专利名称：一种看谱镜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学领域，特别涉及一种看谱镜。
背景技术：
目前国内外市场上的看谱镜以玻璃棱镜式为主，检验人员通过玻璃棱镜式的看谱镜对检测物件进行检测。发明人在实现本实用新型的过程中发现，现有技术中至少存在以下的缺点和不足玻璃棱镜加工工艺复杂、制作成本高、加工精度要求高，调试时间长；并且，看谱镜大多在露天恶劣的工业现场使用，玻璃棱镜色散出的谱线不清晰，亮度较低，影响了检测人员对谱线强度的判断，从而增大了对金属元素含量鉴定的误差，影响了检测分析精度。随着市场上被检测物件数量越来越大，金属种类越来越多，检测人员对检测速度和精度越来越高的要求，急需对棱镜式看谱镜进行升级改进，以满足市场的需要，紧跟工业生产的节奏。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于提供一种看谱镜，该看谱镜实现了检测迅速、制作成本低、谱线清晰和检测精度准确，为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种看谱镜，包括光学成像系统，所述光学成像系统包括保护玻璃、反射镜、聚光镜、外监测窗反光镜、狭缝、准直物镜、衍射光栅、反射棱镜、调焦物镜、场镜、视场光栏和目镜，入射光源经所述保护玻璃照射到所述反射镜上产生激发光，所述激发光通过所述聚光镜的聚光后通过所述外监测窗反光镜后照射到所述狭缝上形成入射光点；所述入射光点依次照射到所述准直物镜和所述衍射光栅后形成光谱带；所述光谱带通过所述准直物镜后照射到所述反射棱镜产生分光后的光谱带；所述分光后的光谱带射入到所述调焦物镜上，通过所述场镜及所述视场光栏的切割使所述分光后的光谱带成像到所述目镜上。所述狭缝的宽度为0. 01mm。所述看谱镜的尺寸为620 X 120 X 170mm，重量为3. 1kg。所述衍射光栅为1200条/mm、闪耀波长为500nm ；所述准直物镜的焦距为沈0讓，放大率为1/8.7。本实用新型提供的技术方案的有益效果是本实用新型提供了一种看谱镜，该看谱镜用衍射光栅替换玻璃棱镜作为光路色散光学器件，使看谱镜内的光学结构更加紧凑合理，调试更简易，并且通过减轻看谱镜的重量，使得移动更加方便，光谱视场更加宽大清晰、谱线亮度高以及检测分析结果更精确。

[0013]图1为本实用新型提供的看谱镜内的光学成像系统的结构示意图；图2为本实用新型提供的一种看谱镜的结构示意图。附图中所列部件列表如下所示1 观察窗；2 连接筒；[0017]3 亮度调节手柄；4 光学成像系统；[0018]5 波长鼓轮；6 护眼罩；[0019]7 调焦旋钮；8 手把；[0020]9 遥控开关；10 电极架[0021]11 圆盘电机架；12 弧光点；[0022]13 保护玻璃；14:反射镜;[0023]15 聚光镜；16 外监测窗反光镜[0024]17 狭缝；18 准直物镜；[0025]19 衍射光栅；20 反射棱镜；[0026]21 调焦物镜；22 场镜；[0027]23 视场光栏；24 目镜。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。衍射光栅19是利用多缝衍射原理使入射光源发生色散(分解为光谱)的光学元件。它是一块刻有大量平行等宽、等距狭缝(刻线)的平面玻璃或金属片。衍射光栅19的狭缝数量很大，一般每毫米几十至几千条。单色平行光通过衍射光栅19每个缝的衍射和各缝间的干涉，形成暗条纹很宽、明条纹很细的图样，这些锐细而明亮的条纹称作谱线。谱线的位置随波长而异，当复色光通过衍射光栅19后，不同波长的谱线在不同的位置出现而形成光谱。复色光通过衍射光栅19形成光谱是单缝衍射和多缝干涉的共同结果。