Устройство а принципы работы спектрофотометра СФ - 46

Приемники излучения

В качестве приемников излучения в абсорбционных приборах используют в основном фотоэлементы. Приемник излучения должен реагировать на излучение в широком диапазоне длин волн. Кроме того, он должен быть чувствительным к излучению небольшой интенсивности, быстро откликаться на излучение, да­вать электрический сигнал, который легко умножить и иметь от­носительно низкий уровень фона.

Для приема сигнала в видимой и УФ - областях обычно при­меняют фотоэлементы с внешним фотоэффектом: сурьмяно - це-зиевый (180 - 650 нм) и кислородно - цезиевый (600 - 1100 нм).

Фотоэлементы для работы в УФ - области должны иметь оконца из кварца или кремния.

При измерении излучения с низкой интенсивностью исполь­зуют фотоумножители.

ИК - излучение, как правило, обнаруживают по повышению температуры зачерненного материала (Pt, Sb и др.), помещенного на пути потока. Один из методов заключается в использовании термопары или термоэлемента, состоящего из нескольких термо­пар. При этом измеряют термо ЭДС, возникающую на стыке раз­ных металлов.

Принцип действия болометра основан на изменении электро­сопротивления материала при нагревании.

Промышленностью выпускаются различные приборы абсорб­ционной спектроскопии: колориметры, фотометры, фотоэлектроко-лориметры, спектрофотометры и т. д., в которых используют раз­личные комбинации источников излучения, монохроматоров и при-ймникпр излучения

Микропроцессорная система

Принципиальная схема спектрофотометра СФ – 46

Для выполнения лабораторных работ предусмотрено применение спектрофотометра СФ - 46, принципиальная схема которого представлена на рис.. Этот прибор предназначен для работы в УФ, видимой и инфракрасной областях спектра (от 190 до 1100 нм). Принцип его работы основывается на определении отношения интенсивности двух световых потоков: потока, прошедшего через исследуемый образец и потока, прошедшего через контрольный образец.

Световой поток от источника излучения попадает через входную щель в монохроматор и разлагается призмой или дифракционной решеткой в спектр. В монохроматический пучок излучения, поступающий из выходной щели в кюветное отделение, поочередно вводятся контрольный и исследуемый образцы. Излучение, прошедшее через образец, попадает в приемно-усилительном блоке на катод фотоэлемента. Ослабляемый при этом электрический ток, проходя через резистор R_и который включен в анодную цепь фотоэлемента, понижает на нём напряжение пропорционально излучение, падающему на фотокатод.

Усилитель постоянного тока с коэффициентом усиления, близким к единице, обеспечивает передачу сигналов на вход микропроцессорной системы (МПС). Эта система по команде оператора поочередно измеряет и запоминает напряжения U_t, U₀ и U, соответственно пропорциональные темновому току фотоэлемента, потоку, прошедшему через контрольный образец, я потоку, прошедшему через исследуемый образец. После этого МПС рассчитывает коэффициент пропускания Т исследуемого образца по формуле:

(45)

Работа МПС происходит под управлением однокристалльной микро-ЭВМ. Вид решаемой задачи и значения констант задаются оператором блока клавиатуры (позиция в на рис. 25). Результаты измерений и расчётов высвечиваются на цифровом табло.

Спектрофотометр СФ-46, схематический внешний вид которого изображён на рис. 24, состоит из монохроматора (1), МПС (6), камеры (13) с фотоприёмником и усилителем кюветного отделения (14) и блока осветителей (15) с источниками излучения и стабилизатором. Кнопка "сеть" (4) служит для включения и выключения прибора, о чём сигнализирует расположенная над ней индикаторная лампочка. Рукоятка (3) предназначена для установки требуемых длин волн, значения которых определяются по отсчётному устройству (2).

Переключатель (7) служит для установки спектральной ширины щелей, которые необходимо менять по спектральному диапазону и значения которых (в нм) нанесены над переключателем на стенке панели. Имеется пять пар щелей с номинальными значениями 0,05; 0,15; 03; 0,5 и 0,75 мм (0,15; 0,5; 1,0; 2,5 и 6,5 нм). Рукоятка (8) служит для ввода и вывода из светового потока измеряемого образца. Рукоятка (10) предназначена для открывания и закрывания шторки фотоэлемента (положения "откр." и "закр."), а рукоятка (11) - для компенсации темнового тока фотоэлемента (при этом рукоятка (10) должна быть в положении "закр.").

В спектрофотометре используются два источника сплошного спектра: дейтериевая лампа (Д) для работы в области 190-350 им и вольфрамовая лампа накаливания (ЛН) для работы в области 340-1100 им. Смена источников излучения производится в интервале 340 - 3S0 нм, при помощи рычага, установленного в блоке осветителя (15).

Рис. 24. Внешний вид спектрофотометра СФ - 46

Смена фотоприемников (фотоэлементов) в зависимости от диапазона длин волн осуществляется рукояткой (12). При измерениях в диапазоне длин волн до 600 нм применяется сурьмяно-цезиевый фотоэлемент (рукоятка устанавливается в положении "Ф"), а при длинах волн более 600 нм -кислородно-цезиевый (рукоятка устанавливается в положение "К").

В кюветном отделении (14) устанавливаются кюветы с исследуемыми и контрольными образцами (образцами сравнения). Для исследования чистых жидкостей и растворов используются прямоугольные кварцевые кюветы толщиной 10 мм, которые закрепляют в держателе, расположенном на каретке, устанавливаемой при помощи рукоятки (8) в соответствующих четырём кюветам положениях: "1, "2", "3" и "4". Для исследования плоских твёрдых образцов в приборе имеется держатель с четырьмя окнами.

Для управления процессом измерения и ручного ввода типа выполняемой задачи на передней панели (рис 24, 25) расположен блох МПС (6) с клавиатурой и фотометрическим табло, при помощи которого блок МПС выполняет следующие операции:

Дата добавления: 2014-01-20