Одноканальный фотометр

 

 

Рис. 18.

 

 

Здесь отсутствуют какие-либо оптические элементы. Луч света от светодиода (2) направляется через диафрагму (3) в кювету (1), заполненную анализируемой средой. Часть излучения поглощается в соответствии с законами, рассмотренными ниже. * (сообщения Игоря)

Вышедшее излучение, через диафрагму (4) и фильтр (5) направляет в фотодиод (6) сигнал, который усиливается фотоэлектрическим усилителем, а показания превращаются в цифровую форму с помощью АЦП (8), ДШ(9) и цифрового отчетного устройства (10). Такие приборы являются переносными портативными устройствами и применяются для измерения концентрации гемоглобина, измерения общей концентрации в моче и других средах.

В первом случае проба крови, объемом не менее 1 мл, заливается кювету. Здесь используется один из 2-х методов анализа:

1. Непосредственного измерительного поглощения излучения крови. При этом используется светодиод зеленого свечения и фильтры с длиной волны (523мм). Такое измерение возможно, т.к. на названной длине волны гемоглобин и оксигемоглобин имеют при этом одинаковое поглощение. Измерение осуществляется несколько секунд. Погрешность 2-3%.

2. Гемоглобинно-цианидный. Перед анализом кровь смешивают со специальным реагентом, который преобразует все виды гемоглобина в вещество гемоглобинцианид. Для проведения реакции необходимо 12-15 минут. После этого, измерение осуществляется на длине волны (540мм). Погрешность измерения 1.5%.

Как в 1-ом так и во 2-ом случае осуществляется фотометрическое измерение для определения общего белка в крови. Прибор работает как турбидиметр (диод оранжевого цвета).

 

 

11. Теория работы оптических анализаторов.
Анализ гомогенных сред

 

Гомогенными средами называются те среды, которые не содержат неоднородности.

 

	(9)
;	(10)
	(11)
	(12)

 

Если гомогенную анализируемую среду просвечивать лучом, исходящем из источника излучения (ИИ) с интенсивностью I_oλ, то на выходе из слоя в толщину Δ, интенсивность излучения будет меньше I_λ. Таким образом, анализируемая среда частично поглощает излучение, но оставшееся излучение поступает в приемник (ПИ). Такое явление называется абсорбцией. Абсорбционные анализаторы основаны на явлении поглощения электромагнитного излучения, которое описывается законом Бугера-Ламберта-Бера.

k-показатель поглощения,

I_oλ-интенсивность пучка входящего/выходящего в/из источник(а) излучения.

ξ_oλ- постоянный коэффициент для данной длины волны (в некоторых источниках - большая буква Х).

С-концентрация определенного компонента.

из (9) следует формула (10); и вытекают 2 важные величины, описываемые уравнениями (11) и (12).

D - оптическая плотность (экстинкция)

П - пропускание, прозрачность.

Для ввода возможности использования оптического абсорбционного принципа измерения, для определения концентрации какого-либо компонента в анализируемой среде, необходимо сначала изучить спектры разложения или пропускания для данных компонентов, составляющих среду.

 

Рис. 19.

 

На рисунке 19 - схема пропускания для 2-х компонентной среды. Видно, что для волн L1 и L2 имеет место селективное поглощение компонентами 1 и 2. На другой длине волны спектры перекрываются, следовательно, селективное определение невозможно.

Анализаторы, основанные на поглощении электромагнитного излучения гомогенных сред, называются спектрометры (фотоколориметрами, спектрофотометрами).

 

Рис. 20.

 

Рис. 21.

 

12. Теория работы оптических анализаторов.
Анализ гетерогенных сред

 

 

Гетерогенные среды - это неоднородные среды.

 

;	(13)
;	(14)

 

 

При прохождении электромагнитного слоя излучения гетерогенной средой имеют место след явления: прохождение, огибание и, в случае если длина излучения меньше диаметра частицы - дифракция. При просвечивании гетерогенной средой возникают 2 потока излучения:

1. выходит из среды в направлении, совпадающим с направлением луча, создаваемого ИИ (формула 13)

2. может быть измерено под углом 90' в направлении луча от источника

появление этого потока связано с ранее названными явлениями (формула 14).

Кр - показатель рассеивания, определяется экспериментальным путем.

а - постоянный коэффициент, который является функцией, влияющей на показатель рассеивания.

 

Анализаторы, которые используются при работе с выходящими из гетерогенной среды называют турбидиметры. Анализаторы, которые используются в работе с рассеянным излучением - нефелометры.