衍射光栅19的分光性能由衍射光栅的光谱级次K和衍射光栅的结构参量(衍射光栅常数d和狭缝总数N)决定，衍射光栅的光谱一般有多级，每级对应一套光谱，在邻级光谱之间会发生重叠现象，测量波段受自由光谱范围的限制。衍射光栅19比棱镜容易获得较大的色散而且色散也比较均勻。因此，使用衍射光栅19作为看谱镜的色散光学器件，将大大提高分析谱线的分辨率，光谱范围更宽，视场更加清晰，分析精度更加准确。因此，选择精确规格的衍射光栅，以及对看谱镜内准直物镜18的校正，使整套看谱镜达到最优化。一种看谱镜，包括光学成像系统4，光学成像系统4包括保护玻璃13、反射镜14、聚光镜15、外监测窗反光镜16、狭缝17、准直物镜18、衍射光栅19、反射棱镜20、调焦物镜21、场镜22、视场光栏23和目镜M，入射光源经保护玻璃13照射到反射镜14上产生激发光，激发光通过聚光镜15的聚光后通过外监测窗反光镜16后照射到狭缝17上形成入射光点；入射光点依次照射到准直物镜18和衍射光栅19后形成光谱带；光谱带通过准直物镜18后照射到反射棱镜20产生分光后的光谱带；分光后的光谱带射入到调焦物镜21上，通过场镜22及视场光栏23的切割使分光后的光谱带成像到目镜M上。[0032]其中，通过目镜M，就能看到清晰明亮的光谱谱线了，通过衍射光栅19的角度转动得到光谱谱线的波长变化。其中，入射光源由电弧与样品激发产生的弧光点1发出。进一步地，由于高弧电源激发的光强强度非常强，为了使光谱明亮清晰的同时又不闪耀人眼，狭缝17的宽度优选为0. 01mm。进一步地，为了使整套看谱镜达到最优化，本实用新型实施例中的衍射光栅19为1200条/mm、闪耀波长为500nm ；准直物镜18的焦距为沈0讓，放大率为1/8. 7。进一步地，为了减少重量，方便携带，本实用新型实施例优选看谱镜的尺寸为620 X 120 X 170mm，重量为 3. 1kg。下面结合图2描述看谱镜的整体结构、工作原理和使用方法，详见下文描述看谱镜包括观察窗1、连接筒2、亮度调节手柄3、光学成像系统4、波长鼓轮5、护眼罩6、视度调节器7、手把8、遥控开关9、电极架10和圆盘电机架11，连接筒2的下部装有可转动的反射镜14、聚光镜15和保护玻璃13，保护玻璃座可方便的旋下，以更换保护玻璃13，通过螺钉可调整反射镜14的左右转动，以适应入射光源的左右变化。入射光源的光斑位于观察窗1的中间，连接筒2用工程塑料制成，能保证电极、接触板主体相互绝缘。亮度调节手柄3转动时通过丝绳拉动反射镜14旋转用以调节因入射光点上下位置变化，而引起的亮度变化。转动波长鼓轮5时可通过看谱镜内部的凸轮结构推动衍射光栅19旋转，使不同波长的曲线进入视场，同时自动补偿调焦量。护眼罩6起遮挡外界杂光用，通过转动视度调节器7可使不同视度的人获得清晰的光谱像。电极架10与电源的正极(火线)相连，松开手把8，可迅速更换棒状电极或圆盘电极架11。电源线从手把8内部通过，遥控开关9装在手把8上，按下遥控开关9后电源被接通，电弧发生器启动，电极间产生电弧；松开遥控开关9电源即被切断，电弧熄灭。其中，看谱镜的工作原理为电弧发生器或火花发生器(激发光源)，使被分析物质和电极之间产生电弧或火花，被分析的物质及组成电极的物质被电弧或火花激发射出入射光源来，此入射光源进入看谱镜后，经过衍射光栅19散射形成按波长次序排列的光谱带。不同元素被激发时，所形成的光谱带互不相同，观察不同元素在光谱带上的区别，即可测定被分析物质的化学成份。当光谱带中出现某一种元素的特征谱线时，即表明试样中有这种元素的存在，利用光谱线的亮度，可确定该元素含量的多少。其中，看谱镜的使用方法具体为将看谱镜的接触板座接触到被测物质表面，将电极的极距调到距被测物质2至3毫米，按动装在手把8上的遥控开关9，使电弧激发、产生入射光源，入射光源进入到看谱镜光路中，用眼观测目镜M有无光谱带出现。