專(zhuān)利名稱(chēng):可直讀濃度的雙波長(zhǎng)光度計(jì)的制作方法
本實(shí)用新型屬于化學(xué)分析中用分光度法測(cè)溶液濃度的測(cè)量裝置具體地說(shuō)，是涉及到一種可直讀溶液濃度的雙波長(zhǎng)光度計(jì)。
眾所周知，分光光度定量分析法都是以比耳定律(有時(shí)也稱(chēng)為比耳——朗伯定律)作為測(cè)試的理論依據(jù)，即A＝acl＝－lgT＝lg 1/7式中，A為吸光度，a為比例常數(shù)(它是與射的單色光及物質(zhì)吸收性質(zhì)有關(guān)的量，C為吸收溶液的濃度，l為測(cè)量光束在溶液中所經(jīng)過(guò)的距離，T為透時(shí)率且T＝ (I)/(I) ，Io為儀器中測(cè)量光束的初始光強(qiáng)，I為光接收器的實(shí)測(cè)光強(qiáng)。
從上式可知，透射率T與吸光度A成對(duì)數(shù)比例關(guān)系，為了能從透射率T求得濃度a，一般的做法是先根據(jù)式A＝lg 1/(T) 中A與T之間的對(duì)數(shù)關(guān)系設(shè)計(jì)出一種對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換電路，直接測(cè)出吸光度A，然后再根據(jù)式A＝acl中A與C之間的線(xiàn)性關(guān)系求出濃度C。
但是，在實(shí)際上，濃度C與吸光度A只是在特征光譜吸收帶中及溶液濃度適當(dāng)?shù)臈l件下，兩者才能構(gòu)成線(xiàn)性正比關(guān)系。否則測(cè)量結(jié)果就會(huì)偏離比耳定律。這樣，僅僅依靠?jī)x器中的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換電路就不能直接顯示出濃度C的數(shù)值。在已往的測(cè)量中，一般都是預(yù)先配制一系列(一般不少于五個(gè))已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，先分別測(cè)出其吸光度值，並繪制出吸光度——濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，以供在測(cè)未知濃度的試樣溶液時(shí)，用所測(cè)得的吸光度值從標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)中查出相應(yīng)的濃度值。這種儀器最大的缺點(diǎn)就是不能從儀器上直讀出試樣溶液的濃度值；而且操作繁瑣，易造成一系列的累積誤差，影響測(cè)量精度。
目前，已出現(xiàn)了一種配有函數(shù)線(xiàn)性校正電路的比色計(jì)或分光光度計(jì)，這種電路可將試樣溶液高濃度區(qū)域的吸光度偏離值校正到與濃度或線(xiàn)性正比關(guān)系，從而可在儀器上用數(shù)字直接顯示出試樣溶液的正確的濃度值。但是這類(lèi)儀器所采用的電子線(xiàn)路往往比較復(fù)雜，價(jià)格也較高。
另一方面，目前的各類(lèi)比色計(jì)或分光光度計(jì)，無(wú)論是單光束或雙光束的儀器，也無(wú)論它們是否可直讀濃度，為了防止外界環(huán)境光對(duì)測(cè)量光束的干擾，一般都要將試樣溶液放到儀器暗盒中進(jìn)行測(cè)量。其中有些儀器采用手工操作，需先將試樣溶液倒入用玻璃特制的比色池中，然后再放入暗盒中進(jìn)行測(cè)量，這類(lèi)儀器操作繁瑣，不能保證比色池體的窗口每次的清潔度都一致，更難于保證各個(gè)比色池體的窗口的光學(xué)性能的一致，且試樣溶液易濺入到暗盒中腐蝕儀器，影響儀器的精度和壽命。其中另一類(lèi)儀器雖然采用了可自動(dòng)進(jìn)樣的流動(dòng)比色池，但當(dāng)試樣溶液是盛于化驗(yàn)試管中且批量很大時(shí)(如醫(yī)院中對(duì)人體血液的化驗(yàn))，仍然存在一個(gè)操作不便的問(wèn)題。
同時(shí)，對(duì)于單光束或雙光束的儀器來(lái)說(shuō)，在測(cè)量過(guò)程中除試樣溶液外，還應(yīng)有作為基準(zhǔn)的參考溶液及用于儀器校零和濃度定標(biāo)的空白溶液，這不僅增加了操作步驟，同時(shí)由于空白溶液存在時(shí)效變值，需經(jīng)常更換，也給操作帶來(lái)很大的不便。目前有一種按B·Chancc提出的雙波長(zhǎng)分光光度法設(shè)計(jì)的雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)，由于全是測(cè)定一個(gè)試樣溶液在兩個(gè)毗鄰波長(zhǎng)下吸光度的差值，這樣可將背景吸收扣除，也就不需要作為基準(zhǔn)的參考溶液。這種儀器可以自動(dòng)扣除散射光的影響，取得可靠的測(cè)量結(jié)果。但是這種儀器的試樣溶液必須放在暗盒中，每次測(cè)量前仍需用空白溶液校零，且需要有復(fù)雜的波長(zhǎng)切換裝置和校正吸光度與濃度成線(xiàn)性關(guān)系的電子線(xiàn)路，操作復(fù)雜，成本高。
