專利名稱：色譜儀用光柵驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種驅(qū)動裝置，特別是一種色譜儀用光柵驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代科技和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了以色譜儀器為代表的復(fù)雜樣品分離分析和分離純化儀器的迅猛發(fā)展。生命科學(xué)、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、中醫(yī)藥學(xué)和納米科學(xué)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用，都離不開各種類型的色譜儀器。在色譜儀中，檢測系統(tǒng)中的光路系統(tǒng)通常使用單色儀。單色儀在工作時，需要得到準(zhǔn)確的波長數(shù)值，而波長示數(shù)的精確度及重復(fù)性是決定單色儀性能的重要指標(biāo)之一。一般情況下，高分辨率的色譜檢測儀要求有高波長精度和重復(fù)性。波長示數(shù)的精度取決于整個波長掃描機(jī)構(gòu)及示數(shù)裝置的精度。光路系統(tǒng)的調(diào)整、環(huán)境精度的變化、機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的空回等因素都會影響波長示數(shù)精度。色譜儀用的波長掃描是通過轉(zhuǎn)動棱鏡或光柵來實(shí)現(xiàn)的，對于這種機(jī)構(gòu)的基本要求是:使輸出光束的波長按線性變化，以獲得與波長坐標(biāo)為均勻刻度的譜圖。但由于波長變化和棱鏡(或光柵)的轉(zhuǎn)角是不成正比的，所以需要一定的裝置來實(shí)現(xiàn)波長掃描。目前，驅(qū)動光柵裝置常用的有凸輪機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)、余割機(jī)構(gòu)等，但以上結(jié)構(gòu)均存在不同的問題。1、凸輪機(jī)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)要求計(jì)算出凸輪曲線，作為滾輪中心的運(yùn)動軌跡，再按滾輪半徑大小，計(jì)算出實(shí)際所需的凸輪曲線；其缺點(diǎn)是機(jī)械加工精度及難度大，對于批量生產(chǎn)的檢驗(yàn)、檢測能力要求高。2、正弦機(jī)構(gòu)是光柵單色儀中常用的一種機(jī)構(gòu)。它通過計(jì)算光柵轉(zhuǎn)角的正弦值和波長的變化成正比的關(guān)系來計(jì)算。此種方式目前在色譜儀中應(yīng)用廣泛，但機(jī)械式的正弦機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對正弦機(jī)構(gòu)中絲杠的加工精度要求較高，同時往往由于機(jī)加工精度的問題導(dǎo)致配合過程中產(chǎn)生噪音，調(diào)試也較為耗時，間接提高了產(chǎn)品的成本。3、余割機(jī)構(gòu)與正弦機(jī)構(gòu)計(jì)算方法相似，但同樣存在機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試工藝較難，對機(jī)械部件加工精度要求較高的缺點(diǎn)，增加了批量產(chǎn)品質(zhì)量控制難度。綜上所述，現(xiàn)在需要一種能夠解決上述問題的新型光柵驅(qū)動裝置或結(jié)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述不足，提出一種成本低、可靠性高，能夠極大簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，節(jié)省空間和體積，縮短光路系統(tǒng)波長校準(zhǔn)時間，并有效提高波長掃描系統(tǒng)中波長準(zhǔn)確性和重復(fù)性，改善在色譜應(yīng)用中對分析樣品定量分析結(jié)果可靠性的色譜儀用光柵驅(qū)動裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:一種色譜儀用光柵驅(qū)動裝置，包括平臺底板1，在平臺底板I的兩側(cè)設(shè)置有入口狹縫和出口狹縫，其特征在于:所述的平臺底板I的下方固定設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)2，步進(jìn)電機(jī)2的輸出端與減速箱3的輸入端相連，而減速箱3的輸出端與設(shè)置在平臺底板I上方的光柵軸套4相連，在光柵軸套4上固定有光柵座5，光柵座5上設(shè)置有光柵6，減速箱3的輸出端、光柵軸套4和光柵座5的中軸線相互重合，在平臺底板I上方還固定設(shè)置有定位光耦7，固定在光柵軸套4上的定位桿8的運(yùn)動軌跡與定位光耦7干涉O本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型采用步進(jìn)電機(jī)直接通過減速箱來驅(qū)動光柵，光柵與電機(jī)、減速箱通過光柵軸套來固定，以保證三者同心；電機(jī)在工作狀態(tài)中沒有機(jī)械噪音，無機(jī)械結(jié)構(gòu)磨損，可以反復(fù)使用，并且能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確定位，以保證單色儀輸出波長的準(zhǔn)確性及重復(fù)性，提高產(chǎn)品及系統(tǒng)的質(zhì)量及壽命；并且這種直接利用電機(jī)驅(qū)動的結(jié)構(gòu)，可以準(zhǔn)確、快速的定位波長位置，能