русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Принципы работы спектрофотометрических сенсоров

<== предыдущая статья | следующая статья ==>

Спектрофотометрический метод выявления присутствия и измерения концентрации биологически важных веществ давно известен и широко применяется на практике. Он основан на том, что большинство веществ имеют свои специфические спектры излучения и поглощения в той или иной области спектра. Поэтому при прохождении света сквозь вещество его спектральный состав изменяется. По этим изменениям можно выявить присутствие контролируемого вещества (аналита) (это качественный спектральный анализ), а измеряя величину изменений спектральных интенсивностей, – вычислить концентрацию аналита или его количество (это количественный спектральный анализ – спектрофотометрия).

В технике спектрофотометрические измерения производят обычно на плоскопараллельных прозрачных твердых пластинах, на тонких плоскопараллельных пленках, содержащих аналит, или на прозрачных растворах, залитых в плоскопараллельные кюветы калиброванной (точно заданной) толщины.

Известно много разновидностей (методов, методик) спектрофотометрии. Если измерения осуществляют с использованием одной кюветы с раствором (или одной пластины, пленки), то это – одноканальная спектрофотометрия. Если используют несколько кювет (пластин, пленок) разной толщины или с разной концентрацией аналита и сравнивают интенсивности прошедших сквозь них нескольких пучков света, то это – многоканальная спектрофотометрия.

Если спектральные интенсивности измеряют лишь на одной длине волны, то такой метод называют одноволновым, если на двух длинах волн, то – двухволновым, если на многих длинах волн, то – многоволновым. Может записываться также непрерывный спектр прошедшего сквозь исследуемые образцы излучения. Тогда для получения результатов анализа используют всё распределение спектральных интенсивностей в выделенной области спектра (метод непрерывного спектра).

В зависимости от области спектра, в которой выполняются спектрофотометрические исследования, говорят об инфракрасной, видимой, ультрафиолетовой спектрофотометрии.

Напомним вкратце законы поглощения и рассеяния света. Основной закон ослабления света при прохождении сквозь вещество в дифференциальной форме имеет вид:

(18.1)

где – интенсивность света в веществе на глубине , – прирост интенсивности света после прохождения очень тонкого слоя вещества толщиной , – коэффициент ослабления света в веществе. Знак минус означает, что при прохождении света сквозь вещество его интенсивность убывает. Ослабление света может происходить как за счет поглощения, так и за счет рассеяния света веществом. Коэффициент ослабления света веществом в общем случае зависит от длины волны света .

Если проинтегрировать дифференциальное выражение (18.1) по толщине слоя вещества от 0 до , принимая, что на входе в слой (при ) интенсивность света равна , то получим интегральный закон прохождения света через слой вещества:

(18.2)

Отношение интенсивности света после прохождения слоя вещества к интенсивности падающего на него света

(18.3)

называют пропусканием света. Тогда интегральный закон прохождения света через слой вещества записывают в виде:

(18.4)

Часто пользуются также понятием оптической плотности слоя вещества

(18.5)

Тогда интегральный закон прохождения света через слой вещества записывают в виде:

(18.6)

При работе с пластинами, тонкими пленками, кюветами с раствором (рис. 18.1) приходится учитывать также отражение света от их передней и задней граней.


Рис. 18.1. Типичная оптическая схема спектрофотометрии "на пропускание" света

Тогда интенсивность света, прошедшего сквозь исследуемый образец, описывается известной формулой

(18.7)

где – коэффициент пропускания кюветы (пластины, тонкой пленки), учитывающий только отражение света на гранях. Иногда в него включают также "фоновое" поглощение чистого растворителя (вещества пластины, пленки) в отсутствие аналита. В оптике аналит часто называют также "красителем", поскольку он придает или меняет окраску раствора. В этом случае коэффициент пропускания показывает, какая доля падающего света проходит сквозь кювету с чистым растворителем (сквозь пластинку, плёнку и т.д.) при отсутствии аналита.

Если мы имеем раствор лишь одного вида молекул (одного "красителя") в прозрачном растворителе, то

(18.8)

где – молярный коэффициент поглощения красителя; – его молярная концентрация.

Измеряя спектральные интенсивности и в полосе поглощения красителя и зная пропускание кюветы , значения и , по формулам (18.7, 18.8) можно вычислить концентрацию красителя.

Если мы имеем раствор нескольких разных красителей в растворителе, который и сам частично поглощает свет, то

(18.9)

где – молярные коэффициенты поглощения вещества-растворителя и 1-го, 2-го, ... , -го красителей соответственно; – их молярные концентрации.

Свет при прохождении сквозь вещество может ослабляться не только из-за поглощения, но и из-за рассеяния. Тогда в формулах (18.2) появляются аналогичные слагаемые, обусловленные рассеянием света.

Просмотров: 599

<== предыдущая статья | следующая статья ==>

Это будем вам полезно:

Потенциометрические электрохимические сенсоры 15.4.1. Концентрационная ячейка

Биохимические экспресс-анализаторы крови CardioChek

Радар для контроля плотности и структуры грунта (георадары)

Методы измерения содержания воды в твердых и жидких телах.

Общая характеристика устройств, применяемыъ в технологиях бесконтактных измерений

Система автоматического управления камерой сушки Модуль-С1,2,3

Окклюзионная фотоплетизмография

Электронные тонометры с манжетой на запястье

Изменение силы методом уравновешивания

Методы бесконтактной термометрии

Емкостные датчики присутствия объекта

Оборудование систем контроля доступа к объектам особой важности

Селективность электрохимических сенсоров

Инфракрасные датчики температуры

Вернуться в оглавление:Методы и средства измерений неэлектрических величин




Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Полезен материал? Поделись:

Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.