本實(shí)用新型的目的是提供一種機(jī)械結(jié)構(gòu)和電子線(xiàn)路均大為簡(jiǎn)化了的，不需使用暗盒和專(zhuān)用比色池的，操作方便的，可直讀試樣溶液濃度的雙波長(zhǎng)光度計(jì)。
本實(shí)用新型目的是通過(guò)下述構(gòu)思和方式實(shí)現(xiàn)的，即在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有雙波長(zhǎng)光度計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)其機(jī)械結(jié)構(gòu)和電子線(xiàn)路作了以下幾個(gè)方面的改進(jìn)1.光源，本實(shí)用新型的光源采用強(qiáng)光源，並在強(qiáng)光源與試樣溶液之間安放了一個(gè)聚焦透鏡，並使從強(qiáng)光源發(fā)出的測(cè)量光束聚焦在試樣溶液中，從而使測(cè)量溶液處于遠(yuǎn)比環(huán)境光照強(qiáng)得多的光照之下，這樣就可以將環(huán)境光的干擾忽略不計(jì)，省去了暗室操作，為連續(xù)快速測(cè)試試樣溶液提供了條件。
2.比色池，本實(shí)用新型用盛放試樣溶液的化驗(yàn)試管本身代替了比色池，即設(shè)計(jì)了一種試管座，可將試管插入試管座中，試管座的兩側(cè)開(kāi)有進(jìn)光孔和出光孔，使測(cè)量光束經(jīng)過(guò)試管中的試樣溶液。這種試管座可以十分方便地更換試管，同時(shí)可以進(jìn)一步減少環(huán)境光的影響。
3.光積分器。當(dāng)化驗(yàn)試管為園形時(shí)，本實(shí)用新型在試器座后安置了一個(gè)光積分器，測(cè)量光束經(jīng)過(guò)光積分器后可以消除因?yàn)閳@形試管壁所帶來(lái)的誤差。
這是因?yàn)?，圓形試管的玻璃成份和應(yīng)力不均勻及管壁上的點(diǎn)狀、條狀條紋等造成了經(jīng)過(guò)圓形試管的測(cè)量光束產(chǎn)生明暗陰影，這種明暗陰影透射到光電接收器上，將造成電訊號(hào)的升降；為轉(zhuǎn)動(dòng)圓形試管，將造成電訊號(hào)大幅度的變化，從而嚴(yán)重影響儀器的測(cè)量精度。但是由于陰影是明暗相間的，測(cè)量光束強(qiáng)度的變化是局部的，而測(cè)量光束的總能量不變。所以通過(guò)一個(gè)光積分器可以消除上述局部變化，保證測(cè)量精度。
4.濾光片和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置。為了消除試樣溶液中混濁度所造成的誤差，在光積分器后安裝一個(gè)用電磁自動(dòng)轉(zhuǎn)換二個(gè)濾光片的裝置。波長(zhǎng)的選擇原則與B·Chance在雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)中的選擇原則不同，本實(shí)用新型是選一個(gè)與試樣溶液最大透時(shí)率相同的波長(zhǎng)作為本底波長(zhǎng)，再選一個(gè)與試樣溶液最大吸光度相同的波長(zhǎng)作為比色波長(zhǎng)，測(cè)量時(shí)先用本底波長(zhǎng)的濾光片測(cè)出試樣溶液(相當(dāng)于空白溶液)的吸光度，再用比色波長(zhǎng)的濾光片測(cè)出試樣溶液的吸光度，二者的差值即為試樣溶液已消除混濁誤差的吸光度值，再經(jīng)過(guò)吸光度與濃度的函數(shù)線(xiàn)性校正電路校正后，即可直接顯示試樣溶液的濃度值。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，兩波長(zhǎng)在毗鄰的條件下一般為1～2毫微米，可消除99％以上的散射光，而波長(zhǎng)差在幾十～幾百毫微米時(shí)，雖然性能差些但也可以消除90％的散射光，故已能滿(mǎn)足測(cè)量精度的要求，又可以不用空白溶液，而只要用試樣溶液就可以直接校正吸光度零位。
5.吸光度與濃度的函數(shù)線(xiàn)性校正電路，為了能從儀器上直接讀出濃度值，可在對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換電路后配置一個(gè)函數(shù)線(xiàn)性校正電路。但是一般儀器所采用的這類(lèi)線(xiàn)路都較為復(fù)雜。本實(shí)用新型是在對(duì)原對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換電路的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)使其同時(shí)具備對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換和函數(shù)線(xiàn)性校正兩種功能。這是因?yàn)檫@兩個(gè)電路都是利用非線(xiàn)性元件PN結(jié)的伏安特性設(shè)計(jì)的，在對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換電路中，輸入端的電位與輸出端的電位呈對(duì)數(shù)關(guān)系，集成放大器的輸入失調(diào)電壓和輸入電流將引起較大的非對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換誤差，故通過(guò)電位器來(lái)校準(zhǔn)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換誤差。如果將其中控制校準(zhǔn)精度的二個(gè)電阻加以調(diào)整，就可以使該對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換器在較大數(shù)值時(shí)偏離正確的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換值，其偏離的數(shù)值正好與試樣溶液在高濃度區(qū)域中吸光度的偏低的數(shù)值相抵，這就修正了試樣溶液在高濃度區(qū)域偏離比耳定律的非線(xiàn)性誤差，從而使其同時(shí)，起到了函數(shù)線(xiàn)性數(shù)正的功能。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是能在不使用暗盒的開(kāi)敞條件下，用普通化驗(yàn)試管代替比色池並只要將試管直接插入儀器中的試管座即可在儀器上直讀出試樣溶液的濃度值，操作十分方便。而所采用的將對(duì)轉(zhuǎn)換和函數(shù)線(xiàn)性校正合一的電路又十分簡(jiǎn)單有效，所采用的電磁轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)裝置也具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便的優(yōu)點(diǎn)，由于可用本底波長(zhǎng)濾光片直接對(duì)試樣校準(zhǔn)吸光度的零位值，從而省去了 試樣溶液每次使用前要用空白溶液校零位的操作。本實(shí)用新型通過(guò)一些簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電子線(xiàn)路，就達(dá)到了國(guó)內(nèi)外同類(lèi)儀器的測(cè)量精度，但又簡(jiǎn)化了操作步驟和降低了生產(chǎn)成本，這對(duì)于生產(chǎn)單位和使用單位來(lái)說(shuō)，都將是很有實(shí)際價(jià)值的。
下面將給出作為本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例的醫(yī)用血色素測(cè)量?jī)x並結(jié)合附圖進(jìn)一步描述其細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)。
附圖的圖面說(shuō)明1.該血色素測(cè)量?jī)x的光路和電路示意圖；2.該血色素測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖；3.該血色素測(cè)量?jī)x中使用的光積分器示意圖；4.該血色素測(cè)量?jī)x中使用的電磁轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)裝置的電路圖；5.該血色素測(cè)量?jī)x中使用的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換和函數(shù)線(xiàn)性校正電路圖。
目前國(guó)內(nèi)醫(yī)院對(duì)血色素化驗(yàn)方法大多采用單波長(zhǎng)比色計(jì)或分光光度計(jì)，所以操作復(fù)雜，測(cè)量誤差大，且每測(cè)試一個(gè)試管血液中的血色素，都需清洗比色池，將試管中的血液倒入(或吸入)比色池，效率很低。但是，按照上述實(shí)用新型構(gòu)思所制作的雙波長(zhǎng)血色素測(cè)定儀都能有效地解決這些問(wèn)題。