如果没有，应将波长鼓轮5调到0对45处，此时应产生绿色图谱。如果没有光谱带产生，可调节亮度调节手柄3使光谱带照射到目镜M上直到有光谱带出现为止；微调目镜M的调节钮可使指针更清晰，便于观察光谱带的波长位置；调节调焦旋钮7可使光谱谱线焦距变化从而适应视力不同人员。通过转动波长鼓轮5可使光谱带转动到所需要分析元素的位置，该看谱镜用于分析以下主要元素钢中的Cr、W、Mn、V、Mo、Ni、Co、Ti、Al、Nb、Zr、Si、Cu 等；铜合金中的Zn、Ag、Ni、Mn、Fe、Pb、Sn、Al、Be、Si 等；铝合金中的MgACiuMnJeASLSn 等。[0044]通过试验验证，该看谱镜的主要应用的范围和技术指标具体为可见光波长390 700nm ；分辨本领目视可分辨如下线对 Fe :507. 72nm、507. 98nm ；Mn :476. 59nm、476. 64nm ；灵敏度V :437. 92nm、含量 0. 04% ；Si :634. 70nm、含量 0. 25%。综上所述，本实用新型实施例提供了一种看谱镜，该看谱镜用衍射光栅替换玻璃棱镜作为光路色散光学器件，使看谱镜内的光学结构更加紧凑合理，调试更简易，并且通过减轻看谱镜的重量，使得移动更加方便，光谱视场更加宽大清晰、谱线亮度高以及检测分析结果更精确。本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种看谱镜，包括光学成像系统G)，其特征在于，所述光学成像系统(4)包括保护玻璃(13)、反射镜(14)、聚光镜(15)、外监测窗反光镜(16)、狭缝(17)、准直物镜(18)、衍射光栅(19)、反射棱镜(20)、调焦物镜(21)、场镜(22)、视场光栏和目镜04)，入射光源经所述保护玻璃(1 照射到所述反射镜(14)上产生激发光，所述激发光通过所述聚光镜(1 的聚光后通过所述外监测窗反光镜(16)后照射到所述狭缝(17)上形成入射光点；所述入射光点依次照射到所述准直物镜(18)和所述衍射光栅(19)后形成光谱带；所述光谱带通过所述准直物镜(18)后照射到所述反射棱镜00)产生分光后的光谱带；所述分光后的光谱带射入到所述调焦物镜上，通过所述场镜0 及所述视场光栏(23)的切割使所述分光后的光谱带成像到所述目镜04)上。
2.根据权利要求1所述的一种看谱镜，其特征在于，所述狭缝(17)的宽度为0.01mm。
3.根据权利要求1所述的一种看谱镜，其特征在于，所述看谱镜的尺寸为620 X 120 X 170mm,重量为 3. 1kg。
4.根据权利要求1所述的一种看谱镜，其特征在于，所述衍射光栅(19)为1200条/mm、闪耀波长为500nm ；所述准直物镜(18)的焦距为沈0讓，放大率为1/8. 7。
专利摘要本实用新型公开了一种看谱镜，属于光学领域，入射光源经保护玻璃照射到所述反射镜上产生激发光，所述激发光通过所述聚光镜的聚光后通过所述外监测窗反光镜后照射到所述狭缝上形成入射光点；所述入射光点依次照射到所述准直物镜和所述衍射光栅后形成光谱带；所述光谱带通过所述准直物镜后照射到所述反射棱镜产生分光后的光谱带；所述分光后的光谱带射入到所述调焦物镜上，通过所述场镜及所述视场光栏的切割使所述分光后的光谱带成像到所述目镜上。该看谱镜用衍射光栅替换玻璃棱镜作为光路色散光学器件，使看谱镜内的光学结构更加紧凑合理、调试更简易，通过减轻看谱镜的重量，使得移动更加方便，光谱视场宽大清晰、谱线亮度高，检测分析结果精确。
文档编号G01N21/63GK202305407SQ20112034972
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者王鑫, 郑洪伟 申请人:天津市新天光分析仪器技术有限公司