Фотометр фотоэлектрический кфк-3

Назначение

Фотометр КФК-3 предназначен для измерения коэффициента пропускания и оптической плотности прозрачных жидкостей и твердых образцов, а также для наблюдения за изменением оптической плотности исследуемых образцов во времени и определения концентрации вещества в растворе после предварительной градуировки (калибровки) фотометра.

Принцип действия

Принцип действия фотометра КФК-3 основан на сравнении потока излучения Ф₀, прошедшего через «холостую пробу» (растворитель или контрольный раствор, по отношению к которому производится измерение) и потока излучения Ф, прошедшего через исследуемый раствор.

Потоки излучения I₀ и I фотоприемником преобразуются в электрические сигналы U₀, U и U_т (U_т – сигнал при неосвещенном фотоприемнике), которые обрабатываются встроенной микроЭВМ и представляются на индикаторе в виде коэффициента пропускания, оптической плотности, скорости изменения оптической плотности, концентрации.

С помощью микроЭВМ рассчитывается коэффициент светопропускания  исследуемого раствора по формуле:

.

Оптическая плотность D исследуемого раствора рассчитывается по формуле:

.

Внешний вид и устройство фотометра

Фотометр выполнен в виде одного блока (рис. 2). На металлическом основании (1) закреплены отдельные узлы, которые закрываются кожухом (2). Кюветное отделение закрывается съемной крышкой (3). В кюветном отделении в кюветодержателе, устанавливаемом на подвижный столик, располагают кюветы. Кюветодержатель располагают так, чтобы две маленькие пружины находились с передней стороны. Ввод в световой пучок одной или другой кюветы осуществляется перемещением ручки (4) до упора влево или вправо. При установке ручки до упора вправо – в световой пучок вводится кювета с исследуемым раствором. При открытой крышке кюветного отделения специальная шторка автоматически перекрывает световой пучок, чтобы не засвечивать фотоприемник. Дело в том, что фотоприемник даже в отсутствии освещения дает на выходе так называемый "темновой" сигнал, свойства которого меняются после изменения освещенности и искажают результаты измерений. Поэтому при открытом кюветном отделении световой пучок перекрывают, а после закрытия крышки необходимо подождать некоторое время, прежде чем производить измерения. Ручка (5) служит для поворота дифракционной решетки и установки требуемой длины волны. В фотометр типа КФК-3 входят фотометрический блок, блок питания и микропроцессорная система.

Рис. 2. Внешний вид фотометра КФК-3 (обозначения в тексте).

Фотометрический блок включает осветитель, механизм которого обеспечивает перемещение галогенной лампы КГМ 12-10-2 в трех взаимно перпендикулярных направлениях; монохроматор для получения излучения заданного спектрального состава, состоящий из корпуса, узла входной щели, сферического зеркала, дифракционной решетки, узла выходной щели и синусного механизма для поворота дифракционной решетки; кюветное отделение с кюветодержателем, а также фотометрическое устройство с фотодиодом ФД-288Б.

Микропроцессорная система (МПС) состоит из одной печатной платы, обеспечивающей выполнение соответствующих задач.

Назначение клавиш на клавиатуре фотометра

"D" – многофункциональная:

– выбор режимов работы в "прямой" последовательности ( – коэффициент пропускания, А – оптическая плотность, Сф – концентрация по фактору, Сс1 – концентрация по одному стандартному раствору, Сс6 – концентрация по 6 стандартным растворам, кинетика);

– просмотр введенных значений концентрации стандартных растворов и соответствующих им измеренных оптических плотностей в режиме измерения концентрации по 6 стандартным растворам.

"С" – выбор режимов работы в "обратной" последовательности.

"В" – многофункциональная:

– перевод микропроцессорной системы в режим ввода коэффициента факторизации, концентрации стандартных растворов;

– перемещение курсора вправо при работе в режиме ввода.

"А" – перемещение курсора влево при работе в режиме ввода.

# – многофункциональная:

– градуировка фотометра по "холостой" пробе;

– перевод МПС в режим измерений оптический плотностей стандартных растворов.

Оптическая схема прибора

Нить лампы (1) (рис. 3) изображается конденсором (2) в плоскости диафрагмы (D₁), заполняя светом щель диафрагмы. Далее диафрагма (D₁) изображается вогнутой дифракционной решеткой (4) и вогнутым зеркалом (5) в плоскости такой же щелевой диафрагмы (D₂). Дифракционная решетка и зеркало (5) создают в плоскости диафрагмы (D₂) растянутую картину спектра. Вращая дифракционную решетку вокруг оси, параллельной штрихам решетки, выделяют щелью диафрагмы (D₂) излучение любой длины волны – от 315 до 990 нм. Через поворотное зеркало (6) световой пучок попадает на объектив (7, 8), который создает в кюветном отделении слабо сходящийся пучок света и формирует увеличенное изображение щели (D₂) перед линзой (10), которая сводит пучок света на приемнике (11) в виде равномерно освещенного светового кружка. Для уменьшения влияния рассеянного света в ультрафиолетовой области спектра за диафрагмой (D₁) установлен светофильтр (3), который работает в схеме при измерениях в спектральной области 315–400 нм, а затем автоматически выводится.

В кюветное отделение (между объективом (7, 8) и линзой (10)) устанавливаются прямоугольные кюветы (9).

Рис. 3. Оптическая (принципиальная) схема фотометра КФК-3

(обозначения в тексте).