O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi buxoro davlat universiteti «Fizika – matematika»

3.2. O’lchov qurilmasining tuzilishi va ishlash prinsipi.
CФ-46 markali spektrofotometri asosan 190-1100 nm optik diapazonda suyuq, qattiq va shaffof jismlarning yorug’lik o’tkazish koeffitsiyentlarini aniqlash uchun mo’ljallangan fizik asbobdir. СФ-46 spektrofotometri statsionar asbob bo’lib u asosan aholi yashamaydigan binoda maxsus laboratoriya sharoitida ishlashi mumkin. Spektrofotometr komplektiga moslashtirilgan va o’zaro kelishtirilgan mikroprotsessor va yozuv qismlari kiradi. CФ-46 spektrofotometrining ishlash prinsipi 2 yorug’lik oqimi: tekshirilayotgan namunadan o’tgan va unga tushayotgan yorug’lik oqimlari nisbatining o’zgarish prinsipiga asoslangan. Spektrofotometrning tarkibiy sxemasi 3.2.1-chizma ko’rsatigan. Yoritgichdan kelayotgan yorug’lik oqimi kirish tirqishidan o’tib monoxromatorga tushadi va difraksion panjara yordamida spektrga ajraladi. Kirish tirqishidan o’tib kyuvetali bo’lmaga tushayotgan monoxromatik yorug’lik oqimiga navbat bilan nazorat va tekshiriladigan namunalar kiradi. Namunadan o’tgan yorug’lik qabul qilib kuchaytirish bo’limidagi fotoelement katodiga tushadi. Fotoelement anod zanjiriga ulangan R rezistordan oqayotgan elektr toki rezistorda fotokatodga tushayotgan yorug’lik oqimiga proporsional kuchlanish tushuvini yuzaga keltiradi.
Kuchaytirish koeffitsiyenti birga yaqin bo’lgaan doimiy tok kuchaytirgichi mikroprotsessor sistemaning (MPC) kirishiga signallar kelishini ta’minlaydi. MPC operatorning kamandasi bo’yicha fotoelementning yashirin tokiga nazorat namunasidan o’tgan yorug’lik oqimiga va tekshirilayotgan namunadan o’tgan oqimga proporsional bo’lgan temnovoy tok kuchlanishi U nazorat namunasidan o’tgan oqim tokining kuchlanishi U tekshirilayotgan namunadan o’tgan oqim tokining U kuchlanishlarini navbat bilan o’lchaydi va xotirasida saqlab qoladi.

3.2.1-сhizma. Spektrofotometrning tarkibiy sxemasi.
O’lchashdan keyin MPC tekshirilayotgan namunaning o’tkazish koeffitsiyentini quyidagi formula bo’yicha hisoblaydi.
(3.2.1)
O’lchangan kattalik miqdori sonli fotometrik tabloda ko’rinadi.
Spektrofotometrning optik sxemasi (3.2.2-chizma) quyidagicha tuzilgan. Nurlanish manbaa 1 yoki 1 dan ko’zguli kodesor 2 ga tushadi. U nurni yassi buraluvchi ko’zgu 3 ga yo’naltiradi. Ko’zgu esa o’z navbatida monoxramator kirish tirqishi 5 yonida joylashgan linza tekisligi 4 da nurlanish manbaasini tasvirini hosil qiladi. Monoxromator vertikal avtokollimatsion sxema bo’yicha qurilgan. Kirish tirqishidan o’tgan nurlanish o’zgaruvchan qadamli va egri shtrixli botiq difraksion panjara 6 ga tushadi. Panjara sferik sirtda tayyorlanganligi sababli difraksiyalash hodisasidan tashqari spektrni fokuslash xususiyatiga ham ega.
O’zgaruvchan qadam va egri shtrixni ishlatish botiq difraksion panjaraning abberasion buzilishlarini sezilarli kamaytiradi va butun ishchi spektr diapazonida yuqori sifatli spektr olishga imkon beradi. Difraksialangan dasta monoxromatorning chiqish tirqishi 7 tekisligida fokuslanadi. Monoxromatik nurni moslash difraksion panjarani burish orqali amalga oshiriladi, bunda turli uzunlikdagi monoxromatik nur chiqish tirqishi 7, linza 8, nazorat yoki tekshirilayotgan namuna, va linza 9 orqali o’tadi va buruvchi ko’zgu 10 yordamida fotoelement 11 yoki 12 ga yani yorug’likka sezgir qatlamga tushadi. Yorug’lik yoyilishini kamaytirish va difraksiyani yuqori tartiblarini kesish uchun spektrofotometrda ikkita yorug’lik filtri ishlatiladi: 230-450 nm spektr sohasida ishlash uchun PC-11 shishasidan va 600-1100 nm spektr sohasida ishlash uchun OC-14 shishasidan foydalaniladi [53, 54, 55].
Yorug’lik filtrini almashtirish avtomatik tarzda bajariladi. Linzalar spektrini ultrabinafsha sohasida yuqori o’tkazish koeffisientiga ega bo’lgan kvars shishasidan tayyorlanadi. Spektrofotometrni teng spektral diapazonda ishlashini taminlash uchun 2 ta fotoelement va 2 tabutun spektr nurlanish manbaasi ishlatiladi. 190-700 nm bo’lgan spektr sohasida o’lchashlar olib borish uchun oynasi kvars shishasidan bo’lgan Surma-Seziy fotoelementi, 600-1100 nm gacha bo’lgan spektr sohasida Kislarod-Seziy fotoelementi ishlatiladi. 190-350 nm gacha bo’lgan spektr sohasida ishlash uchun Deiteriy lampasi, 340-1100 nm gacha bo’lgan spektr sohasida ishlash uchun cho’g’lanma (nakal) lampasi ishlatiladi. Graduslarni tekshirish uchun Simob-Geliy DRGS-12 lampasi ishlatiladi.