夠根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置波長分辨率、波長掃描時間，使得波長掃描功能達(dá)到很好的重復(fù)效果，極大縮短光路調(diào)試時間，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1所示:一種色譜儀用光柵驅(qū)動裝置，包括一個作為基礎(chǔ)的平臺底板1，在平臺底板I的兩側(cè)分別設(shè)置有入口狹縫和出口狹縫，在這個平臺底板I的下方固定設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)2，該步進(jìn)電機(jī)2的輸出端與減速箱3的輸入端相連，而減速箱3的輸出端則與光柵軸套4相連，這個光柵軸套4設(shè)置在平臺底板I的上方，在光柵軸套4上固定有光柵座5,光柵座5上設(shè)置有光柵6,這種結(jié)構(gòu)能夠保證減速箱3的輸出端、光柵軸套4和光柵座5三者的中軸線相互重合；在平臺底板I上方還固定設(shè)置有定位光耦7，在光柵軸套4上還設(shè)置有定位桿8，定位桿8的端部在運(yùn)動過程中能夠與定位光耦7相干涉。本實(shí)用新型實(shí)施例的色譜儀用光柵驅(qū)動裝置的工作過程如下:步進(jìn)電機(jī)2通過電機(jī)驅(qū)動及ARM系統(tǒng)控制，而光耦信號同樣通過ARM系統(tǒng)處理；光柵座5為三維可調(diào)式，根據(jù)光軸基準(zhǔn)調(diào)整光柵座5的俯仰及側(cè)傾，保證光柵6轉(zhuǎn)動后在出射狹縫處各個級次成像在同一水平面上；步進(jìn)電機(jī)2工作，通過減速箱3后，驅(qū)動光柵軸套4轉(zhuǎn)動，光柵軸套4轉(zhuǎn)動的同時，帶動光柵座5和光柵6轉(zhuǎn)動,光柵6的轉(zhuǎn)動能夠?qū)崿F(xiàn)對整個光路系統(tǒng)進(jìn)行全波長的掃描；光柵座5轉(zhuǎn)動的同時,定位桿8也隨之動作，當(dāng)定位桿8的端頭部分經(jīng)過定位光稱7時，定位光耦7產(chǎn)生信號并反饋至ARM控制系統(tǒng)。根據(jù)光柵方程:πιλ =d (sina 土sini3 )，以及步進(jìn)電機(jī)的步距角及減速比，通過計(jì)算，能夠得出光柵轉(zhuǎn)動的角度與波長之間的關(guān)系，使得波長準(zhǔn)確性達(dá)到0.5nm。在電機(jī)I剛開始工作時，ARM系統(tǒng)控制步進(jìn)電機(jī)2進(jìn)行初始化工作，光源預(yù)熱并點(diǎn)亮，入射光通過入射狹縫照到光柵6的表面，光柵6進(jìn)行分光，光路沿著平面鏡及凹面鏡進(jìn)行反射，最后通過出射狹縫射出單色光。當(dāng)控制系統(tǒng)收到定位光耦7的信號后復(fù)位，步進(jìn)電機(jī)2帶動光柵6轉(zhuǎn)動，對整個光路系統(tǒng)進(jìn)行全波長掃描，完成波長自動校準(zhǔn)功能，校準(zhǔn)結(jié)束后，光柵6根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的波長值旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度并停止；此時，通過出射狹縫的光為所設(shè)定的單色光。本裝置可實(shí)現(xiàn)波長為190nm-800nm光譜掃描，波長分辨率小于0.5nm,波長掃描重復(fù)性小于0.2nm，波長準(zhǔn)確性小于lnm，完全滿足目前高分辨率色譜儀簡便、靈活、可靠的要求。
權(quán)利要求1.一種色譜儀用光柵驅(qū)動裝置，包括平臺底板(1)，在平臺底板(I)的兩側(cè)設(shè)置有入口狹縫和出口狹縫，其特征在于:所述的平臺底板(I)的下方固定設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)(2)，步進(jìn)電機(jī)(2)的輸出端與減速箱(3)的輸入端相連，而減速箱(3)的輸出端與設(shè)置在平臺底板(I)上方的光柵軸套(4)相連,在光柵軸套(4)上固定有光柵座(5),光柵座(5)上設(shè)置有光柵(6)，減速箱(3)的輸出端、光柵軸套(4)和光柵座(5)的中軸線相互重合，在平臺底板(I)上方還固定設(shè)置有定位光耦(7)，固定在光柵軸套(4)上的定位桿(8)的運(yùn)動軌跡與定位光耦(7)干涉。
專利摘要色譜儀用光柵驅(qū)動裝置，在其平臺底板的兩側(cè)設(shè)置有入口狹縫和出口狹縫，平臺底板的下方固定設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的輸出端與減速箱的輸入端相連，而減速箱的輸出端與設(shè)置在平臺底板上方的光柵軸套相連，在光柵軸套上固定有光柵座，光柵座上設(shè)置有光柵，減速箱的輸出端、光柵軸套和光柵座的中軸線相互重合，在平臺底板上方還固定設(shè)置有定位光耦，固定在光柵軸套上的定位桿的運(yùn)動軌跡與定位光耦干涉。這是一種成本低、可靠性高，能夠極大簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，節(jié)省空間和體積，縮短光路系統(tǒng)波長校準(zhǔn)時間，并有效提高波長掃描系統(tǒng)中波長準(zhǔn)確性和重復(fù)性，改善在色譜應(yīng)用中對分析樣品定量分析結(jié)果可靠性的色譜儀用光柵驅(qū)動裝置。
文檔編號G02B7/00GK203069268SQ20122070444
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者王文晶, 王風(fēng)云, 王霆, 雷武, 申爽, 唐濤, 李彤 申請人:大連依利特分析儀器有限公司, 南京理工大學(xué)