Большое количество анализов, проводимых в настоящее время в аналитических лабораториях это определение концентрации одних жидкостей в других. Примерами могут являться:
- измерение количества красных кровяных телец в крови;
- уровень сахара в крови;
- концентрация выбросов в отработанной промышленной воде;
- концентрация азотистых соединений в почвенной воде и т.д.
Для проведения таких испытаний необходимо использование таких приборов, как:
- анализаторы;
- фотометры;
- оксиметры;
- ионометры и т.д.
В связи с большим количеством измерений и ростом требований к достоверности результатов встает вопрос, о повышении точности измерений для более лучшего прогнозирования результатов и своевременного корректирования необходимых условий. Таким образом, задача повышения точностных характеристик является весьма актуальной в современном мире.
История развития фотометрических приборов начинается с 1801 года, когда англо-американский учёный и изобретатель, сэр Бенджамин Томпсон Румфорд изобрел первый фотометр. С тех пор фотометры получили распространение, а с 1920 года, благодаря Артуру Кёнигу и его электронному фотометру на селеновых фотоэлементах фотометрия вышла на новый уровень и проникла во все сферы деятельности. Фотоизмерения стали неотъемлемой частью исследований и анализов.
В настоящее время одним из направлений применения фотометра стали разнообразные технологические процессы, в данных процессах основной выход – контроль качества продукции. В Российской Федерации выпускается 690 миллионов различных наименований продукции. И в 10-15% из
наименований, технический контроль качества проводится оптическими методами.
Объектом магистерской диссертации является биохимический фотометр Clima MC-15.
Предметом магистерской диссертации является уменьшение погрешности при фотоизмерениях.
Целью магистерской диссертации является улучшение точностных характеристик и уменьшение погрешностей измерения. Для достижения поставленной цели в работе поставлены следующие задачи:
- Определить механизм выполнения измерений в фотометрах и составляющих фотоизмерительного узла;
- Выявить характеристики, влияющие на точность измерений и возможные погрешности при их выполнении;
- Улучшить точность измерений путем улучшения характеристик влияющих на точность измерений.
Эмпирическую базу магистерской диссертации составили опубликованные либо размещенные в электронных базах данные материалов, касающихся фотометрии и спектрометрии, в том числе факты, получившие отражение в научной литературе и периодической печати.
Структура магистерской диссертации состоит из введения, трех глав, которые подразделены на параграфы, заключения, списка использованных источников, и приложения.
В первой главе рассматривается теоретическая основа по спектрофотометрам и фотометрам. Во второй главе дипломной работы рассматривается характеристика и описание биохимического фотометра Clima MC-15. В третьей главе описываются характеристики, влияющие на точность измерений, а также пути улучшения точностных характеристик исследуемого фотометра. В заключении магистерской диссертации сделаны основные выводы по результатам проведенной работы.
В настоящее время одним из направлений применения фотометра стали разнообразные технологические процессы, в данных процессах основной выход – контроль качества продукции. В Российской Федерации выпускается 690 миллионов различных наименований продукции. И в 10-15% из наименований, технический контроль качества проводится оптическими методами. Фотоизмерения стали неотъемлемой частью исследований и анализов, особенно с целью анализа и контроля качества продукции на производстве, большая же точность измерений позволяет улучшить систему контроля качества продукции (посредством снижения количества запросов к исследователям, работающим с оборудованием для анализа повышенной точности, например, эмиссионные спектрометры и флуоресцентные спектрометры) путем повышения точности измерений благодаря улучшению светочувствительного измерительного узла.
В связи с большим количеством измерений и ростом требований к достоверности результатов встает вопрос, о повышении точности измерений для более лучшего прогнозирования результатов и своевременного корректирования необходимых условий. Таким образом, задача повышения точностных характеристик является весьма актуальной в современном мире.
Таким образом, при замене фотодиода OSI – 515 на фотодиод PIN - 44DP улучшатся характеристики фотометра: на порядок снизится эквивалентная мощность шума, расширится диапазон длин волн и повысится светочувствительность, что в итоге приведет к повышению точности измерений.
Исходя из проделанной работы были определены основные характеристики, влияющие на точность измерений и уменьшения погрешности. Таковыми являются:
- темновой ток;
- эквивалентная мощность шума;
- чувствительность.
Исходя из проделанной работы были изучены составляющие фотоизмерительного узла, и характеристики, влияющие на точность измерений при работе биохимического фотометра Clima MC-15. Было установлено, что детектором фотоизмерительного узла является фотодиод модели OSI-515. После проведенного исследования и анализа результатов, было предложено решение о замене данного фотодиода, на фотодиод модели PIN-44DP. В процессе исследования были найдены технические характеристики, включающие в себя исследование зависимости чувствительности от длины волны изучаемых фотодиодов. На основании графиков, описывающих данные зависимости, видно, что чувствительность фотодиода модели PIN-44DP в диапазоне, отвечающему видимому спектру, выше, чем у фотодиода модели OSI-515. Это позволяет улучшить точностные характеристики.
При выборе альтернативного фоточувствительного элемента светоизмерительного узла было установлено, что основными характеристиками, влияющими на качество измерений, являются: эквивалентная мощность шума; площадь активной поверхности фотоприёмника; отзывчивость фотоприемника.
