專利名稱：一種光程可調(diào)的分光光度計檢測頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分光光度計，尤其是涉及一種光程可調(diào)的分光光度計檢測頭。
背景技術(shù)：
作為一種光學(xué)式分析測量儀器，分光光度計廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。由于現(xiàn)有的分光光度計采用比色皿、比色池等樣品機構(gòu)，因此存在操作復(fù)雜，干擾多，體積大，靈敏度低， 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易便攜等問題。隨著科技發(fā)展，對高端的分光光度計的需求逐年增加，尤其是野外、現(xiàn)場即時檢測，對樣品高精度的分析需求越來越迫切，為此，小體積、操作方便，同時又可以測量低濃度溶液或氣體的適合小型儀器的即插即用的檢測頭是一個發(fā)展趨勢和國內(nèi)外研究的重點。本申請人在中國專利CN101514920中公開一種紫外分光光度計檢測頭，設(shè)有入射光纖、入射光纖連接器、返回光纖連接器、入射光纖準(zhǔn)直器、返回光纖準(zhǔn)直器、返回光纖、上下殼體、錐面反射棱鏡和樣品池。入射光纖輸出端與入射光纖連接器輸入端連接，入射光纖連接器輸出端與入射光纖準(zhǔn)直器連接，入射光纖準(zhǔn)直器輸出光經(jīng)設(shè)于樣品池內(nèi)1個以上奇數(shù)個錐面反射棱鏡反射后進入返回光纖準(zhǔn)直器，返回光纖準(zhǔn)直器輸出端接返回光纖連接器輸入端，返回光纖連接器輸出端接返回光纖輸入端，樣品池設(shè)于上下殼體之間空腔內(nèi)。該專利中，外接光源的光通過入射光纖導(dǎo)入，經(jīng)過入射光纖準(zhǔn)直器準(zhǔn)直后進入樣品池，透過樣品池的信息光經(jīng)過返回光纖準(zhǔn)直器準(zhǔn)直后進入返回光纖，再由返回光纖導(dǎo)出。根據(jù)分光光度計基本工作原理，即利用物質(zhì)在光的照射激發(fā)下具有選擇性吸收現(xiàn)象來對A = IgY = kcl物質(zhì)進行定性和定量分析。它符合朗伯-比耳定律Τ=I/I0式中Τ——透射率；A——吸光度；1——溶液光程長度；I0——入射光強度；I——透射光強度；k——吸收系數(shù)；c——溶液的濃度。在實際工作中，分光光度計對于低濃度溶液或氣體，其吸收度很低，則產(chǎn)生比爾定律偏差，影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性及靈敏度。分光光度計儀器的光電探測器有一個線性工作區(qū)，當(dāng)進入光電探測器的信息光強度偏離儀器線性工作區(qū)的光強度，檢測結(jié)果將產(chǎn)生較大誤差。結(jié)合朗伯-比耳定律可知，為了保證儀器檢測結(jié)果的準(zhǔn)確，應(yīng)保持吸光度A在合理的范圍內(nèi)。固定光程的檢測中，光程長度1是固定的，限制了 c的范圍，即儀器可檢測物質(zhì)的濃度范圍量程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有方法存在的不足，提供一種不僅體積小、攜帶方便、量程較大、靈敏度高，而且可與儀器主機分離，即插即用，適應(yīng)野外與現(xiàn)場即時檢測要求的光程可調(diào)的分光光度計檢測頭。本發(fā)明設(shè)有入射光纖、入射光纖準(zhǔn)直器、入射窗口、平行反射鏡、樣品池、光耦合器和至少1個出射光纖；入射光纖輸入端外接光源，入射光纖輸出端接入射光纖準(zhǔn)直器輸入端，入射光纖準(zhǔn)直器輸出端的光通過入射窗口進入樣品池，并經(jīng)過平面反射鏡反射后至光耦合器，光耦合器輸出的光輸出至出射光纖。