3.2.2-сhizma. Spektrofotometrning optik sxemasi.
3.2.3-chizmada ko’rsatilgan spektrofotometr monoxromator 13, MPC 14, kyuvetali bo’lma 15, fotoqabul qilgich va kuchaytirish kamerasi 17, stablizatordan tuzilgan. Monoxromator tarkibiga kiruvchi optik vamexanik detallar: MPC taminlash bloki 19, sanash qurilmasi 20 va to’lqin uzunliklarni tanlaydigan pereklyuchatel 21, himoya qobig’i 18 bilan yopilgan va taglik 22 ga mahkamlangan, bu taglikka qo’shimcha taglik 23 mahkam biriktirilgan. Bu taglikda spektrofotometrning ajraladigan qismlari, kyuveta bo’lmasi va fotoqabul qilgich va kuchaytirish kamerasi joylashgan [57, 59].
Monoxromatorning asosiy qismlari botiq difraksion panjara 6, yoyilgan nurlarni kamaytirish uchun va difraksiyani yuqori tartiblarini kesish uchun yorug’lik filtrlari vatirqishlari bo’lgan kronshteyndan iborat. Difraksion panjara rukoyatka 25 ni aylantirilganda vertikal o’q atrofida buraladigan stolcha 24 ga o’rnatilgan. Harakat rukoyatkadan zanjirli uzatma orqali to’lqin uzunliklarni belgilaydigan hisob qurilmasi 20 bilan bitta o’qda joylashgan shkifga uzatiladi.

3.2.3-сhizma. Spektrofotometr СФ-46 ning ko’rinishi.
Shu o’qning o’zida hisob qurilmasining harakatini vint 26 ga gayka 27 ga beradigan slindrik shesteriya joylashgan. Gayka tekisligiga panjara stolchasi bilan qattiq birlashtirilgan richak 28 ning boshqaruvchi vinti tegib turadi. Gaykaning harakati panjarali stolchani buradigan richakka beriladi. Bir vaqtning o’zida yorug’lik oqimiga zanjirli uzatma yordamida yorug’lik filtrlari 29 kiritiladi. Kirish tirqishi 5 va chiqish tirqishi 7 bir-birini ustida sektor 30 da joylashgan. Sektorda 5 juft 0.05, 0.15, 0.3, 0.75 va 2 mm (0.15, 0.5, 1.0, 2.5, 6.5 nm) nominal qiymatli tirqishlar bor.
Har bir tirqish ishchi balandligi 15 mm kirish va chiqish tirqishlarining kengligi pereklyuchatel 21 yordamida boshqariladi. 190-200 nm gacha bo’lgan spektr sohasida havodagi kislarodning yorug’lik energiyasini qisman yutishi foydali signalning yoyiluvchi nurlanishga nisbatini kamaytiradi. Bu esa o’lchashdagi xatolikning kamayishiga olib keladi. Bu hodisani oldini olish uchun spektrofotometrda monoxromatorni quruq azot bilan to’ldirish imkoniyati bor. Gaz monoxromator asosining orqa devoriga joylashgan shtuser orqali kiritiladi.
Spektrofotometrda to’la spektrning 2 ta manbai ishlatiladi:
190-340 nm oraliqdagi spektr bilan ishlash uchun DEYTERIY lampasi va 350-1100 nm oraliqdagi spektrda ishlash uchun cho’g’lanma (nakal) lampa ishlatiladi. Nurlanish manbaalarini almashtirish 340-350 nmoraliqdagi diapazonda (ko’zguli kondensor richagi) pereklyuchatel 34 bilan amalga oshiriladi.
Har bir nurlanish manbaaning tutgichi o’z yustirovka mexanizmiga ega, bu mexanizm lampani vertikal o’q atrofida burilishini vint 35 bo’shatilganda balandlik bo’yicha harakatini va gorizontal tekistlikda o’zaro perpendikulyar yo’nalishlar bo’yicha harakatini taminlaydi. Manbalar tutgichi va kondensator stoykasi alohida kronshteyn 38 ga mahkamlanadi, u esa monoxromator asosi bilan qattiq bog’langan. Manbadan nurlanish monoxromatorga deraza 39orqali tushadi. Tekshirilayotgan namunalar joylashtirilgan kyuveta bo’lmasi 15 yassi qattiq namunalarni maxkamlash uchun 4 ta deraza va prujinaga ega bo’lgan tutqich bilan taminlangan. Unda qalinligi 0.5-2 mm gacha kengligi 10-15 mm gacha bo’lgan namunalar o’rnatilishi mumkin.
Suyuqliklarni tekshirish uchun spektrofotometr komplektida 10 mmqalinlikdagi suyuq qatlamiga mo’ljallangan kvars shishali to’g’ri burchakli kyuvetalar bor. Namunalarning o’tkazish koeffisientini o’lchash kyuveta bo’lmasining qopqog’i maxkam berkitilib o’tkariladi. Fotopriyomniklar va kuchaytirgichlar kamera 16 da joylashgan. Fotoelementlarni almashtirish rukoyatka 41 yordamida amalga oshiriladi. Rukoyatka Ф holatida turgan bo’lsa sxemaga Surma-Seziy fotoelementi kiritilgan. Rukoyatka K holatida turgan bo’lsa Kislorod-Seziy elementi kiritilgan [69].
Transformator 47 MPC ni taminlash uchun xizmat qiladi. MPC 14 ning oldingi panelida fotometrik tablo va o’lchash jarayonini boshqarish klavyaturasi joylashgan bo’ladi.