Устройство для измерения уровня люминесценции

Полезная модель относится к области измерения световых параметров и может быть использована для повышения точности определения уровня люминесценции при простоте конструктивного выполнения устройства. Устройство для измерения уровня люминесценции включает связанные с блоком управления - контроллером источник возбуждающего излучения, блок индикации и фотоприемник, подключенный к блоку управления - контроллеру через аналого-цифровой преобразователь, при этом. перед фотоприемником дополнительно размещена фокусирующая оптическая система, при этом к источнику возбуждающего излучения подключен блок стабилизации, связанный с блоком управления - контроллером, а между фотоприемником и аналого-цифровым преобразователем включен усилитель сигнала. Кроме того, между фотоприемником и фокусирующей оптической системой размещен светофильтр.

Полезная модель относится к области измерения световых параметров и может быть использована для повышения точности определения уровня люминесценции при простоте конструктивного выполнения устройства.

Из уровня техники известно устройство для измерения уровня освещенности, включающее источник излучения, облучение светочувствительный приемника излучения, и блок регистрации (RU 371458 A, G01J 1/10, 1973). При этом в качестве блока регистрации используют электромеханическое измерительное устройство, что при конструктивной сложности устройства не обеспечивает высокой надежность и точности определения уровня освещенности.

Также известно устройство для измерения уровня люминесценции, включающее связанные с блоком управления - контроллером источник возбуждающего излучения, блок индикации и фотоприемник, подключенный к блоку управления - контроллеру через аналого-цифровой преобразователь (RU 2460140 С1, G07D 7/06, опубл. 27.08.2012). Данное устройство предназначено для идентификации защитной метки, содержащей люминофор, и может не обеспечивать точного количественного измерения уровня люминесценции.

Технический результат, на получение которого направлена полезная модель, заключается в повышении точности количественного измерения уровня люминесценции при простоте конструктивного выполнения устройства.

Решения поставленной задачи с достижением заявленного технического результата обеспечивается тем, что в устройстве для измерения уровня люминесценции, включающем связанные с блоком управления - контроллером источник возбуждающего излучения, блок индикации и фотоприемник, подключенный к блоку управления - контроллеру через аналого-цифровой преобразователь, согласно полезной модели, перед фотоприемником дополнительно размещена фокусирующая оптическая система, при этом к источнику возбуждающего излучения подключен блок стабилизации, связанный с блоком управления - контроллером, а между фотоприемником и аналого-цифровым преобразователем включен усилитель сигнала.

Кроме того, перед фокусирующей оптической системой может быть размещен светофильтр.

Наличие дополнительно размещенных после тестируемого объекта и перед фотоприемником светофильтра и фокусирующей оптической системы обеспечивает ослабление паразитного сигнала возбуждающего излучения и увеличение интенсивности полезного сигнала люминесценции, что в сочетании с наличием блока стабилизации напряжения источника возбуждающего излучения и электрического усилителя сигнала, включенным между аналого-цифровым преобразователем и блоком управления - контроллером, обеспечивает существенное повышение точности количественного измерения уровня люминесценции при простоте конструктивного выполнения устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения уровня люминесценции.

Устройстве для измерения уровня люминесценции включает оптически последовательно связанные источник 1 возбуждающего излучения, выполненный в виде набора светодиодов с максимумами длин волн излучения в диапазоне 395÷500 нм, светофильтр 2, спектр пропускания которого соответствуют спектру люминесценции тестируемого объекта 3, размещаемого между источником 1 возбуждающего излучения и светофильтром 2, оптическую систему 4 (например, собирающую линзу F=5÷30 мм) и фотоприемник 5 (фотодиод), спектральный диапазон чувствительности которого лежит в диапазоне 420÷675 нм. Фотоприемник 5 электрически подключен через усилитель сигнала 6 к аналого-цифровому преобразователю 8, выход которого соединен с входом блока 8 управления - контроллера, к выходу которого подключены блок 9 стабилизации напряжения источника 1 возбуждающего излучения и блок 10 индикации, например, жидкокристаллический дисплей.

Заявленное устройство для измерения уровня люминесценции работает следующим образом.

При освещении тестируемого объекта 3, содержащего люминесцентные квантовые точки - полупроводниковые наночастицы, световым потоком, поступающим от источника 1 возбуждающего излучения, происходит оптическое возбуждение люминесценции. Суммарный световой фронт, состоящий из полезного сигнала люминесценции и паразитного сигнала возбуждающего излучения проходит через светофильтр 2, который ослабляет паразитный сигнал. Отфильтрованный суммарный световой фронт с выделенным полезным сигналом фокусируется оптической системой 4 на фотоприемник 5 (фотодиод). Выработанный на выходе фотоприемника 5 электрический сигнал (значение напряжения которого соответствует уровню люминесценции) усиливается усилителем сигнала 6, оцифровывается с помощью аналого-цифрового преобразователя 7, и в цифровом представлении передаются для регистрации на вход блока 8 управления - контроллера для регистрации уровня люминесценции, где обрабатывается, путем сопоставления с предварительно занесенными в память калибровочными постоянными, и количественное значение уровня люминесценции заносится в память блока 8 управления - контроллера и отображается в блоке 10 индикации.

При этом блок 8 управления - контроллер в соответствии с заложенным программным алгоритмом в автоматическом режиме осуществляет программируемое управление работой светодиодов источника 1 возбуждающего излучения, нормируя посредством блока 9 стабилизации напряжение источника 1 возбуждающего излучения, и обеспечивает сохранение в памяти калибровочных постоянных, значения которых определяются в процессе предварительных тарировочных измерений с использованием стандартных источников возбуждающего излучения.

1. Устройство для измерения уровня люминесценции, включающее связанные с блоком управления - контроллером источник возбуждающего излучения, блок индикации и фотоприемник, подключенный к блоку управления - контроллеру через аналого-цифровой преобразователь, отличающееся тем, что перед фотоприемником дополнительно размещена фокусирующая оптическая система, при этом к источнику возбуждающего излучения подключен блок стабилизации, связанный с блоком управления - контроллером, а между фотоприемником и аналого-цифровым преобразователем включен усилитель сигнала.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что перед фокусирующей оптической системой размещен светофильтр.