參見(jiàn)附圖1和附圖2，作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的血色素測(cè)定儀光路和電路及結(jié)構(gòu)如圖所示，其中的主要部件為一個(gè)作為強(qiáng)光源的溴鎢或鹵鎢光源燈〔1〕(電壓為12伏，電流為3安培)一個(gè)放在燈后的聚光透鏡〔2〕，一個(gè)放在透鏡后的試管座〔4〕，該試管座中有一個(gè)可與盛放試樣溶液的圓形試管的外徑相匹配的圓柱形的孔〔3〕，試管座的兩側(cè)開(kāi)有進(jìn)光孔和出光孔。在進(jìn)行血色素測(cè)定時(shí)可將試管插入孔〔3〕中，同時(shí)試管座安放的位置要正好使圓柱形的孔〔3〕位于測(cè)量光束的聚焦點(diǎn)上。這一點(diǎn)可通過(guò)調(diào)正光源燈的位置來(lái)進(jìn)行。在試管座后有一個(gè)電磁轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)裝置，它連接在試管座的后部，它由一個(gè)電磁吸動(dòng)滑棒〔11〕，二個(gè)吸動(dòng)線(xiàn)包〔6〕、〔13〕和二個(gè)濾光片〔7〕〔12〕組成。其中一端為本底波長(zhǎng)吸動(dòng)線(xiàn)包〔13〕和本底波長(zhǎng)濾光片〔12〕，另一端為比色波長(zhǎng)吸動(dòng)線(xiàn)包〔6〕和比色波長(zhǎng)濾光片〔7〕，吸動(dòng)線(xiàn)包〔6〕〔13〕可使濾光片〔7〕〔12〕在滑棒〔11〕上滑動(dòng)。在電磁轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)裝置后有一個(gè)位于測(cè)量光束同軸線(xiàn)上的光積分器〔8〕，在光積分器后有一個(gè)作為光接收器的真空式光電管〔10〕，和一個(gè)微電流放大器〔23〕，由于光電管的阻抗很大，一旦受潮漏電會(huì)給放大器的轉(zhuǎn)出帶來(lái)很大影響，所以將它們同置于用硅塑料密封的防潮盒〔9〕中。
當(dāng)光電管〔10〕接受到測(cè)量光束的光信號(hào)后，在其陰極輸出端轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，然后用微電流放大器〔23〕將電訊號(hào)放大，再經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)放大器和函數(shù)線(xiàn)性校正器〔24〕修正，然后經(jīng)過(guò)減法器(圖中未畫(huà)出)，供數(shù)字表〔15〕顯示。
在儀器的外殼上依次排列有函數(shù)線(xiàn)性校正電路的校準(zhǔn)旋扭δ〔14〕，直接顯示溶液濃度的3 1/2 位的數(shù)字表〔15〕，溶液濃度的校正旋鈕C〔16〕，校準(zhǔn)溶液透射率的開(kāi)關(guān)OT〔17〕，本底波長(zhǎng)校準(zhǔn)旋鈕B〔18〕，開(kāi)關(guān)OT〔17〕的暗電流校零旋鈕〔19〕，校準(zhǔn)吸光度用的開(kāi)關(guān)OA〔20〕，開(kāi)關(guān)OA〔20〕的校零旋鈕〔21〕及電源開(kāi)關(guān)〔22〕。一個(gè)儀器蓋〔5〕在與試管座〔4〕上的圓柱形的孔〔3〕的對(duì)應(yīng)位置上開(kāi)有一個(gè)相應(yīng)的孔，或者在與試管座〔4〕的座體對(duì)應(yīng)位置上開(kāi)有一個(gè)開(kāi)口(圖中均未畫(huà)出)，從而在儀器蓋〔5〕關(guān)閉后仍然可使試管插入試管座中的孔〔3〕中。當(dāng)然這種試管座也可以做成可使試管自動(dòng)進(jìn)樣的流水線(xiàn)式或轉(zhuǎn)盤(pán)式各種式樣，在儀器上也可以配上數(shù)字打印設(shè)備等。
在該血色素測(cè)定儀中，選波長(zhǎng)為650毫微米透光率為36％的濾光片為本底波長(zhǎng)濾光片，選波長(zhǎng)為540毫微米，透光率為32％的濾光片為比色波長(zhǎng)濾光片。由于波長(zhǎng)間隔為110毫微米，濃度測(cè)量范圍可達(dá)0.7A，到2A，在血色素測(cè)量中，濃度測(cè)量范圍要求為0－20克％，則吸光度變化為0－2A，所以完全可以滿(mǎn)足要求。這樣只要將盛有大約為2毫升的血色素溶液的試管插入試管座，在儀器上立即自動(dòng)分別測(cè)出溶液的本底波長(zhǎng)吸光度值和比色波長(zhǎng)吸光度值，並在儀器的數(shù)顯表上直接顯示出作為二者差值的該溶液的濃度值。
