專利名稱：Uv-2800+紫外可見分光光度計單色器光路結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種UV-2800+紫外可見分光光度計單色器光路結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。
技術(shù)背景分光光度計的分析原理是利用物質(zhì)對不同波長光的選擇吸收特性而建立起來的 分析方法。通常利用棱鏡或光柵分光來取得單色光，使單色光連續(xù)地依次通過溶液，并測得 該溶液對每一波長的吸收，最后用硅光電池接收被吸收的光信號，并用現(xiàn)代電子技術(shù)和計 算機(jī)技術(shù)將光信號轉(zhuǎn)化成量化的吸光度值和圖譜曲線反映在液晶屏上或PC機(jī)上。通 過對吸收光譜的分析，便可判斷分析對象的物質(zhì)結(jié)構(gòu)及化學(xué)成份?？蓮V泛應(yīng)用于化工、藥 品、生化、冶金、輕工業(yè)、紡織、材料、環(huán)保、醫(yī)學(xué)化驗、教育等行業(yè)，是分析試驗行業(yè)中重要的 質(zhì)量控制儀器之一，是常規(guī)實(shí)驗室的必備儀器。一臺紫外可見分光光度計的結(jié)構(gòu)框圖如圖 6所示，包括光源61，單色器62，樣品室63，檢測器64，放大控制系統(tǒng)65和結(jié)果顯示系統(tǒng)66 等六大部分組成。其中單色器62為分光光度計的核心部件，單色器62是將光源61發(fā)射的復(fù)合光分 解為單色光并可從中分出任一波長單色光的光學(xué)裝置。單色器62由入射狹縫、準(zhǔn)直裝置 (透鏡或反射鏡)、色散元件(棱鏡或光柵)、聚焦裝置(透鏡或凹面反射鏡)和出射狹縫等 五部分組成一個完整的色散系統(tǒng)。并安裝在一個不透光的暗盒中。傳統(tǒng)的UM800紫外可見分光光度計的單色器62的結(jié)構(gòu)如圖6所示，它的功能是 提供紫外或可見的單色光。從圖6可看出，光源61已是單色器62的一部分了。光源部分 由鎢燈2、氘燈6、凹面反射鏡3和燈源切換鏡4組成；而這些光學(xué)組件都安裝在燈室架5 上，燈室架5是它們的安裝基準(zhǔn)面。鎢燈2是可見和近紅外光譜區(qū)的光源。適用的波長范 圍為250-2000nm。氘燈6是目前用于紫外分光光度計中最理想的紫外光源，適用的波長范 圍為185-400nm。氘燈6工作時，光源能量的最大值在230nm附近，并在可見區(qū)有486. Onm 和656. Inm兩根特征譜線，可用作對儀器波長準(zhǔn)確度校正用。如圖1(a)和(b)所示，暗盒 10內(nèi)的光學(xué)元件有濾光片11、準(zhǔn)直鏡14、光柵13、平面反射鏡12，它們都呈倒掛狀安裝在 暗盒10上，其安裝基準(zhǔn)為暗盒10頂面。傳統(tǒng)的UM800紫外可見分光光度計的單色器的光路結(jié)構(gòu)如圖2所示。它的光路 走向是鎢燈25發(fā)出的白光(波長為250-2000nm)通過燈源切換鏡沈改變方向而打在凹 面反射鏡M上，經(jīng)凹面反射鏡M匯聚成像(矩形光斑)到入射狹縫23上；或者是氘燈27 發(fā)出的粉紅色光(波長為185-400nm)，由于此時程序控制使燈源切換鏡沈抬起，所以就直 接打在凹面反射鏡M上，經(jīng)凹面反射鏡M匯聚成像(圓形光斑到入射狹縫23上。經(jīng)入射 狹縫23向前的光被平面反射鏡22反射到準(zhǔn)直鏡觀上。準(zhǔn)直鏡觀又將光反射到光柵18 上，由于光柵18有分光功能，經(jīng)光柵18反射的光就是由單色光按波長大小順序排列的單色 光譜帶。光譜帶又照在準(zhǔn)直鏡觀上，由于入射角已發(fā)生變化，照在準(zhǔn)直鏡觀的部分單色光 被反射到濾光片21，經(jīng)濾光片21進(jìn)一步濾光后由出射狹縫20經(jīng)凸透鏡19匯聚后射向樣 品溶液，光經(jīng)樣品溶液吸收后最后落在硅光電池接收器上。該單色器自動選波長，它是這樣實(shí)現(xiàn)的如圖2，電機(jī)帶動絲桿16轉(zhuǎn)動，絲桿16轉(zhuǎn)動帶動絲桿螺母15平移，從而推動正弦 臂17轉(zhuǎn)動，由于正弦臂17和光柵18裝配成一體，所以正弦臂17轉(zhuǎn)動又帶動光柵18轉(zhuǎn)動。 由于光柵18已將復(fù)合光分解成按波長大小順序排列的單色光譜帶，現(xiàn)在光柵18的轉(zhuǎn)動導(dǎo) 致反射在準(zhǔn)直鏡觀上部分單色光更換了。比如剛才是綠色，現(xiàn)在已轉(zhuǎn)成紅色，最后由準(zhǔn)直 鏡觀反射到濾光片21上的光也有綠變?yōu)榧t了。光變了，那么濾光片21上起作用的濾光片 顏色也要變，不然想要的光被濾掉了，不想要的光漏出去了。所以濾光片電機(jī)又帶動濾光片 21作相應(yīng)轉(zhuǎn)動以使相應(yīng)的濾光片置于光路上。單色器要求光路在同一光軸平面，光路中心 要均勻?qū)ΨQ照在或通過光學(xué)元件，為此單色器裝調(diào)最終有一道擺光工藝，目的是要讓光源 發(fā)出的光在硅光電池上成出最亮的實(shí)像，這樣才能使儀器產(chǎn)生的光譜曲線和光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)曲線 吻合，這樣的儀器波長精度和光度精度誤差小，目前UM800的波長精度為0. 