专利名称：一种数字化分光光度计的制作方法
技术领域：
一种数字化分光光度计技术领域[0001]本实用新型涉及一种分光光度计，尤其涉及和使用了新型分光系统和数字化分析 处理系统。
背景技术：
[0002]分光光度计是依据LAMB-BEER定律，测量液体或气体中溶解的特定物质的仪器。 通过测量一定波长的单色光在穿过待测物质后被吸收的程度，可以计算出待测物质的浓 度。因此测量时需要将光源发出的白光转换为单色光。用于紫外、可见分光光度计的分光 光度系统的功能就是将白光转换为单色光。[0003]如图3所示的为传统的分光光度计，滤光片12安装在一个圆盘14上，步进电机16 带动滤光片12转动，以实现滤光片12的选择。灯泡光源I发出的白光经过滤光片12变为 单色光后再照射到介质检测平台4上的待测液体上，单色光被液体吸收后，透射光照到传 感器17上转换为电信号，经过放大后供测量电路使用。[0004]传统的分光光度计在改变滤光片时，由步进电机带动装有滤光片的圆盘转动，将 需要的滤光片转入光路中，不仅速度慢，而且由于存在定位误差，每次选择都会与上一次存 在一定的误差，影响光路的稳定性。因为灯泡发出的光在不同波长的强度有很大的区别，因 此需要采取措施平衡不同波长光信号的强度，因而传统的分光光度计需要通过在不同的滤 光片上粘贴上不同的衰减片来平衡，故操作复杂，亦不便于维修。另外选择滤光片时，安装 滤光片的圆盘是暴露在空气中的，因此滤光片容易受空气中灰尘和潮气的污染。[0005]再有传统的分光光度计的光在进入介质检测平台前已变为单色光，由于操作的需 要，待测液体也是暴露在空气中，故容易受到背景光的影响从而导致测量误差。[0006]针对传统的分光光度计存在的缺陷。一种改进后的分光光度计[0007]如图2所示，灯泡光源I发出的白光经过隔热玻璃2后，其中的红外部分被吸收， 剩余紫外、可见光部分再经过透镜3准直后照射到介质检测平台4上的待测液体上，被待测 液体吸收后，透过的光经透镜5准直后变成平行光，被安放在分光片支架上并与平行光线 成45度角的一系列分光片11反射90度，因此光被分成了 N束(N是分光片的数量)。分出 的每一束光均经过相应的滤光片12后变成单色光，照射在传感器7上，转换为电信号，经过 放大器8放大后接入多选一电子开关，供测量电路使用。改进后的分光光度计其特征是[0008]1、分光系统是对紫外、可见光波长范围进行分光的。[0009]2、所述的信号选择器13是可以从多路输入信号中选择所需输出信号的电子开关。[0010]3、分光片，滤光片以及传感器电路处理板整体封装到金属壳体中，金属壳体的开 口为分光片的通光孔，并将透镜5安装在该开口位置以便隔离空气。[0011]4、分光片组11是与光路系统的透射光路成45°角顺次安放在分光片安装支架 上，与透射光路平行的光反射90°[0012]5、分光片组11的第一个分光片为单色分光片，将波长与第一个滤光片相近的光的80%透过，以保证短波长光的能量达到测量的要求；中间的分光片使用反射率为30%， 透过率为70%的白光分光片；最后一片分光片使用反射率大于80%的白光分光片。[0013]改进后的分光光度计有以下几个优点[0014]I)可以消除因机械动作选择滤光片时带来的速度慢，存在定位误差和光路不稳定 等缺陷。[0015]2)改进后的分光光度计其滤光片是与空气隔离的，可以有效降低空气中灰尘和潮 气对滤光片的污染。[0016]3)改进后的分光光度计的分光系统是在封闭的状态下工作的，故其在测量过程中 不易受背景光的影响。[0017]4)分光光度计的分光系统的不同波长的光路都分别设置有独立的前置放大电路， 通过选择电路的反馈电阻就可以使各个波长的光信号达到平衡。[0018]5)相对于传统的分光光度计，改进后的分光光度计便于操作和维修。[0019]上述改进后的分光光度计虽然有不少优点，但仍有不少有待改进与完善的地方。 如分光片是串联式多级梯次配置等。由于各分光片的反射率和透过率不同的原因，分光片 的多级梯次配置必然会存在前后光通量不平衡的问题，即前多而后不足的问题。