Фотометрический спектроанализатор поглощающей способности слабо прозрачных биоматериалов

Autor: O. P. Yanenko, V. A. Shulha, O. D. Holovchanska, K. L. Shevchenko
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
поглинальна здатнiсть
Spectrum analyzer
photometry
spectrum analyzer
biomaterials
absorption capacity
attenuating coefficient
modulating transformation
фотометрия
коэффициент затухання
Materials science
спектроанализатор
поглощающая способность
модуляцiйне перетворення
биоматериалы
Analytical chemistry
535.24
фотометрія
спектроаналізатор
біоматеріали
поглинальна здатність
коефіцієнт затухання
модуляційне перетворення
Absorbance
модуляционное преобразование
коефiцiєнт затухання
бiоматерiали
спектроаналiзатор
Zdroj: Visnyk NTUU KPI Seriia-Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia; 69; 62-65
Вестник НТУУ" КПИ ". Серия радиотехника Радиоаппаратостроение; 69; 62-65
Вісник НТУУ "КПІ". Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування; 69; 62-65
Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 69
ISSN: 2310-0397
2310-0389
Popis: Introduction. The measurement of optical radiation, especially the intensity of the light flux passing through biological tissues or other slightly transparent (cloudy) materials and the environments is a challenging problem due to the extensive development of new light sources of different wavelengths and their use in various fields of human activity. It is important to provide high sensitivity and accuracy measurement of the output parameters of light fluxes passing through the studied material - the depth of penetration, attenuation coefficient or absorption. The known methods and devices do not provide the required sensitivity and accuracy of measuring parameters. Main body. The aim of this study is to develop a photometric spectrum analyzer where along with the simplification of the scheme and increasing sensitivity and measurement accuracy the score of penetration depth of light flux into biological or other slightly transparent material, the determination of the attenuation coefficient and the spectrogram construction based on the analysis of two signals separated by wavelength light sources is ensured. One of the ways to increase the sensitivity and accuracy of the measurement devices is to use modulating method of the output signals transformation. Implementation of this method provides a significant reduction of the proper noises of the transformation signal path. Figure 1 shows a functional diagram of the developed by the authors device based on modulating transformation of the optical signal. It provides the measurement of the slightly transparent materials absorbance with increasing sensitivity and accuracy. Conclusions. Considered possibilities greatly simplify the measurement process. The use of the modulating transformation of the light flux provides increase in sensitivity in the measurement accuracy because such transformation compensates the intrinsic noise level and noise of the measurement channel. The semiconductor matrix is used as the light source. It provides accommodation of two crystals at one point of light diodes with the most spaced wavelengths allowing them to be placed on the same axis with photocell and excludes collateral scattering of the light flux.
Авторами предложена функциональная схема фотометрического спектроанализатора и алгоритм преобразования измерительных сигналов, которые позволяют оценить поглощающую способность слабо прозрачных биоматериалов, жидкостей и других физических и биологических объектов, в той или иной степени пропускающих и поглощающих световые потоки. Наряду с упрощением схемы и одновременным повышением чувствительности практически на порядок и точности измерения обеспечивается оценка глубины проникновения светового потока в биоматериал, определение коэффициента затухания и построение спектрограммы по результатам анализа сигналов двух разнесенных по длине волны источников света. Использование максимально разнесенных по длине волны светодиодов (синего и красного), микроконтроллера и персонального компьютера обеспечивает возможность построения спектрограммы для всех потоков видимого света по результатам только двух измерений.
Авторами запропонована функціональна схема фотометричного спектроаналізатора та алгоритм перетворення вимірювальних сигналів, які дозволяють оцінити поглинальну здатність слабко прозорих біоматеріалів, рідин та інших фізичних і біологічних об’єктів, що тією чи іншою мірою пропускають та поглинають світлові потоки. Поряд зі спрощенням схеми та одночасним підвищенням чутливості практично на порядок і точності вимірювання забезпечується оцінка глибини проникнення світлового потоку в біоматеріал, визначення коефіцієнта згасання та побудова спектрограми за результатом аналізу сигналів двох, рознесених за довжиною хвилі джерел світла. Використання максимально рознесених за довжиною хвилі світлодіодів (синього та червоного), мікроконтролера та персонального комп’ютера забезпечує можливість побудови спектрограми для всіх потоків видимого світла за результатами тільки двох вимірювань.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: