Пристрій імпульсного збудження люмінесценції монохроматичним світлом в ультрафіолетовій області спектра

Реферат: Пристрій імпульсного збудження люмінесценції монохроматичним світлом в ультрафіолетовій області спектра містить імпульсне джерело збудження люмінесценції, що складається з джерела світла і сполученого з ним імпульсного генератора струму. Як імпульсне джерело світла використовують УФ-світлодіод, що безпосередньо примикає до кювети з досліджуваним зразком. UA 91261 U (54) ПРИСТРІЙ ІМПУЛЬСНОГО ЗБУДЖЕННЯ ЛЮМІНЕСЦЕНЦІЇ МОНОХРОМАТИЧНИМ СВІТЛОМ В УЛЬТРАФІОЛЕТОВІЙ ОБЛАСТІ СПЕКТРА UA 91261 U UA 91261 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до вимірювальної техніки і може бути використана для вимірювання часу життя люмінесценції в речовинах, що досліджуються. Відомо, що як джерела світла в люмінесцентних спектрометрах використовуються газорозрядні лампи (ртутні, ксенонові) або лазери. Для роботи цих джерел світла необхідні: - досить складні і габаритні блоки живлення; - оптичні системи для концентрації випромінювання на об'єкті; - значне споживання електроенергії. Відомий флуориметр FL3-22 фірми HORIBA JOBIN YVON, обладнаний приставкою FL-1040 Phosphorimeter for Dual-Lamp Housing (див. http://www.jobinyvon.com). Флуориметр використовується для вимірювання інтенсивності люмінесценції і часу її життя. У відомому пристрої збудження люмінесценції здійснюється імпульсною ксеноновою лампою потужністю 550 Вт, яка має велику вартість, обмежений ресурс дії та вимагає примусового охолоджування. В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою імпульсного збудження люмінесценції монохроматичним світлом в ультрафіолетовій області спектру, де як джерело збудження люмінесценції використовується УФ-світлодіод потужністю 1 Вт. Поставлена задача вирішена шляхом використання пристрою імпульсного збудження люмінесценції монохроматичним світлом в ультрафіолетовій області спектру, що містить імпульсне джерело збудження люмінесценції, яке складається з джерела світла і сполученого з ним імпульсного генератора струму, в якому, згідно з корисною моделлю, як імпульсне джерело світла використовують УФ-світлодіод, який безпосередньо примикає до кювети з досліджуваним зразком. Новим у корисній моделі, що заявляється, є те, що як імпульсне джерело світла використовують УФ-світлодіод, який безпосередньо примикає до кювети з досліджуваним зразком. Пристрій, що заявляється, використовують для виміру часу життя люмінесценції. У пристрої, що заявляється, запропоноване використання УФ-світлодіода потужністю 1 Вт, який примикає до кювети з об'єктом дослідження, що забезпечує можливість максимального використання світлового потоку випромінювача. На фіг. 1 схематично показаний пристрій для виміру часу життя люмінесценції, де 1 кювета, 2 - УФ-світлодіод, 3 - генератор імпульсів струму. Генератор імпульсів струму 3 виробляє короткі імпульси струму, які живлять УФ-світлодіод. Як джерело світла вибраний потужний УФ-світлодіод 1173-01-1 з довжиною хвилі випромінювання 370 нм. Світловий потік від джерела світла проходить через розчин речовини, що знаходиться в кюветі 1. На фіг. 2 показана блок-схема генератора імпульсів струму 3, що складається з блока живлення 4, генератора імпульсів 5 і підсилювача потужності 6. Як блок живлення 4 використаний мережевий адаптер для зарядки акумулятора стільникового телефона Sony Ericsson. До виходів блока живлення 4 приєднана ємкість С1 (450 мкф), яка згладжує пульсації в живлячій напрузі. Генератор імпульсів 5 зібраний на мікросхемі TLS555. Частота генератора f=50 гц., тривалість негативного імпульсу Т=530 мкс. Імпульси з генератора 3 поступають на підсилювач потужності 6, зібраній на транзисторах VT1 (IRLML2602) і VT (IRLML2502). До виходу підсилювача потужності 6 через резистори R3, R4 і R5 приєднується УФ-світлодіод 2 (D1 1173-01-1). Конструктивно генератор імпульсів 5 і підсилювач потужності 6 розміщені в корпусі адаптера. Принципову електричну схему імпульсного генератора струму наведено на фіг. 3. Заявлений пристрій був використаний для виміру часу життя люмінесценції сполук лантанидів європію і тербію. УФ-світлодіод 2 закріплюють до кюветотримача, в якому розміщувалась кварцова кювета 1 (1=1 см) з розчином сполуки. Збуджуване імпульсним світлом світлодіода люмінесцентне світіння досліджуваної сполуки потрапляло на вхід спектрометра СДЛ-1 (ЛОМО, Санкт-Петербург), потім електричний сигнал з фотопомножувача подавався на осцилограф. Розраховані значення часів життя люмінесценції добре узгоджуються із значеннями, які були знайдені для цих же сполук з використанням флуориметра Fluorolog FL322 (Jobin Yvon, Франція), та з відомими для них літературними даними: * див. Stein G., Wurzberg E. Energy gap law in the solvent isotope effect on radiationless transitions of rare earth ions // J. Chem. Phys. - 1975. - № 1. - P. 208-213; 1 UA 91261 U 5 ** див. Казанская Н.А., Свешникова Е.Б. Исследование дезактивации энергии электронного возбуждения ионов редких земель на колебаниях растворителя, локализованных в различных координационных сферах. Журн. Оптика и спектр. - 1970. - Т. 28, № 4. - С. 699-704; *** див. Полуэктов Н.С., Кононенко Л.И., Бельтюкова С.В. Спектрофотометрические методы определения индивидуальных РЗЭ. - К.: Наукова Думка, 1968. - 170 с.). Значення часу життя люмінесценції сполук європію і тербію, що були отримані з використанням пристрою, що заявляється, та приведені в літературі наведені у таблиці (див. таблицю, де ФАК - фенілантранілова кислота; ТТА - теноілтрифторацетон). Таблиця Сполука Тb(СlO4)3 Тb(ФАК)3 Еu(ТТА)3 СДЛ-1 + пристрій 455 1220 375 Час життя люмінесценції, мкс Fluorolog FL3-22 488 1223 378 Літер. дані 475-485*, ** 371*** 10 15 20 Переваги запропонованого пристрою імпульсного збудження люмінесценції монохроматичним світлом в ультрафіолетовій області спектра для виміру часу життя люмінесценції τ: - можливість використання в спектрофлуориметрах, в конструкції яких не передбачений вимір часу життя люмінесценції; - значне зниження споживання електроенергії; - відсутність необхідності вживання оптичних систем концентрації випромінювання на досліджуваному об'єкті; - малі габарити пристрою. Наведені суттєві ознаки дозволяють отримати наступний технічний результат - вимірювати час життя люмінесценції з використанням простого та дешевого у виготовленні пристрою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Пристрій імпульсного збудження люмінесценції монохроматичним світлом в ультрафіолетовій області спектра, що містить імпульсне джерело збудження люмінесценції, що складається з джерела світла і сполученого з ним імпульсного генератора струму, який відрізняється тим, що як імпульсне джерело світла використовують УФ-світлодіод, що безпосередньо примикає до кювети з досліджуваним зразком. 2 UA 91261 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3