为了保证 短波长光的能量达到测量的要求，需计算好各分光片的光通量的比例分配和解决好由于光 在逐级通过分光片后的光量的衰减问题。由于各级分光片光通量的比例分配所造成前后光 通量不平衡和光量的衰减等问题，会导致被检测介质的测定结果数据不够精确，且有复杂 的计算程序。实用新型内容[0020]针对上述改进型分光光度计存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种新型的数 字化分光光度计，它可以消除上述改进型分光光度计存在的缺陷。[0021]新型数字化分光光度计包括白光光源1，用于吸收白光光源红外部分的隔热玻璃 2,介质检测平台4,前透镜3和后透镜5组成光路系统,棱镜6组成分光和滤光系统,光电转 换器7前置放大器8、摸拟转换器9，组成电路处理系统，其特征是；介质检测平台4位于前 透镜3与后透镜5之间,分光系统棱镜6与光电转换器7前置放大器8为集成�？槭剑� 述电路处理系统包括一组与光路数量相同的光电转换器7 —组与光电转换器数量相同的 前置放大器8，光电转器7分别对准安装在位于所经棱镜6分、滤光之后的各个单色光谱的 光路上，所述前置放大器用于对经过光电转换器转换成的电信号进行放大，经过前置放大 器放大后的光电信号进入摸拟转换器9，通过摸拟转换器内置的模拟转换器芯片转换成数 字信号，数字信号经过压缩以后，由摸拟转换器内置的闪速存储器保存，其保存的数字信号 传输给数据终端处理器10进行分析处理。[0022]所述的数字化分光光度计其特征是所述的信号数字转换器9将多路输入的光电 信号通过模拟转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由模拟转换器内置的闪 速存储器保存。[0023]所述的数字化分光光度计其特征是使用棱镜6分光、滤光，简化了配置，分光、滤 光无累积误差。[0024]所述的所有光路系统的零部件包括光源、前、后透镜、介质检测平台、棱镜、光电转换器、前置放大器和模拟转换器等都整体安装在光度计壳体内的密闭环境中。[0025]所述的介质检测平台设置隔离仓，防止外界空气中灰尘和背景光对检测的干扰。[0026]所述新型实用数字化分光光度计相对于传统型和改进型分光光度计，其有益效果是;[0027]无需改变滤光片，不需要电子开关，没有机械动作，速度快，无定位误差。[0028]不专设滤光片，使用棱镜分光、滤光，光路稳定性好，其光路易于密封，有效隔离空气中的灰尘和潮气对光路的污染。[0029]整个检测过程都是在密封的状态下进行，检测过程不受背景光的影响，[0030]前置放大电路里设置了自动平衡电路，操 作简便。[0031]相对于传统型和改进型分光光度计，新型实用数字化分光光度计具有另件少，结构紧凑，维修更加方便。[0032]
[0033]
以下结合附图对实用新型数字化分光光度计做详细说明。[0034]图1为采用新型分光系统的数字化分光光度计的结构示意图。[0035]图2为在传统的分光光度计的结构上进行改进的改进型分光光度计结构示意图[0036]图3为传统的分光光度计结构示意图。[0037]附图标记说明[0038]1---------灯泡光源[0039]2---------隔热玻璃[0040]3---------前透镜[0041]4---------介质检测平台[0042]5---------后透镜[0043]6---------棱镜[0044]7---------光电转换器[0045]8---------前置放大器[0046]9---------模拟转换器[0047]10-------数据终端处理器[0048]11--------分光片[0049]12--------滤光片[0050]13--------电子开关[0051]14--------滤光片圆盘[0052]15--------光学开关[0053]16--------步进电机[0054]17--------传感器具体实施方式