參見(jiàn)附圖3，這是用了血色素測(cè)定儀中的一個(gè)光積分器〔8〕的一個(gè)實(shí)例，它的下部為圓柱體，上部為平截圓錐體。在紫外光區(qū)可采用石英材料制成，在可見(jiàn)光區(qū)可采用光學(xué)玻璃或有機(jī)玻璃制成。圓柱體的底面為進(jìn)光毛面〔8a〕，它是一圈一圈凹凸相間的條紋；圓柱體本身為導(dǎo)光體〔8b〕，圓錐體本身為聚光體〔8C〕圓錐體截面為出光面〔8d〕，在導(dǎo)光體和聚光體的表面用真空涂膜法涂一層鋁膜以增加積分效果。這種光積分器的進(jìn)光毛面可以使測(cè)量光束進(jìn)入導(dǎo)光體后產(chǎn)生漫射光，從而大幅度地消除了由圓形試管產(chǎn)生的明暗陰影，然后再通過(guò)聚光體使漫射光從新聚合后從出光面射出。據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，在沒(méi)有光積分器的情況下，轉(zhuǎn)動(dòng)園形試管所引起的吸光度的變化為0.2A；如加上光積分器，吸光度的變化為0.01A，如將圓形試管定位和用雙波長(zhǎng)校正，吸光度變化僅為0.001A，而儀器精度要求為變化不超過(guò)0.005A。
參見(jiàn)附圖4，電磁轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)裝置的電路圖的原理為R1為限流電阻(阻值為4K歐姆)，開(kāi)關(guān)S1常通于12伏的電源並對(duì)電容器C1充電電容為200微法，在撳下開(kāi)關(guān)S1后，電容器C1通過(guò)阻流電阻R1對(duì)晶體管T1(型號(hào)為DD01)的基極供電，當(dāng)晶體管T1導(dǎo)通后，晶體管T2(型號(hào)為3DD15)也導(dǎo)通，吸動(dòng)線(xiàn)包L1〔3〕中有電流通過(guò)產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸動(dòng)裝在電磁吸動(dòng)滑棒〔11〕上的一個(gè)濾光片〔12〕在滑棒上滑動(dòng)到測(cè)量光束的光路中，當(dāng)電容器C1所存儲(chǔ)的電量放完后，晶體管T1和T2即恢復(fù)成不導(dǎo)通狀態(tài)，由電容器C1和限流電阻R1組成的阻容放電電路中的時(shí)間常數(shù)控制晶體管T1的工作時(shí)間約為5秒鐘，另外，當(dāng)晶體管T2導(dǎo)通時(shí)，晶體管T3(型號(hào)為3CG15)也導(dǎo)通，此時(shí)電容器C2(電容為1000微法)通過(guò)晶體管T2和T3放電，當(dāng)晶體管T2不導(dǎo)通時(shí)，電容器C2通過(guò)吸動(dòng)線(xiàn)包L1充電，使晶體管T4導(dǎo)通，晶體管T5(型號(hào)為3DD15)也導(dǎo)通，此時(shí)吸動(dòng)線(xiàn)包L2〔6〕有電流通過(guò)，產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸動(dòng)裝在電磁吸動(dòng)滑棒〔11〕上的另一個(gè)濾光片〔7〕滑動(dòng)到測(cè)量光束的光路中，從而完成了自動(dòng)切換動(dòng)作。當(dāng)電容器C2充電電壓達(dá)到電源電壓12伏時(shí)，晶體管T4就不導(dǎo)通，跟著晶體管T5也不導(dǎo)通，其工作時(shí)間由電容器C2和電阻R4(阻值為510歐姆)組成的阻容放電電路中的時(shí)間常數(shù)所控制，也約為5秒鐘左右。之所以要對(duì)工作時(shí)間進(jìn)行控制，這是因?yàn)槲鼊?dòng)線(xiàn)包只有在大電流情況下工作才有足夠的功率吸動(dòng)濾光片在滑棒上滑動(dòng)，但是如通電時(shí)間長(zhǎng)就會(huì)使儀器產(chǎn)生溫升，影響測(cè)量結(jié)果。所以必須限制該自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路在短暫時(shí)間內(nèi)工作。此外電阻R2(阻值為12.5K歐姆)和電阻R3(阻值為6.2K歐姆)均為限流電阻。
參見(jiàn)圖5，該電路為一個(gè)同時(shí)具備對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換和函數(shù)線(xiàn)性校正雙重功能的電路圖，它基本上是屬于一個(gè)經(jīng)過(guò)改進(jìn)了的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換電路，輸入端Ein與輸出端EOut的電壓呈對(duì)數(shù)關(guān)系。其中雙三極管(型號(hào)為SG921S)中的A管與集成運(yùn)算放大器T1(型號(hào)為5G24，電壓為12伏)組成對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換電路，與其有關(guān)的電阻R1為5.6K歐姆，R2為300歐姆，R3、R4、R5、R6均為10K歐姆，電容C1為2000微微法。
