СПЕКТРОФОТОМЕТР С МАТРИЧНЫМ ИСТОЧНИКОМ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Полезная модель относится к области спектрофотометрии и может быть использована при анализе состава жидкого вещества и пространственного распределения структурной его единицы.
Известен спектрофотометр, содержащий источник света, монохроматор, коллиматор, поляризатор в виде интерференционного покрытия, первое и второе зеркало, компенсатор, фазосдвигающее устройство, держатель образца и фотоприемник, который регистрирует спектр анализируемого жидкого вещества (см. авторское свидетельство СССР № 1383108 кл. G01J 3/42 опубл. 1988).
Недостатками данного устройства являются то, что источник света не позволяет точечно оценить состав жидкого вещества и его распределение структурных единиц в объеме.
Наиболее близким к заявленному предложению является спектрофотометр, содержащий в качестве источника света - светодиоды (см. патент США № US 8279441 8,279,441 В2, G01N 21/25, опубл. 2012 г.).
Недостатками данного устройства являются то, что источник света не позволяет получить спектр жидкого вещества во всех точках объема (пространства), анализируя лишь центральную часть в проточной кювете.
Задачей полезной модели является получение возможности оценивать в динамическом режиме объемных изменений состава и концентрации исследуемой жидкости.
Технический результат достигается тем, что в отличие от прототипа, в полезной модели в качестве источника оптического излучения используют светодиодную матрицу из ультраярких светодиодов, формирующую равномерное точечное освещение различных зон кюветы с анализируемым жидким веществом, и матричный фотоприемник с высоким разрешением, регистрирующий одновременно совокупность всех распределенных по пространству спектров с формированием графического файла по всей площади кюветы и ЭВМ для обработки графической информации. Таким образом, позволяя за счет матричного источника света и матричного фотоприемника, исследовать состав и пространственное распределение жидкого вещества по объему в кювете с оценкой их изменений во времени.
Сущность полезной модели поясняется следующими чертежами.
На фиг.1 изображена структурная схема устройства спектрофотометра с матричным источником оптического излучения и матричным фотоприемником с высоким разрешением (4256×2848), на фиг.2 представлена функциональная схема устройства в XYZ изометрии. На фиг.3 изображена функциональная схема устройства, поясняющая принцип действия спектрофотометра с матричным источником оптического излучения и матричным фотоприемником с высоким разрешением (4256×2848). На фиг.4, 5 приведены полученные экспериментальные данные, взятые с эталонного образца и исследуемой жидкости, на фиг.6, 7 показаны обработанные данные эталонного образца и исследуемой жидкости.
Устройство на фиг.1 включает в себя: светодиодную матрицу 1, кювету 2, дифракционную решетку 3, линзу 4, матричный фотоприемник 5, электронный блок 6, ЭВМ 7.
На фиг.2 представлено устройство, содержащее светодиодную матрицу 1, кювету 2, дифракционную решетку 3, линзу 4, матричный фотоприемник 5.
Полезная модель работает следующим образом.
Светодиодная матрица 1 в качестве источника света освещает кювету по всей ее площади 2. Световой поток, проходя через кювету 2, попадает на дифракционную решетку 3, представляющую собой оптический прибор из совокупности большого числа регулярно расположенных штрихов (например, полимерная пленка). Белый свет, излучаемый светодиодной матрицей 1, разлагается в спектры, представленные на фиг.3, 4 в зависимости от состава и концентрации вещества в кювете. Линза 4 фокусирует световой поток между дифракционной решеткой 3 и матричным фотоприемником 5. Матричный фотоприемник 5 регистрирует спектры исследуемого состава жидкого вещества и отправляет их в программу обработки данных. В качестве матричного фотоприемника 5 можно использовать зеркальный фотоаппарат с матрицей улучшенной цветопередачей.
Таким образом, предложенная полезная модель за счет использования светодиодной матрицы в качестве источника света и матричного фотоприемника, позволяет точечно проанализировать состав жидкого вещества в распределенных по площади кюветы зонах. Это позволяет оценивать динамику процессов осаждения различных веществ в растворах и смесях технической и биологической природы (например, экспресс контроль скорости оседания эритроцитов при анализе крови человека).