2.2.1. ИК-спектрометрия с помощью аппаратно-программного комплекса «ИКАР»

Для проведения спектрометрии использовался разработанный совместно с сотрудниками НИИ-2 МО РФ аппаратно-програмный комплекс, представляющий собой девятизональный спектроанализатор.

От источника (1) инфракрасного излучения GLOBAR световой поток проходит через формирующую оптическую систему (2) и попадает на кювету (3) с исследуемой жидкостью. Затем излучение проходит через модулятор (4) и попадает на фотоприемник (6) (полупроводниковый болометр) и преобразуется в электрический сигнал. Модулятор (4) расположен перед входным зрачком фотоприемника и представляет собой диск с 9-тью полосовыми фильтрами (5), расположенными по окружности.

Рис 5. Упрощенная оптико-механическая схема анализатора

Диск приводится во вращение двигателем (9) со скоростью 1-2 об/сек. С помощью блока светодиодов (7), блока фотодиодов (8) и специальных синхронизационных отверстий на диске модулятора формируются синхроимпульсы, которые поступают в узел синхронизации, осуществляющий правильную работу всех процессов и узлов анализатора. С фотоприемника (6) сигналы поступают на видео усилитель, где они частично обрабатываются и преобразовываются. В аналого-цифровом преобразователе (АЦП) сигналы преобразуются в цифровую форму и через адаптер поступают на шину ПЭВМ. Положение и число исследуемых диапазонов выбрано, исходя из особенностей спектров поглощения воды и фундаментальных органических компонентов крови. Цикл девяти измерений не превышал 1 секунды. Спектральная область действия прибора составляла от 3500 до 960 см^-1, объем исследуемого материала 0,02мл. С помощью интерференционных фильтров выделялись следующие диапазоны: 3500 - 3200, 3085 - 2832, 2120 - 1880, 1710 - 1610, 1600 - 1535, 1543 - 1425, 1430 - 1210, 1127 - 1057, 1067 - 930 см^-1.

имеет свой признак и временной момент появления.

ИК-излучатель Кювета Модулятор Выходной сигнал

Кювета с жидкостью б)

Рис 6. Схема режима калибровки (а) и эксперимента (б)

В случае отсутствия жидкости в кювете амплитуда показателей в любой момент времени одинакова и равна 100%, если в кювете находится жидкость (рис. 7) показатели с разными индексами признака будут иметь различную амплитуду, определяемую молекулярным спектром жидкости, который в свою очередь функционально зависит от связей между атомами молекулы и ее вращательно­колебательной характеристикой. Эти различия в амплитуде признаков представляют портрет или профиль исследуемой жидкости, который для каждой жидкости является индивидуальным и легко узнаваемым, после соответствующей алгоритмической обработки массива данных. Структура массива данных имеет принципиальное значение для использования того или иного алгоритма обработки, что важно для принятия правильного решения относительно определяемых

свойств жидкости.

Рис 7. Схема получаемых показателей пропускания

Показатели пропускания со своими индексами на выходе спектроанализатора появляются последовательно, через 0,1 сек (рис. 9). Для дальнейшей обработки данные формируются в математическую структуру, называемую матрицей (таблица) показателей, которая состоит из 32-х строк и 9-ти столбцов. Номер строки матрицы обозначает наблюдение (один цикл преобразования спектра модулятором), к которому относится показатель, столбец - индекс признака показателя.

учтены при калибровке прибора и создания программного обеспечения. Первичную обработку сигнала с аппаратно-программного комплекса «ИКАР» и аппаратных данных проводили специализированным программным обеспечением, разработанным для этих целей на базе операционной системы Windows ХР в вычислительной среде системы MATLAB 6.5 фирмы Math Works Inc (лицензия №146229).

2.2.2.