10.2.1 Principiul funcționării
Principiul fotometrului se bazează pe compararea fluxului de lumină. trece printr-un solvent sau soluție de control în raport cu care se face măsurarea și fluxul de lumină. care a trecut prin mediul studiat.
Curentele de lumină și un fotodetector sunt transformate în semnale electrice. și (- semnal cu receptorul neuniform), care sunt procesate de microcalculatorul fotometrului și sunt reprezentate pe afișajul digital sub formă de transmisie, densitate optică, rată de schimbare a densității optice, concentrație.
Transmisia soluției de testare este definită ca raportul fluxurilor sau semnalelor:
Densitatea optică D:
Rata de schimbare în densitatea optică A:
unde este diferența în valorile densităților optice pe interval de timp în minute. Timpul poate dura 1-9 minute.
unde F este coeficientul de factorizare, este determinat de consumator și introdus de la tastatura numerică în intervalul de la 0,001 până la 9999.
Circuitul de principiu optic
Filamentul lămpii 1 (Figura 10.1) este reprezentat de condensatorul 2 în planul diafragmei. umplerea spațiului diafragmei cu lumină. Mai mult, diafragma este reprezentată de o grindă de difracție concavă 4 și o oglindă concavă 5 în planul aceleiași diafragme de fantă. Grila de difracție și oglinda 5 creează o imagine întinsă a spectrului în planul diafragmei. Prin rotirea grilajului de difracție în jurul axei paralele cu grătarele, se extrage radiația oricărei lungimi de undă de la 315 la 990 nm prin fanta de diafragmă. Lens 7.8 creează un compartiment pentru proba slab fascicul de lumină convergent și formează o imagine cu fantă lentilă frontală mărită 10. Lentila 10 reduce fasciculul de lumină de pe receptor 11 ca o cană luminoasă uniform iluminată. Pentru a reduce influența luminii dispersate în regiunea ultravioletă a spectrului, este montat în spatele filtrului cu membrană 3, care funcționează într-o schemă pentru măsurători în regiunea spectrală 315 - 400 nm, și apoi în mod automat la ieșire.
Figura 10.1 - Diagrama circuitului optic
În compartimentul cuvei (între lentila 7, 8 și lentila 10) se introduc cuvete dreptunghiulare 9 sau o cuvă de curgere, furnizate la cererea specială a clientului.
10.2.3 Diagrama electrică schematică
Diagrama electrică a fotometrului este prezentată în Figura 10.2. Constă dintr-o radiație de lumină într-un traductor de semnal electric (VD1 fotodioda), amplificatorul A1 DC (în continuare - DCA), sistemul cu microprocesor A2, transmitator grilajul unghiul de rotație tensiune A3, iluminatorul A4 regulator de tensiune și sursa de alimentare fotometru A5.
Figura 10.2 - Schema electrică a fotometrului
10.2.3.1 Amplificator de curent direct
Curentul fotodiodei VD1 care apare în el sub influența fluxului de lumină care trece prin soluția de testare este alimentat la intrarea UPT, schema electrică a cărei circuit este prezentat în Figura 10.3. Fotodioda VD1 este conectată la intrarea inversoare a amplificatorului operațional DA1. Sarcina fotodiodei este rezistența de intrare a amplificatorului operațional, care este suficient de mic pentru un circuit închis de feedback negativ (prin rezistențele R1, R5 și R2). Fotodioda conform schemei de comutare funcționează practic în modul de scurtcircuit. Acest mod asigură liniaritatea ridicată a întregului circuit electric al fotometrului împreună cu fotodioda.
Figura 10.3 - Schema electrică a amplificatorului DC
Circuitul UPT este construit pe două amplificatoare operaționale DA1 și DA2. În prima etapă, se utilizează KR544UD1A cip cu curenți de intrare mici (nu mai mult de 0,05 nA), iar a doua etapă - amplificator operațional precizie tip KR551UD1A având tensiunea de offset scăzută și stabilitate ridicată a caracteristicilor sale electrice.
Fotodiodă curent VD1 (figura 10.2), la un flux luminos constant al iluminatorului E1 în gama de lungimi de undă de la 315 nm până la 990 modificări de aproximativ trei ordine de mărime, în scădere în mare măsură în regiunea ultraviolet. Prin urmare, este posibil să se schimbe circuitele sensibilității DCA DCA prin comutarea rezistența de sarcină a fotodiodei (releul K1). Sensibilitatea maximă maximă a UPT este determinată de un curent fotodiodic măsurat minim la o lungime de undă de 315 nm. DCA valoare totală câștig și rezistența de sarcină a fotodiodei și R2 R1 (figura 10.3) sunt alese astfel încât la respectiva lungime de undă a tensiunii de ieșire a DCA suficient pentru funcționarea normală a sistemului cu microprocesor (nu mai puțin de 0,1 V). Rezistența variabilă R5 este utilizată în procesul de înființare și lucrări de rutină pentru expoziția cu o multiplicitate de 1:10.
Sensibilitatea UPT este selectată automat de sistemul microprocesor prin pornirea releului K1.
Rezistorul variabil R6, prin intermediul căruia câștigul celei de-a doua etape variază de la 1,0 la 12,0, servește la modificarea sensibilității globale a fotometrului în timpul setării din fabrică și în timpul întreținerii de rutină. De exemplu, acesta poate fi utilizat pentru a compensa pierderea sensibilității fotodiodului sau pentru a reduce fluxul luminos al iluminatorului în timpul funcționării fotometrului.
