Фотометрические ячейки для гематологических анализаторов

 

Принцип действия этих анализаторов основан на автоматическом подсчете форменных элементов крови (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты). Одним из средств подсчета форменных элементов крови являются фотометрические ячейки.

 

Рис. 40 а.

Рис. 40 б.

 

На рисунке 40(а) в качестве источника излучения используется лампа накаливания(1). На рисунке 40(б) - лазер (11). В схеме (а) после оптической системы (2) установлен гаситель прямого тока, исключающий попадание излучение от лампы в фотоприемник (8). В камеру (4) через капилляр (9) непрерывно подается раствор, содержащий форменные элементы крови того или иного типа. Для получения такого раствора кровь предварительно разбавляется для предотвращения слипания частиц. Частота появления частиц в потоке, вытекающих из капилляра (5) может достигать 10 тысяч в минуту. Когда частица проходит в камеру (4) на нее попадает с периферической части линзы (2) рассеянный свет и она становится наблюдаемой. Отражаясь, форменные элементы через диафрагму (7) попадают в оптическую систему (8) фотоприемник (9), сигнал которого усиливается и подается в счетчик (10). 6-окна.

На рис (б) ИИ служит лазер (11).

В ячейке, показанной на рисунке 40(б) тонкий луч лазера посылается в камеру (4) и пресекает путь следования форменного элемента крови. Рассеянное излучение под острым углом α1 или под тупым углом α2, отсчитанным от направления распространения луча попадает в фотоприемник (9'). Использование лазерных ячеек позволяет получить информацию о форменных элементах крови.

 

Автоматический рефрактометр

 

Рис. 42.

 

 

Луч света от лампы (2) через оптическую систему (3) попадает в кювету (1), нижняя часть которой заполнена эталонной средой, а верхняя анализируемой средой. Путь луча через окно (4) в наклонную перегородку (6) и окно (5) показан сплошной линией. Лучи также распространяются, отражаясь от зеркала (7) в призме (8) к фотоприемникам (10) и (11). Они имеют одинаковые характеристики и включены встречно на вход дифференциального электронного усилителя (12).

Если коэффициент рефракции жидкости равны, то луч света в одинаковой степени освещает фотоприемники. Они при этом формируют одинаковый сигналы, поэтому суммарный сигнал на входе электронного усилителя равен нулю и вся система остается в покое. Если коэффициент рефракции анализируемой среды отличается от коэффициента рефракции эталонной среды, то луч света в верхней камере отклоняется и распространяется так, как это показано пунктирной линией. При этом оказывается, что фотоприемник (10) освещает больше, чем фотоприемник (11). Ротор двигателя механически соединен с поворачивающейся платформой (9) и стрелкой (14), 13 - это реверс двигатель. Платформа будет поворачиваться до тех пор, пока луч света, отражаясь от призмы (8), не будет освещать в равной степени оба фотоприемника. В этом случае вся система прекратит движение. По положению стрелки (14) на шкале (15) определяют разность коэффициентов анализируемой и эталонной сред. Такие рефроктометры применяют для контроля технологических процессов биотехнологии.

 

Автоматический поляриметр

 

 

Рис. 43.

 

 

Поляриметр содержит источник света (1), оптическую систему (2), формирующую луч света. Луч через поляризатор (3) и кювету (4) с анализируемой жидкой средой поступает в компенсационный поляризатор (11) и анализатор (5). Первоначально, в отсутствии активного вещества в жидкой среде, все поляризаторы настраиваются так, что на фотоприемник (6) свет не попадает. Поляризатор (3) и (5) выполнены из кристаллов кварца и содержат 2 клина. Механические поступательные движения одного клина относительно другого изменяют плоскость поляризации, что удобно при технической реализации прибора. Когда анализируемая среда содержит оптически-активный компонент, он поворачивает плоскость поляризации и поэтому в фотоприемник начинает поступать активный фотопоток. Фотоприемник (6) преобразует этот поток в электрический сигнал, который усиливается электронным усилителем (7), выходной сигнал которого управляет реверсивным двигателем (8). Ротор последнего механически соединен с подвижным клином компенсационного поляризатора (11). Вращение ротора и перемещение клина будет происходить до тех пор, пока в фотоприемник (6) будет продолжать поступать свет. Когда фотопоток станет равным 0, система остановится. А по положению стрелки (9), соединенной с ротором двигателя, на шкале (10) определяют концентрацию оптически активного компонента.

В медицинской практике такие анализаторы используются для измерения концентрации сахара в биологических субстанциях: кровь и моча. Класс точности приборов 1..2.

Фотоэлектронный умножитель

 

Рис. 44.

 

ФУ представляет собой электро-вакуумный прибор, предназначенный для преобразования малых фотопотоков в электрические сигналы. В его работе используются 2 физических явления: фотоэлектронная эмиссия и вторичная электронная эмиссия. Когда через окно 11 на фотокатод 12 попадают фотоны, то из фотокатода вылетают электроны. Под действием электрического поля, приложенным между фотокатодом и динодом 13, электроны приобретают дополнительную энергию, и при ударе о динод, выбивают из него от 3 до 10 электронов. Эти электроны называются вторичными. Под действие электрического поля между данными и последующими динодами электроны ускоряются, а затем также выбиваются вторичные электроны. Этот процесс продолжается до тех пор, пока из последнего динода электроны не попадают на анод 14. Протекающий в цепи анода через резистор R ток создает падение напряжения, которое воспринимается электронным усилителем 9. ФЭУ обеспечивают усиление от 10е7..10е10. Между резисторами приложено поле от общего источника питания 15. ФЭУ являются наиболее чувствительными из всех преобразователей потока в электрический сигнал. Число динодов может быть до 100 (чаще 20).