190738. lajstromszámú szabadalom • Reflexiós denzitométer
1 190 738 2 A találmány tárgya reflexiós denzitométer rétegkromatográfiás és elektroforetikus foltok kiértékelésére, amelynek kromatogramot megvilágító fényforrása, a kromatogramról visszavert fényt érzékelő fényelektromos átalakítója, valamint a fényforrást vezérlő és a fényelektromos átalakító jelét feldolgozó elektronikus jelfeldolgozó egysége van, és amely mérőműszer a kémiai analízisben alkalmazható mennyiségi meghatározás céljára, ahol a vizsgálandó színes folt azaz kromatogram relatív optikai denzitásának meghatározása reflexiós optikai mérési elven valósul meg. Rétegkromatográfiás és elektroforetikus foltok menynyiségi meghatározása során az ismeretlen koncentrációjú oldatot megfelelő reagensekkel hozzák reakcióba, melynek nyomán színes foltok keletkeznek, amelyek színintenzitása arányos a kérdéses anyag koncentrációjával. Ez a mérés relatív, mivel az abszorbensre ismert koncentrációjú oldatokat visznek fel az ismeretlen koncentrációjú oldattal azonos térfogatban és a mérés az ismert oldatoknál felvett hitelesítő görbékkel való összehasonlításon alapul. A fenti mérést megvalósító mérőberendezések és mérőműszerek részben abszorbciós, részben reflexiós mérési elvet alkalmaznak, az oldat koncentrációját az áteresztett illetve a felületről reflektált fényerősség mérése alapján meghatározva. Az abszorpciós eljárások és mérőműszerek hiányossága, hogy nem alkalmazhatók a korszerű, alumíniumfóliára felvitt kromatogrammok kiértékelésére. Ismert olyan, letapogatásos mérési elvű denzitométer, amely a vizsgálandó foltot egyenletes sebességgel monokromátor kilépő rése vagy színszűrővel monokromatizált fénycsík előtt mozgatja. A mért denzitást a denzitométer elektromos jelfeldolgozó egysége soronként integrálja számítással vagy elektronikusan, és így készíti el a hitelesítő görbét. Ismert olyan reflexiós denzitométer, amely a foltot képpontokra bonta tapogatja le és az eredményt integrálja majd kijelzi. A reflexiós denzitométerek legújabb ismert generációjánál a kiértékelendő foltot a műszer televíziókamerával tapogatja le, majd elektronikus jelfeldolgozóegységében feldolgozza. Az ismert mérőműszerek közös hiányossága, hogy méretük viszonylag nagy, tömegük jelentős, felépítésük bonyolult, így gyártásuk költséges, míg a mérést befolyásoló hiányosságuk, hogy kiértékelhetőségük lassú és az említett műszerek nem hordozhatók. Ismertek továbbá olyan integrációs elvű reflexiós denzitométerek, amely közös jellemzője, hogy izzólámpás megvilágítást alkalmaznak, és az izzólámpa fényét monokromátorral vagy szűrőkkel monokromatizálják. A megvilágító fényfoltot és a visszaverődött fényt lencséket, optikai réseket, diffúzorokat stb. tartalmazó bonyolult és igényes finommechanikát követelő optikai rendszereken vezetik át. Ezek a műszerek épp bonyolult, precíziós gyártástechnológiát követelő felépítésük miatt is elavultnak nevezhetők. A találmánnyal célunk olyan integrációs elvű reflexiós denzitométer kialakítása, amelynél nincs szükség bonyolult finommechanikára, a papír mozgatására, sem bonyolult elektronikára, amely a fényfoltot képpontokra bontja és a válaszjeleket kiszámítja vagy elektronikusan integrálja, ugyanakkor viszonylag egyszerűen, nem túl költségesen sorozatban gyártható és hitelesíthető, hosszú idejű üzemet tesz lehetővé amellett, hogy használatához nincs szükség speciális szakképzettségre. Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy ha a műszer monokromatikusán sugárzó világító diódákat alkalmaz fényforrásként, úgy nincs szükség monokromátorra vagy szűrőkre, és ha a világító diódák fényét száloptikán át vezetjük a vizsgálandó folthoz, úgy a fényvezető kábel alkalmazása feleslegessé teszi a lencsék, diffúzorok, rések és egyéb optikai elemek alkalmazását. A kőtűzött feladatot rétegkromatográfiás és elektroforetikus foltok integrált kiértékelésére alkalmas reflexiós denzitométerrel oldottuk meg, amelynek kromatogramot megvilágító fényforrása, a kromatogramról visszavert fényt érzékelő fényelektromos átalakítója valamint a fényforrást vezérlő és a fényelektromos átalakító jelét feldolgozó elektronikus jelfeldolgozó egysége van. Ezt a denzitométert a találmány értelmében úgy fejlesztettük tovább, hogy a fényelektromos átalakító erősítőfokozaton és szűrőfokozaton át fázisérzékeny egyenirányítóra csatlakozik, melynek kimenete kijelzőegységre kapcsolódik, míg a jelfeldolgozó egység jelgenerátora egyrészt a fázisérzékeny egyenirányító másik bemenetére, másrészt a fényforrásként alkalmazott legalább egy fényemittáló dióda áramgenerátorára csatlakozik, és a fényemittáló dióda és a fényelektromos átalakító kevert elemi szálú közösített szárú száloptikán át valamint pozícionáló közgyűrű közbeiktatásával áll a kromatogrammal optikai kapcsolatban. A találmány szerinti denzitométer előnyös kiviteli alakja értelmében a jelgenerátor színuszoszcillátor, amely potencióméterekkel szabályozható komparátoron át áll a fényforrásként alkalmazott három fényemittáló dióda áramgenerátoraival kapcsolatban. Ugyancsak előnyös a találmány értelmében, ha az erősítőfokozat sorbakapcsolt áramerősítőből és feszültségerősítőből, míg a szűrőfokozat sorbakapcsolt aluláteresztő aktívszűrőből valamint aktív sávszűrőből áll. A találmány szerinti denzitométer továbbfejlesztett kiviteli alakja értelmében előnyös, ha a kijelzőegység átlagoló RC szűrőből, annak kimenetére csatlakozó egyenfeszültségű erősítőből és azzal összekötött analóg mérőműszerből van felépítve. Másik előnyös kiviteli alak szerint a jelfeldolgozó egység fázisérzékeny egyenirányítójának másik kimenete helytelen használat vagy meghibásodás esetén figyelmeztető jelzést adó túlvezérlésérzékelőre csatlakozik. A találmány szerinti denzitométer főbb előnyei közül kiemelhető kis mérete, kis súlya, kis energiaigénye, valamint az, hogy kéziműszerként alkalmazható és hordozható kivitelben gyártható. A száloptika lehetővé teszi a mérőfej gyors flexibilis alkalmazását és a mérések egyszerű és gyors elvégzését. A mérőműszer alkatrészkészlete viszonylag nem nagy számú, ezáltal gyártási költsége lényegesen alacsonyabb, mint bármely más ismert mérőműszeré. A találmányt az alábbiakban a rajz segítségével ismertetjük részletesebben, melyen a reflexiós denzitométer példakénti kiviteli alakjának blokkvázlatát tüntettük fel. A példaként ismertetett találmány szerinti reflexiós denzitométernek kromatogramot megvilágító 1 fényforrása, a kromatogramról visszavert fényforrása, a kromatogramról visszavert fényt érzékelő 2 fényelektromos átalakítója valamint a 1 fényforrást vezérlő és a 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