本發(fā)明還可設(shè)有參考光纖，所述參考光纖輸入端外接光源，參考光纖輸出端與出射光纖輸出端接儀器主機。與現(xiàn)有的分光光度計檢測頭相比，本發(fā)明具有以下突出優(yōu)點1)由于本發(fā)明采用光纖式探頭，因此光纖傳輸提高了抗干擾性能。2)由于本發(fā)明采用多個入射光纖，通過不同的入射角度，入射至樣品池后到達(dá)平行反射鏡，通過若干次反射，可得到不同的光程，因此增大了儀器量程。設(shè)探測光入射夾角為α，反射一次偏移Ll = Hcot ( α )，假設(shè)總長W = LlXN+m，N =[W/L1],0 < m < Li?？偟墓獬蘈 為當(dāng) m 彡 1/2L1 時，L = NXH/sin ( α )+m/cos ( α )；當(dāng) m>l/2Ll 時，L= (N+l) XH/sin( α )-(Ll_m)/cos α?；帽景l(fā)明可直接插入樣品，在無專用比色皿、比色池的狀況下進行檢測。檢測高效精確，適于快速測量，體積小巧，重量輕，便于攜帶，特別適用于現(xiàn)場實時檢測和野外測量。4)量程調(diào)節(jié)簡單，可在線進行，無需中斷檢測過程。


圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)組成示意圖。圖2為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成和工作原理作進一步的說明。實施例1參見圖1，本發(fā)明設(shè)有入射光纖11、12、13，入射光纖準(zhǔn)直器71、72、73，入射窗口 2， 平行反射鏡3、4，樣品池8，光耦合器8和至少1個出射光纖5 ；入射光纖11、12、13輸入端外接光源，入射光纖11、12、13的入射角度分別為α 1、α 2、α 3，其中0° ^ α 1 < α2 < α 3 <90°。入射光纖11、12、13輸出端接入射光纖準(zhǔn)直器71、72、73輸入端，入射光纖準(zhǔn)直器 71、72、73輸出端的光通過入射窗口 2進入樣品池8，并經(jīng)過平面反射鏡3和4反射后至光耦合器8，光耦合器8輸出的光輸出至出射光纖5。入射窗口 2為光學(xué)玻璃窗，平行反射鏡3、4之間相距H，光耦合器6到入射窗口 3之間距離(反射鏡3、反射鏡4的長度)為W，此處W，H都是根據(jù)實際需要確定其長度。入射光纖準(zhǔn)直器71、72、73分別位于所述的入射光纖11、12、13的出射端。測試時， 根據(jù)選擇，入射光進入所述的入射光纖11、12、13中的一根，如入射光纖11。離開入射光纖 11的出射端后，入射光經(jīng)過入射光纖準(zhǔn)直器71準(zhǔn)直后通過入射窗口 2進入所述的樣品池 8 (樣品池中設(shè)有平行反射鏡且不封閉，方便檢測物進出)。入射光在所述的樣品池8中通過所述的平行反射鏡3、4不斷反射，經(jīng)過所述的樣品池8后作為出射光進入所述的光耦合器6，出射光通過耦合后進入所述的出射光纖5，由出射光纖5導(dǎo)引至儀器主機(圖中未示出)。入射光纖11、12、13的入射角度分別為α 1、α 2、α 3。入射光通過不同的入射光纖11、12、13，則入射光的入射角度發(fā)生相應(yīng)的改變。不同入射角度的入射光在樣品池內(nèi)的傳輸?shù)墓獬滩煌?。通過選擇不同的入射光纖，可改變光在樣品池內(nèi)的光程，從而改變儀器量程。實施例2參見圖2，本發(fā)明設(shè)有入射光纖11、12、13和入射光纖準(zhǔn)直器71、72、73。