[0055]如图1所示，灯泡光源I发出的白光经过隔热玻璃2后，其中白光中的红外部分被吸收，剩余紫外光，可见光部分再经过前透镜3准直后照射到介质检测平台4上的待测介质上，被待测介质吸收后，透过的光经透镜5聚焦后，再照射到安装在其后的棱镜6上，然后被棱镜6以一定的角度透射出来。这时经棱镜6透射出来的光，就已经是被棱镜6分成了七色 可见的单色光和紫外光.即红、黄、蓝、绿、靑、橙、紫，和紫外光。这些红、黄、蓝、绿、靑、橙、 紫和紫外光的单色光谱从棱镜6的另一面以一定角度呈扇形散射开来，见图1，这些呈扇形 散射开来的单色光分别照射到其所对应的光电传感器7上，经光电传感器7转换为电信号， 再经前置放大器8放大后进入模拟转换器9，然后通过模拟转换器芯片转换成数字信号，数 字信号经过压缩以后，由模拟转换器9内置的闪速存储器保存。通过连接线将闪速存储器 保存的数据传输给终端处理器10，借助终端处理器10的处理手段，可以很方便地任意地调 取任一组光谱数据进行比对分析。[0056]上述为实用新型数字化分光光度计的优选实施例，但本实用新型数字化分光光度 计并不局限于上述特定的实施例子，在不背离本实用新型数字化分光光度计精神及实质的 情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型数字化分光光度计的上述实施例作出各 种相应改变和变形，但这些相应改变和变形都应属于本实用新型数字化分光光度计所附权 利要求的保护范围之内。
权利要求1.一种新型数字化分光光度计包括白光光源(1)，用于吸收白光光源红外部分的隔热玻璃(2)，介质检测平台(4)，前透镜(3)和后透镜(5)组成光路系统，棱镜(6)组成分光和滤光系统，光电转换器(7)前置放大器(8)、摸拟转换器(9)，组成电路处理系统，其特征是；介质检测平台(4)位于前透镜(3)与后透镜(5)之间，分光系统棱镜(6)与光电转换器(7)前置放大器(8)为集成�？槭剑龅缏反硐低嘲ㄒ蛔橛牍饴肥肯嗤墓獾缱黄�(X) 一组与光电转换器数量相同的前置放大器(8),光电转换 器(7)分别对准安装在位于经棱镜(6)分、滤光之后的各个单色光谱的光路上，所述前置放大器(8)用于对经过光电转换器转换成的电信号进行放大，经过前置放大器(8)放大后的光电信号进入摸拟转换器(9)，通过摸拟转换器(9)内置的模拟转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后，由摸拟转换器内置的闪速存储器保存，其保存的数字信号传输给数据终端处理器(10)进行分析处理。
2.根据权利要求1所述的数字化分光光度计，其特征是所述的信号数字转换器(9)将多路输入的光电信号通过模拟转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由模拟转换器内置的闪速存储器保存。
3.根据权利要求1所述的数字化分光光度计，其特征是光路系统的零部件包括光源、隔热玻璃、前后透镜、介质检测平台、棱镜、光电转换器、前置放大器和模拟转换器。
4.根据权利要求1所述的数字化分光光度计，其特征是对介质检测平台设置隔离仓，防止外界空气中灰尘和背景光对检测的干扰。
专利摘要本实用新型公开一种数字化分光光度计它包括白光光源，吸收白光光源红外部分的隔热玻璃，介质检测平台，前透镜和后透镜组成的光路系统，由棱镜组成的分光、滤光系统以及电路处理系统，分光系统与电路处理系统连接。介质检测平台位于前透镜与后透镜之间，分光系统与滤光系统由棱镜组成。电路处理系统包括与所述分光光路数量相同的传感器，与所述分光光路数量相同的前置放大器以及光电信号模拟转换器和数据终端处理器。
文档编号G01N21/31GK202837168SQ201220031628
公开日2013年3月27日 申请日期2012年2月1日 优先权日2012年2月1日
发明者杜伟亭 申请人:北京尚精光电技术有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