雙三極管中的B管與集成運(yùn)算放大器T2(型號(hào)為5G24，電壓為12伏)組成恒流源，以補(bǔ)償A管的溫度系數(shù)，與其有關(guān)的熱敏電阻RT的，阻值為20°1K歐姆，RT為50K歐姆，R和R8為1K歐姆，R10為10K歐姆，電容C2為2000微微法，C3和C4為100毫微法。硅穩(wěn)壓管(型號(hào)為2DWT)與有關(guān)電阻組成穩(wěn)壓電路，電阻R9，R11和R13阻值為10K歐姆，R12為1K歐姆。在上述電路中，集成運(yùn)算放大器T1的輸出端電位由電位器W調(diào)節(jié)，在常用的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換電路中，均將電位器W調(diào)節(jié)到可完全補(bǔ)償集成運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓，則輸出端Eout與輸入端Ein的電位呈高精度的對(duì)數(shù)關(guān)系。但是在本電路中通過(guò)將電阻R1以原來(lái)的阻值100K歐姆改成5.6K歐姆，將電阻R2從原來(lái)的100歐姆改成300歐姆，這樣就擴(kuò)大了電位器W的校準(zhǔn)范圍，即使其校準(zhǔn)的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系在較大數(shù)值時(shí)偏離正確的數(shù)值，並正好等于試樣溶液在高濃度區(qū)域吸光度的偏低值，也就是說(shuō)，通過(guò)電位器W調(diào)節(jié)的電位高于集成運(yùn)算放大器T1的失調(diào)電壓值，並使A管在較低電壓區(qū)域?qū)?。這就成輸出電壓Eout電壓增高，同時(shí)達(dá)到了對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換和函數(shù)線(xiàn)性校正的雙重目的。從而使儀器直接顯示出試樣溶液的濃度值成為可能。
在本實(shí)施例中所用到的其它電路，如微電流放大器，減法器以及外殼上的各種旋鈕和開(kāi)關(guān)的電路連接等，固屬本專(zhuān)業(yè)中的技術(shù)人員所熟知的內(nèi)容，在此就不再詳述了。
最后，需要再次說(shuō)明的是給出本實(shí)施例本身及其光路、電路和結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)的目的只是為了便于理介和應(yīng)用本實(shí)用新型，而不是為了限制本實(shí)用新型。只要是符合本實(shí)用新型構(gòu)思的各種雙波長(zhǎng)光度計(jì)及其改進(jìn)和變體，只要是屬于下述權(quán)利要求
書(shū)中所給出的范圍，都是屬于本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種可直讀濃度的雙波長(zhǎng)光度計(jì)。它是由下列部件和電路構(gòu)成一個(gè)光源燈；一個(gè)放在光源燈后的聚焦透鏡；一個(gè)位于聚焦透鏡后的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置，該裝置有兩個(gè)濾光片；一個(gè)位于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置后的作為光接收器的光電管；光電管將接到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)並通過(guò)電流放大器對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換器和函數(shù)線(xiàn)性校正器后及其可得出兩濾光片所得吸光度差值的減法器，最后由數(shù)字表顯示出試樣溶液的濃度；本實(shí)用新型的特征在于(1)上述光源燈采用強(qiáng)光源；(2)在本光度計(jì)中沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的比色池，而只是在上述聚焦透鏡和電磁轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)裝置之間安裝了一個(gè)試管座，試管座上開(kāi)有與試管相匹配的孔，盛有試樣溶液的試管可插入孔中，試管座的位置應(yīng)使孔中溶液位于聚焦透鏡的聚焦點(diǎn)上；(3)在本光度計(jì)中沒(méi)有用于安放試管座和試管的暗盒，即可使試管在開(kāi)敞的條件下測(cè)試；(4)上述濾光片一片為本底波長(zhǎng)濾光片，波長(zhǎng)與試樣溶液最大透射率的波長(zhǎng)相同；另一片為比色波長(zhǎng)濾光片，波長(zhǎng)與試樣溶液最大吸光度的波長(zhǎng)相同；
2.據(jù)權(quán)利要求