Pentru a echilibra DCA (setarea zero a tensiunii la ieșire atunci când opacizarea luminii) include o rezistență variabilă R1 (figura 26.2), cu fantă a cărei axă este afișată pe peretele lateral dreapta al fotometrului.
Amplificatorul DC are propria stabilizare parametrică a tensiunilor de alimentare ale microcircuitelor (VD1 - R15 și VD2 - R12), ceea ce sporește stabilitatea parametrilor electrici.
Amplificatorul de semnal cu ieșirea UPT prin conectorii corespunzători este alimentat în sistemul microprocesor și procesat. Rezultatele prelucrării sunt afișate pe panoul de control.
10.2.3.2 Convertizorul unghiului de rotație al grătarului de difracție într-o tensiune
Convertor unghiul de rotație al rețelei de difracție în tensiune constă dintr-un senzor de unghi de rotație (zece - rezistor tratate cu rezoluție înaltă și abatere mică de liniaritate) și urmăritorul tensiune A3 la amplificatorul operațional cu impedanță de intrare mare (figura 10.2). rezistență variabilă este conectat mecanic la mecanismul de rotație a rețelei de difracție, astfel încât radiația care trece prin fanta de ieșire a rezistorului nm lungime de undă este minimă și maximă când nm. Astfel, prin utilizarea divizorul rezistor sub forma unei surse de tensiune foarte stabilă, dispozitivul poate converti unghiul de rotație al grilajului într-o tensiune proporțională cu lungimea de undă de radiație. Valoarea tensiunii, egală numeric în scala aleasă până la lungimea de undă a radiației, este apoi afișată pe afișajul digital al sistemului microprocesor.
Repetorul de tensiune (Figura 10.4) este necesar în dispozitiv pentru a exclude efectul rezistenței de intrare a sistemului informatic la liniaritatea divizorului și pentru a selecta scara corespunzătoare atunci când introduceți tensiune în sistemul microprocesorului.
Figura 10.4 - Schema electrică a convertorului unghiului de rotație al grilajului de difracție într-o tensiune
10.2.3.3 Regulatorul de tensiune al iluminatorului
Fotometrul KLF - 3 ca sursă de radiație este o lampă cu halogen 12 - 10. Pentru sursa de alimentare necesită 12V la un consum de curent de circa 0,90 A. Pentru a alinia curentul fotodiodă în funcție de lungimea de undă, modificările de tensiune lămpii liniar în în funcție de poziția zăbrelei. În poziția de zăbrele, care corespunde lungimii de undă a emisiei de 990 nm, este (10,0 ± 0,2) V.
Diagrama electrică a regulatorului de tensiune al iluminatorului este prezentată în Figura 10.5.
Atunci când jumperul este deschis, circuitul 6-7 funcționează ca un regulator normal de tensiune la 12,6 V cu o tensiune de referință îndepărtată de la dioda Zener VD8. Când contactele sunt închise 6 - 7 în schema a introdus stabilizator suplimentar tensiunea de ieșire de control, care stabilizatorul asigură variația tensiunii 12.6-10.0 la schimbarea lungimii de undă emisă de 315-990 nm. Acest lucru se realizează prin modificarea tensiunii de referință la intrarea neinversoare a amplificatorului operațional prin semnalul yes1 special amplificator operațional DA2 controlat cu detașabil convertor unghi de rotație grilaj într-o tensiune.
În poziția grilajului corespunzătoare lungimii de undă emise de radiație 315 nm, tensiunea la ieșirea DA2 este egală cu VD8 de tensiune de referință și nu afectează tensiunea de ieșire a iluminatorului stabilizator de tensiune stabilită la un pod deschis 6 - 7. Acest echilibru este setat de R16 rezistor. Atunci când grătarul este deplasat în poziția corespunzătoare lungimii de undă a radiației emise de 990 nm, tensiunea la ieșirea MC DA2 scade.
Rezistor R7 () stabilizator de tensiune de ieșire în această poziție este fixată egală cu zăbrele (10,0 ± 0,2) V. Astfel, modificarea tensiunii este efectuată pe lampa în intervalul (± 0,2 12,6) la (10,0 ± 0,2) V când lungimea de undă a radiației emise variază de la 315 la 990 nm. În același timp, este prevăzut un factor de stabilizare de cel puțin 200 în acest interval de tensiune.
10.2.3.4 Alimentarea cu energie electrică
Schema electrică schematică a sursei de alimentare este prezentată în Figura 10.6. Trei plăci cu circuite imprimate ale regulatoarelor de tensiune sunt montate în unitatea de alimentare: 5 V, 0,5 A, ± 15 V, 0,1 A și 12 V, 0,1 A compatibil cu sursa de alimentare de 40 V, 0,02 A.
Regulatorul de tensiune de 5 V, 0,5 A (figura 10.7) este construit folosind un tip de amplificator operațional și tranzistorul compozit K157UD1 scos din rezistor variabil R9, în același timp, utilizat pentru a seta ieșirea regulatorului 5 V. protecție stabilizator rare scurtcircuit la ieșirea sa este realizată de serie conectat cu un regulator tranzistor VT1 R1 și R2 rezistori.
