Studiile fotometrice se efectuează cu fotocolorimetre și spectrofotometre. Măsurarea densității optice a soluțiilor colorate standard și test este întotdeauna făcută în raport cu soluția de referință (soluție zero). Ca soluție de referință, poate fi utilizată o porțiune din soluția de test care conține toate componentele adăugate, cu excepția reactivului care formează compusul colorat cu o anumită substanță. Dacă soluția de comparație rămâne incoloră și, prin urmare, nu absoarbe razele în regiunea vizibilă a spectrului, atunci ca soluție de referință se poate folosi apă distilată.
Dispozitivul și principiul de funcționare a instrumentelor fotometrice vor fi luate în considerare utilizând exemplul colorimetrului concentrației fotoelectrice KFK-2 și spectrofotometrul SF-46.
Single fotometru beam CK-2 este proiectat pentru măsurarea transmisiei, densitatea optică și concentrația soluțiilor colorate, dispersat suspensii, emulsii și soluții coloidale în regiunea 315-980 nm a spectrului. Limitele măsurătorilor de transmisie sunt 100-5% (D = 0-1,3). Eroarea absolută principală a măsurării transmisiei este de 1%.
Schema optică principală a fotocolorimetrului KFK-2 este prezentată în Fig. 2.2.
Lumina de la un far cu halogen compact (1) trece succesiv printr-un sistem de lentile, scutul termic (2), neutru (3), culoarea selectată (4) filtre, cuva cu soluție (5) atinge placa (6), care împarte fluxul luminos pe două: 10% din lumină direcționată pe fotodioda în timpul măsurătorilor în regiunea spectrală 590-540 nm) și 90% - o fotocelulă (pentru măsurători în regiunea spectrală 315-540 nm).
Caracteristicile filtrelor de lumină sunt prezentate în Tabelul. 2.1.
Fotoelectric fotometru CK-3 este proiectat pentru măsurarea transmitanță și absorbanță soluții lichide transparente și probe solide transparente precum și pentru măsurarea ratei de schimbare a substanțelor de densitate optică și determinarea concentrației substanțelor în soluție după calibrare prealabilă a fotometrului. Diagrama schematică a fotometru optice CK-3 este prezentată în Fig. 2.3.
Filamentul lămpii (1) este reprezentat de condensator (2) în planul diafragmei D1 (0,8 x 4,0), umplând golul diafragmei cu lumină. În plus diafragma D1 descrisă difracție concavă grilaj (4) și o oglindă concavă (5), în același plan D2 fantă cu diafragmă (0,8 x 4,0). Grila de difracție (6) și oglinda creează o imagine întinsă a spectrului în planul diafragmei A2. Prin rotirea gratarului în jurul unei axe paralele cu caneluri grilajul, separate cu diafragmă slit D2 Iradierea orice lungime de undă 315-990 nm. Lentila (7, 8) creează un fascicul luminos de lumină slabă în compartimentul cuvei și formează o imagine mărită a fantei D2 în fața lentilei (10). Lentila (10) reduce fasciculul luminos la receptor (11) sub forma unui cerc luminos uniform iluminat. Pentru a reduce influența luminii dispersate în regiunea ultraviolet a spectrului este montat în spatele D1 diafragma filtrului de lumină (3), care funcționează într-o schemă pentru măsurători în regiunea spectrală de 315-400 nm, și apoi în mod automat la ieșire. În compartimentul cuvei (între lentilele 7, 8 și lentilele 10) sunt instalate cuvele dreptunghiulare (9).
Fotometrul este destinat utilizării în agricultură, medicină, alimentare cu apă, metalurgică, chimică, industria alimentară și alte domenii. Limite de măsurare a transmitanței - 0,1-100%, densitate optică - 0-3%.
Spectrofotometrul SF-46 este proiectat pentru a măsura coeficienții de transmitere spectrală ai substanțelor lichide și solide în domeniul spectral de la 190-1100 nm.
Spectrofotometru SF-46 - dispozitiv staționar destinat funcționării în sălile de laborator, fără risc crescut de electrocutare.
Domeniul de măsurare al coeficienților de transmisie spectrală este de la 1 la 100%.
Eroarea absolută a măsurării nu depășește 1%, iar abaterea standard a transmisiei nu este mai mare de 0,1%.
Baza SF-46 spectrofotometru de măsurare raportul definit principiul două lumină flux: flux care a trecut prin probă, iar incidentul de flux pe probă (sau transmisă printr-o probă de referință).
Fasciculul de lumină provenit de la iluminator intră în monocromator prin fanta de intrare și este descompus de spectrul de difracție în spectru. În fluxul de radiație monocromatic care vine de la decalajul de ieșire în compartimentul cuvetă, probele de control și probă sunt introduse alternativ. Radiația care a trecut prin eșantion atinge catodul fotocelulei din unitatea de recepție-amplificare. Semnalele electrice pe rezistența inclusă în circuitul anod al fotocelulei sunt proporționale cu incidentul fluxului de radiație de pe fotocatod.
Un amplificator de curent continuu, cu un câștig aproape de unitate, pentru a transmite semnale la intrarea sistemului cu microprocesor (MPS), care la comanda operatorului măsoară alternativ și memoreaza tensiunea UT, U0 și U, proporțională cu curent întunecat fotocelulei, fluxul care a trecut prin probă. După măsurarea MPS calculează coeficientul eșantionului de testat trecerea prin formula
În modul de determinare a densității optice a eșantionului, MPS va calcula densitatea optică prin formula
Valoarea valorii măsurate este afișată pe un afișaj fotometric digital.
În Fig. 2.4 este o diagramă structurală, iar în Fig. 2.5 - schema optică a spectrofotometrului SF-46.
Radiația de la sursa (sau 1 T) cade la oglinda condensatorului (2), care direcționează spre oglinda plat rotativ (3) și asigură planul imaginii radiației sursă a lentilei (4) situate în apropierea fantei de admisie (5) din monocromator.
Trecând prin fanta de intrare, radiația cade pe o grindă de difracție concavă (6) cu un pas variabil și o linie curbă. Grilajul este produs pe o suprafață sferică, prin urmare, pe lângă proprietățile de dispersie, are proprietatea de a focaliza spectrul. Utilizarea cursei variabile și curbilinii reduce în mod semnificativ distorsiunea de aberație a grătarului de difracție concavă și permite obținerea de înaltă calitate a spectrului în întregul spectru de funcționare.
Fasciculul de difracție este focalizat în planul fantei de ieșire (7) din monocromator, situată deasupra fantei de intrare (5). Scanarea este realizată prin rotirea rețelei de difracție, lumina, astfel monocromatică diferite lungimi de unda trece prin fanta de ieșire (7) și lentila (8), de control sau probă test obiectiv (9), iar oglinda rotativ (10) lovește stratul fotosensibil este una dintre fotocelulele (11 sau 12).
Pentru a asigura funcționarea spectrofotometrului pe o gamă spectrală largă, două fotocelule sunt utilizate de două surse de radiație din spectrul continuu.
fotocelulă Antimoniu cesiu, cu o fereastră de sticlă de cuarț este utilizat pentru măsurarea în regiunea spectrală de la 186 nm la 700 nm, fotoelemente oxigen cesiu - pentru o regiune de măsurare a spectrului 600-1100 nm. Lungimea de undă la care măsurătoarea trebuie să se deplaseze de la o fotocelulă la alta măsurători fotocelula, este indicată în pașaport.