5nm，光度精度 0. 3% T。傳統(tǒng)的UM800單色器結(jié)構(gòu)有如下缺點(diǎn)(1)燈源部分的光學(xué)元件和暗盒部分光 學(xué)元件安裝基準(zhǔn)不一樣，稱為組合式結(jié)構(gòu)，如圖1所示這樣光路中心很難保證在一個光軸 平面；(2)燈源部分的光學(xué)元件和暗盒部分光學(xué)元件安裝方向不一樣，暗合外正向暗合內(nèi) 倒掛安裝，裝調(diào)和擺光翻來翻去；(3)暗合內(nèi)空間狹小裝配擺光困難，費(fèi)工時；(4)裝配環(huán)節(jié) 多，很難保證光路一致性；( 擺光一次合格率差在80%，要多次反復(fù)；(6)售后服務(wù)困難， 暗盒內(nèi)的光學(xué)元件取不出，要拆整個單色器(如圖1(b))，這樣打到光電池上的光位置會發(fā) 生變化。圖3所示為傳統(tǒng)的UM800紫外可見分光光度計結(jié)構(gòu)圖，其左前部分的盒子為樣品 室，其右前部分為單色器(如圖1 (b))。如果單色器拆下維護(hù)鏡片，再把單色器裝回去，需要 從新調(diào)試檢驗，很不方便且難恢復(fù)到原來的精度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，開發(fā)一種全新的開放式單色器光路結(jié)構(gòu)，解決了光路和 維修兩方面的問題。本實(shí)用新型公開了 UV-2800+紫外可見分光光度計單色器光路結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，所述系 統(tǒng)包括若干光學(xué)元件，其特征在于，所述光學(xué)元件固定在單色器底板的同一光學(xué)平臺之上。比較好的是，所述光學(xué)元件包括鎢燈、氘燈、凹面反射鏡、燈源切換鏡、入射狹縫、 濾光片、準(zhǔn)直鏡、光柵、平面反射鏡、出射狹縫和凸透鏡。比較好的是，所述單色器底板上還包括一暗室蓋，所述暗室蓋為可拆卸安裝在所 述單色器底板上。比較好的是，所述系統(tǒng)還包括燈室圍板、燈室蓋板，復(fù)合光和單色光被所述燈室圍 板、所述燈室蓋板和所述暗盒蓋自然分成兩部分且各自密閉，其中所述燈室圍板內(nèi)為復(fù)合 光，所述暗盒蓋內(nèi)為單色光。比較好的是，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括驅(qū)動光柵的絲桿組，所述絲桿組的位置降低且 固定在所述光學(xué)平臺上。本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)(1)所有光學(xué)元件安裝在同一光學(xué)平臺上，這樣光路 中心能保證在一個光軸平面；( 所有光學(xué)元件統(tǒng)一正向安裝，方便裝調(diào)和擺光；C3)寬敞 的空間，光路走向一目了然，容易發(fā)現(xiàn)錯誤；(4)生產(chǎn)效率高；( 擺光一次合格率高；(6) 售后服務(wù)簡單易操作。

下面，參照附圖，對于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員而言，從對本實(shí)用新型的詳細(xì)描述 中，本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。圖1 (a)和(b)分別是傳統(tǒng)的UM800紫外可見分光光度計的單色器的底面和頂面 的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是傳統(tǒng)的UM800紫外可見分光光度計的單色器的光路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是傳統(tǒng)的UM800紫外可見分光光度計的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的開放式單色器光路結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是安裝了新型的開放式單色器的紫外可見分光光度計結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是傳統(tǒng)紫外可見分光光度計的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以上圖4所示單色器是本實(shí)用新型的開放式單色器光路結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。首先包括濾光片、準(zhǔn)直鏡、光柵和平面反射鏡等光學(xué)元件全部固定在同一光學(xué)平 臺-單色器底板34上，光路精度有保證；將圖1 (b)中的傳統(tǒng)暗盒8和燈室架5的組合結(jié) 構(gòu)改進(jìn)為一塊單一的單色器底板34，光學(xué)元件正向放置，因此其視覺寬敞，光路走向清晰直 觀，方便擺光，容易糾錯，更容易演示教學(xué)；其次傳統(tǒng)暗盒8既是光學(xué)元件安裝基準(zhǔn)，又負(fù)責(zé) 將單色器(如圖1(b))安裝到儀器上(如圖3)。暗盒8內(nèi)的光學(xué)元件被暗盒8遮蓋，觀察 和維護(hù)更換要拆整個單色器，很不方便。