 12, кришками. Фотоприймальний IV і індикаторний V блоки відокремлені аналогічними, верхньою 13 і нижньою 14, кришками і всі нижні кришки 10, 11, 12, 14 виконані поворотними за допомогою концентрично розташованих вертикальних порожнистих валів 15, 16, 17, 18, обладнаних на вільних торцях маховиками 5 39091 із стрілками, орієнтованими на кругові шкали ділення, які ступінчасте розміщені на внутрішній кришці 3 корпуса 1. У нижні поворотні кришки 10, 11, 12, 14 рівномірно по колу вмонтований відповідно набір різних джерел випромінювання 19, об'єктивів 20, кювет 21, фотоприймачів 22, а у верхні кришки 7, 8, 9, 13 - відповідно набір різних конденсорів з діафрагмами 23, світлофільтрів і монохроматорів 24, захисних світлорозсіювальних стекол 25, опорів навантаження 26. Фіксація з можливістю від'юстировки положення кожного елемента набору виконана за допомогою пазів і виступів як на порожнистій втулці-держаку з магнітного матеріалу, так і на кільцевому постійному магніті, закріпленим у вирізі кришки за допомогою матеріалу, що володіє пам'яттю форми при варіаціях нахилів магніту в горизонтальній площині. На зворотному боку внутрішньої кришки 3 корпуса 1 у вирізахвікнах закріплені засоби відображення інформації, які включають дисплей 27 з можливістю повідомлення, зокрема, про помилки при порушеннях у виконані аналізу або в приладі, а також самописець 28. На бічній поверхні корпуса 1 виконані круглі вирізи для переміщення і установки кювет 24, які закриті знімними кришками 29 з вбудованими таймерами 30 з можливістю засікання, зокрема, часу фарбування проби. У вільному об'ємі освітлювального 1, оптичного II, кюветного III, фо топриймального IV і індикаторного V відділень розміщені, зокрема, відповідно блоки живлення 31 із стабілізаторами напруги 32, комплекти запасних джерел випромінювання 33, конденсорів з діафрагмами 34, об'єктивів 35 і світлофільтрів 36, монохроматорів 37, кювет 38 і фотоприймачів 39, операційних підсилювачів з комутуючими елементами 40, а також мікропроцесор 41 для керування приладом і програмування досліджень, і всі відділення І, II, ІІІ, IV, V забезпечені додатковими знімними кришками 42, 43, 44, 45, 46, а висота Н корпусу 1 і його діаметр D співвідносяться як 1:1. Спектрофотометр, контрольований мікропроцесором 41, працює таким чином. Після вибору відповідної проби з набору кювет 21 комбінується поворотом кришок 10, 11, 12, 14 система "джерело випромінювання 19 - конденсор з діафрагмою 23 об'єктив 20 - світлофільтр (монохроматор) 24 фотоприймач 22 - опір навантаження 26". Юстирування положення елементів виконується як зрушенням підпружинених кришок 10, 11, 12, 14 у вертикальній площині, так і поздовжнім зрушенням втулок-держаків елементів в пазах постійних магнітів, а їх нахил в горизонтальній площині здійснюється через кріплення з матеріалу з пам'яттю форми. Вбудований таймер 30 допомагає спостерігати час взаємодії,передбачений в процедурі дослідження проби, зокрема, дотримувати максимальну межу часу, після якого колір проби може ослаблятись. Велика кількість проб може бути швидко зміряно після установки кювет 21 по колу кришки 12 і попереднього калібрування нуля за допомогою 6 холостої проби. При цьому на екрані дисплея 27 відображаються процедури всіх калібрувальних стандартів, а режими досліджень вибираються рухом стрілки через меню. За допомогою самописця 28 фіксуються результати тестів в % перенесення, одиницях поглинання або концентрації. Оскільки кожне відділення має верхнє значення поглинання, то якщо результати тесту перевищують цю межу, за допомогою комбінацій елементів встановлюється відповідна вимірювальна лінія, наприклад, вибір відповідного монохроматора (світлофільтру) 24 або джерела випромінювання 19 або фотоприймача 22. У іншому випадку, коли вимірювана концентрація має дуже високе поглинання, підбирається поворотом кришки 12 кювета 21 з більш розбавленою пробою. Якщо проблема полягає, зокрема, в низькій напрузі лампи, то проводиться перемикання джерела випромінювання 19 на блок живлення 31 з більш високим зарядом батарей. Багатокомбінаційність приладу особливо зручна як при вимірюванні дуже низьких концентрацій, так і у разі однакових оптичних характеристик, враховуючи можливість широкої варіації порівнянь вимірювання різних проб, коли виключається будь-яка помилка через мінімальну оптичну відмінність між пробами. Для зручності користувача приладом список програм і команд, що виробляються мікропроцесором 41, представлений на зворотному боку зовнішньої кришки 2 корпуса 1, а вікно дисплея 27 розділене три функціональні зони: текстове повідомлення, цифрове повідомлення, довжина хвилі. Корисну модель реалізують тим, що як матеріал корпусу 1, всі х кришок і перегородок використовують, наприклад, композит з ароматичного поліаміду Kevlar, маса виробів з якого майже на 50 % менше, ніж маса виробів з алюмінію А1, при цьому корпус 1, всі кришки і перегородки виконані у вигляді подвійних стінок, простір між якими заповнений м'якою поліетиленовою піною, що істотно підвищує стійкість і надійність приладу в умовах дії термофактора і віброперешкод; як монохроматорів 24 - асферичну оптику; як фотоприймачі 22 - силіконові фото діоди. Показники техніко-економічної ефективності корисної моделі: - можливість швидкого підбору таких поєднань елементів на вимірювальній лінії приладу, при яких погрішність у визначенні концентрацій буде найменшою; - підвищення точності вимірювань із забезпеченням режиму роботи поблизу оптимального значення оптичної щільності 0,4 за рахунок прискореного вибору відповідних кювет, а також монохроматорів (світлофільтрів) або інших елементів на вимірювальній лінії приладу; - простота юстирування елементів на вимірювальній лінії приладу; - висока продуктивність і розширені функціональні можливості. 7 Комп’ютерна в ерстка О. Рябко 39091 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601