入射光纖11、12、13的入射角度分別為 α 1、α 2、α 3，其中 0° 彡 α 1 < α 2 < α 3 < 90° ；入射窗口 2，入射窗口 2為光學(xué)玻璃窗；平行反射鏡3、4，平行反射鏡3、4之間相距H ；光耦合器6，光耦合器6到入射窗口 3之間距離(反射鏡3、反射鏡4的長度)為 W，此處W，H都是根據(jù)實際需要確定其長度；出射光纖5、樣品池8和參考光纖9。入射光纖準(zhǔn)直器71、72、73分別位于所述的入射光纖11、12、13的出射端。測試時， 入射光先經(jīng)過分光部件，如5%的分光片，分出5%的入射光進入?yún)⒖脊饫w9，剩下的95%入射光根據(jù)選擇進入所述的入射光纖11、12、13中的一根，如入射光纖11。離開入射光纖11的出射端后，入射光經(jīng)過入射光纖準(zhǔn)直器71準(zhǔn)直后通過入射窗口 2進入所述的樣品池8(樣品池中設(shè)有平行反射鏡且不封閉，方便檢測物進出)。入射光在所述的樣品池8中通過所述的平行反射鏡3、4不斷反射，經(jīng)過所述的樣品池8后作為信息光光進入所述的光耦合器6， 信息光通過耦合后進入所述的出射光纖5，由出射光纖5導(dǎo)引至儀器主機(圖中未示出)。 參考光纖9和入射光纖、出射光纖5封裝在一光纜內(nèi)，導(dǎo)引至儀器主機。入射光纖11、12、13的入射角度分別為α 1、α 2、α 3。入射光通過不同的入射光纖11、12、13，則入射光的入射角度發(fā)生相應(yīng)的改變。不同入射角度的入射光在樣品池內(nèi)的傳輸?shù)墓獬滩煌?。通過選擇不同的入射光纖，可改變光在樣品池內(nèi)的光程，從而改變儀器量程。由于參考光纖9的加入，可顯著提高檢測的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種光程可調(diào)的分光光度計檢測頭，其特征在于設(shè)有入射光纖、入射光纖準(zhǔn)直器、入射窗口、平行反射鏡、樣品池、光耦合器和至少1個出射光纖；入射光纖輸入端外接光源，入射光纖輸出端接入射光纖準(zhǔn)直器輸入端，入射光纖準(zhǔn)直器輸出端的光通過入射窗口進入樣品池，并經(jīng)過平面反射鏡反射后至光耦合器，光耦合器輸出的光輸出至出射光纖。
2.一種光程可調(diào)的分光光度計檢測頭，其特征在于設(shè)有入射光纖、入射光纖準(zhǔn)直器、入射窗口、平行反射鏡、樣品池、光耦合器、參考光纖和至少1個出射光纖；入射光纖輸入端外接光源，入射光纖輸出端接入射光纖準(zhǔn)直器輸入端，入射光纖準(zhǔn)直器輸出端的光通過入射窗口進入樣品池，并經(jīng)過平面反射鏡反射后至光耦合器，光耦合器輸出的光輸出至出射光纖，所述參考光纖輸入端外接光源，參考光纖輸出端與出射光纖輸出端接儀器主機。
全文摘要
一種光程可調(diào)的分光光度計檢測頭，涉及一種分光光度計。提供一種不僅體積小、攜帶方便、量程較大、靈敏度高，而且可與儀器主機分離，即插即用，適應(yīng)野外與現(xiàn)場即時檢測要求的光程可調(diào)的分光光度計檢測頭。設(shè)有入射光纖、入射光纖準(zhǔn)直器、入射窗口、平行反射鏡、樣品池、光耦合器和至少1個出射光纖；入射光纖輸入端外接光源，入射光纖輸出端接入射光纖準(zhǔn)直器輸入端，入射光纖準(zhǔn)直器輸出端的光通過入射窗口進入樣品池，并經(jīng)過平面反射鏡反射后至光耦合器，光耦合器輸出的光輸出至出射光纖。還可設(shè)有參考光纖，所述參考光纖輸入端外接光源，參考光纖輸出端與出射光纖輸出端接儀器主機。
文檔編號G01N21/01GK102183460SQ20111004994
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者戴嬌, 王斑, 謝海鶴, 陳延平, 陳建翔, 雷羅嵐 申請人:廈門大學(xué)