1所述的光度計(jì)，其中，當(dāng)試管為圓形時(shí)，在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置后安放一個(gè)光積分器。
3.據(jù)權(quán)利要求
2所述的光度計(jì)，其中上述光積分器由石英材料或光學(xué)玻璃制成，它的下部為圓柱體，上部為平截圓錐體。圓柱體的底面為進(jìn)光毛面，它是一圈一圈凹凸相間的條紋；在圓柱面和圓錐面表面上涂有一層鋁膜。
4.據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的光度計(jì)，其中，上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置為－電磁切換波長(zhǎng)裝置，它是由一個(gè)電磁吸動(dòng)棒，分別位于滑棒二端的本底波長(zhǎng)吸動(dòng)線(xiàn)包和比色波長(zhǎng)吸動(dòng)包及位于滑棒上的本底波長(zhǎng)濾光片和比色波長(zhǎng)濾光片構(gòu)成，該裝置中還有一個(gè)由阻容放電電路的時(shí)間常數(shù)控制吸動(dòng)線(xiàn)包吸動(dòng)濾光片作的電路。
5.據(jù)權(quán)利要求
1或2或3所述的光度計(jì)，其中，上述的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換器和函數(shù)線(xiàn)性校正器是采取同一電路，其中雙三極管中的A管與集成運(yùn)放大器T1組成對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換電路，雙三極管中的B管與集成運(yùn)算放大器T2組成恒流源，並采用熱敏電阻RT補(bǔ)償A管的溫度系數(shù)；硅穩(wěn)壓管與有關(guān)電阻組成穩(wěn)壓電路；將該電路中用于校準(zhǔn)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換電路精度的電位器W中的二個(gè)電阻一個(gè)增大，另一個(gè)減低，所采用的電阻值使在較大數(shù)值時(shí)偏離正確的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換值，該偏離數(shù)正好與試樣溶液在高濃度區(qū)域中吸光度的偏離數(shù)相抵。
6.據(jù)權(quán)利要求
4所述的光度計(jì)，其中，上述的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換器和函數(shù)線(xiàn)性校正器是采取同一電路，其中雙三極管中的A管與集成運(yùn)算放大器T1組成對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換電路，雙三極管中的B管與集成運(yùn)算放大器T2組成恒流源，並采用熱敏電阻RT補(bǔ)償A管的溫度系數(shù)；硅穩(wěn)壓管與有關(guān)電阻組成穩(wěn)壓電路；將該電路中用于校準(zhǔn)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換電路精度的電位器W中的二個(gè)電阻一個(gè)增大，另一個(gè)減低，所采用的電阻值使在較大數(shù)值時(shí)偏離正確的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換值，該偏離數(shù)正好與試樣溶液在高濃度區(qū)域中吸光度的偏離數(shù)相抵。
專(zhuān)利摘要
一種可直讀濃度的雙波長(zhǎng)光度計(jì)，其光源為一強(qiáng)光源，光源后放一聚焦透鏡，透鏡后放一個(gè)可插放試管的試管座并使其位于透鏡的焦點(diǎn)上，試管座后為一電磁轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)裝置，所采用的濾光片，一片為本底波長(zhǎng)濾光片，另一片為比色波長(zhǎng)濾光波，當(dāng)試管為圓形時(shí)，在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置后安放一個(gè)光積分器。光電管將接到的光信號(hào)，并通過(guò)電流放大器，采用同一電路的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換及函數(shù)線(xiàn)性校正器，減法器等在數(shù)字表上直接顯示出試樣溶液的濃度值。
文檔編號(hào)G01N21/27GK85202765SQ85202765
公開(kāi)日1986年4月30日 申請(qǐng)日期1985年6月29日
發(fā)明者江左 申請(qǐng)人:上海自立儀器合作工廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan