Устройство и работа фотоколориметра

Принцип действия фотометра основан на сравнении светового потока F₀, прошедшего через растворитель или контрольный раствор, по отношению к которому производится измерение, и светового потока , прошедшего через исследуемую среду.

Световые потоки F₀и фотоприёмником преобразуются в соответствующие электрические сигналы и (- сигнал при неосвещённом приёмнике), которые после обработки микро-ЭВМ представляются на цифровом табло в виде коэффициента пропусканияТ, оптической плотностиD, скорости изменения оптической плотностиАи концентрацииС.

Коэффициент пропускания Т (П) исследуемого раствора рассчитывается по формуле:

Т =100 % =100 %. (6.3)

Оптическая плотность D(Е) раствора рассчитывается по формуле:

D = lg = lg .(6.4)

Скорость изменения оптической плотности А (A)

А = , (6.5)

где D₁,D₂– разность значений оптических плотностей за время измерения t. Времяt может принимать значения 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9 минут.

Концентрация раствора С (С)

С = DF, (6.6)

где F– коэффициент факторизации.

Оптическая схема фотоколориметра

Оптическая схема фотоколориметра представлена на рис. 6.1.

Нить лампы 1изображается конденсором2в плоскости диафрагмы(0,84,0), заполняя светом щель диафрагмы. Далее диафрагмаизображается вогнутой дифракционной решёткой4и вогнутым зеркалом5в плоскости такой же щелевой диафрагмы(0,84,0). Дифракционная решётка и зеркало5 создают в плоскости диафрагмырастянутую картину спектра. Поворачивая дифракционную решётку вокруг оси, параллельной штрихам решётки, выделяют щелью диафрагмыизлучение с длиной волны от 315 до 990 нм. Объектив7, 8создаёт в кюветном отделении слабо сходящийся пучок света и формирует увеличенное изображение щелиперед линзой10. Линза10сводит пучок света на приёмнике11в виде равномерно освещённого светового кружка. Для уменьшения влияния рассеянного света в ультрафиолетовой области спектра,

1

2

Д₁ 5

3Д78 9 10 11

6

4

Рис. 6.1. Оптическая схема фотоколориметра:

1 – нить лампы; 2 – конденсор; 3 – светофильтр; 4 – вог-нутая дифракционная решётка; 5 – вогнутое зеркало; 6 – зеркало; 7 , 8 – объектив; 9 – кювета; 10 – линза; 11 – приёмник;,- диафрагмы

за диафрагмой установлен светофильтр3, который работает в схеме при измерениях в спектральной области 315 - 400 нм, а затем пучок света автоматически выводится на вогнутую дифракционную решётку4. В кюветное отделение (между объективом7, 8и линзой10) устанавливают прямоугольные кюветы9.

Электрическая схема фотоколориметра

Электрическая схема фотометра КФК-3 представлена на рис. 6.2.

«Датчик угла

VD поворота»

А3

А1

«Уст. 0»

А4 EL

А2 А5

Рис. 6.2. Электрическая схема фотоколориметра:

А1 – усилитель постоянного тока; А2 –микропроцессор-ная система; А3 – преобразователь угла поворота дифрак-ционной решётки в напряжение; А4 – стабилизатор нап-

ряжения осветителя; А5 – блок питания; VD – фотодиод

Внешний вид фотоколориметра представлен на рис. 6.3.

6

9

7

7

8

1

2 4 5 3

Рис. 6.3 Внешний вид фотоколориметра:

1 – кожух; 2 – ручка настройки длины волны; 3 – метал-лическое основание; 4 – ручка перемещения каретки в кюветном отделении; 5 – откидная крышка кюветного отделения; 6 – табло отображения длины волны; 7 – тумб-лер включения фотометра в сеть; 8 – клавиатура; 9 – таб- ло отображения измеряемой величины

Внешний вид клавиатуры приведён на рис. 6.4.

1

2

Г С 1 2 3

Е А 4 5 6

П F7 8 9

пуск0 0 /

3

Рис. 6.4. Внешний вид клавиатуры:

Г – градуировка; Е – измерение оптической плотности;

П – измерение коэффициента пропускания; Пуск – пуск; 0 – установка нуля; С – измерение концентрации; А – измерение скорости изменения оптической плотнос-ти; F – ввод градуировочного коэффициента;1 – табло отображения длины волны;2 – табло отображения изме-ряемой величины;3– установка нуля