新結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件相互獨(dú)立，且安裝在同一單色器 底板34上。單色器底板34安裝在儀器上(如圖5)；其密封結(jié)構(gòu)暗室蓋31是安裝在單色器 底板34上，可以單獨(dú)取下來觀察和維護(hù)更換光學(xué)元件而不需要拆單色器底板34。這樣在調(diào) 試或維修時只需動相應(yīng)的光學(xué)元件，而不需要動整個單色器，光路精度容易保證；其次它的 復(fù)合光和單色光被燈室圍板35、燈室蓋板33和暗盒蓋31自然分成兩部分且各自密閉。燈 室圍板35內(nèi)為復(fù)合光，暗盒蓋31內(nèi)為單色光。這樣儀器的雜散光低，光學(xué)元件很少有灰塵 污染提高了光學(xué)元件使用壽命，降低用戶的儀器維護(hù)成本；另外驅(qū)動光柵的絲桿組51 (如 圖5中圈出部分)位置降低且固定在光學(xué)平臺上，外有密封罩內(nèi)，振動和噪音減小，少灰塵 侵蝕和熱源烘烤，免維護(hù)。目前這種新的開放式單色器已投入批量生產(chǎn)，它使生產(chǎn)效率大幅 提升，擺光一次合格率達(dá)95%，裝調(diào)工時降低20%。開放式單色器使儀器少維護(hù)。更換光 學(xué)元件不動光路，如附圖5，使客戶獲得超享受，極大提高產(chǎn)品市場競爭力。以上諸實(shí)施例僅供說明本實(shí)用新型之用，而非對本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化， 因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的范疇?wèi)?yīng)由各權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.UV-2800+紫外可見分光光度計單色器光路結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括若干光學(xué)元件， 其特征在于，所述光學(xué)元件固定在單色器底板的同一光學(xué)平臺之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UV-2800+紫外可見分光光度計單色器光路結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，所述系 統(tǒng)包括若干光學(xué)元件，其特征在于，所述光學(xué)元件包括鎢燈、氘燈、凹面反射鏡、燈源切換鏡、入射狹縫、 濾光片、準(zhǔn)直鏡、光柵、平面反射鏡、出射狹縫和凸透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的UV-2102PC+紫外可見分光光度計單色器光路結(jié)構(gòu)系統(tǒng)， 其特征在于，所述單色器底板上還包括一暗室蓋，所述暗室蓋為可拆卸安裝在所述單色器底板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的UV-2800+紫外可見分光光度計單色器光路結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其特征 在于，所述系統(tǒng)還包括燈室圍板、燈室蓋板，復(fù)合光和單色光被所述燈室圍板、所述燈室蓋板 和所述暗盒蓋自然分成兩部分且各自密閉，其中所述燈室圍板內(nèi)為復(fù)合光，所述暗盒蓋內(nèi) 為單色光。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的UV-2800+紫外可見分光光度計單色器光路結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其特征 在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括驅(qū)動光柵的絲桿組，所述絲桿組的位置降低且固定在所述光學(xué)平臺上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了UV-2800+紫外可見分光光度計單色器光路結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括若干光學(xué)元件，所述光學(xué)元件固定在單色器底板的同一光學(xué)平臺之上。本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)(1)所有光學(xué)元件安裝在同一光學(xué)平臺上，這樣光路中心能保證在一個光軸平面；(2)所有光學(xué)元件統(tǒng)一正向安裝，方便裝調(diào)和擺光；(3)寬敞的空間，光路走向一目了然，容易發(fā)現(xiàn)錯誤；(4)生產(chǎn)效率高；(5)擺光一次合格率高；(6)售后服務(wù)簡單易操作。
文檔編號G01N21/01GK201819875SQ20102053767
公開日2011年5月4日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者孔小彤, 董先俊 申請人:尤尼柯(上海)儀器有限公司