专利名称：硅酸盐智能分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及硅酸盐材料分析仪器技术领域，特别是一种硅酸盐智能分析仪。
背景技术：
现在技术中，要完成硅酸盐中K、Na、Si、Al、Fe、Ca、Ti、Mg的八种常规元素的分析，常规手段采用重量法、容量法、光度法等多种分析方法配合进行，需要2-3天才能完成一个样品的分析，如需扩展到其他元素的分析，所要的时间就更长。目前，有一种硅酸盐多元素快速分析仪，它有5个测试通道，分别用注射器输入样品溶液，采用单色发光二极管作光源，接收器采用硅光电池，通过调整发光二极管输入电压调整光的强度，用微标尺调整高浓度偏离比尔定律。由于采用发光二极管，所以光波波长不可调整，用微标尺纠偏，则范围有限，对高浓度的样品测定则准确度差，如对Al2O3含量高于80％的样品不能测试；采用硅光电池，精度低，准确度差；并且每次测试都需要手动纠偏调整和调零，操作麻烦。

发明内容
本实用新型要解决的技术问题是对硅酸盐材料分析过程中，(1)在高浓度偏离比尔定律情况下，都能测试分析，且分析精度和准确度高；(2)结构要简单，操作要方便。
本实用新型所提出的技术解决方案是这样的一种硅酸盐智能分析仪，包括连接了打印机的微型电子计算机，线性放大电路将检测信号放大后送至A/D转换电路，该A/D转换电路将检测信号转换后送入单片机，经单片机处理后送至微型电子计算机，还设有相邻的光源框1、单色框4、试样框11、接收框12，所述光源框1内设有复合光源3、截止滤光片2和聚光镜22，单色框4内设有单色光源，所述试样框11内设有微量流动池15及位于其前、后的接收光门14和聚光镜17，该试样框11一外侧还设有自动进样器10，接收框12内设有光电传感器13；所述光源框1内的复合光通过截止滤光片2、聚光镜22和入射狭缝21后成为一束复合光，经单色框4分色后，从出射狭缝18得到一束所需波长的单色光，经试样框11内的聚光镜17聚光后透射过微量流动池15内被测溶液，从接收光门14射到光电传感器13，该光电传感器13输出检测信号至线性放大电路输入端。所述自动进样器10内设有蠕动泵8，其输出端通过导管与所述的微量流动池贯通连接。所述单色框4内设有反射镜20、准直镜5、光栅9、滤光片19、步进电机6、所述步进电机6通过波长传动机构7与光栅9连接，该步进电机6亦通过另一联动机构与光源框1内的截止滤光片2联动。所述光源框1和单色框4之间对应聚光镜22和反射镜20的框壁设有入射狭缝21。所述单色框4和试样框11之间对应准直镜5和聚光镜17的框壁设有出射狭缝18。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果1、现有硅酸盐元素分析仪对高含量、大范围成份的测定往往因偏离比尔定律而造成很大的误差；本实用新型采用智能调整测试波长和其他参数来纠正偏差，能较好地完成高浓度样品的测定工作。
2、常规光度计通常采用手工向比色皿中倒入显色液，速度慢，操作不方便；采用真空泵抽取溶液，不适于小体积的微量溶液；而本实用新型采用计算机控制蠕动泵抽取溶液，加之采用微量流通比色皿，故排液时残留少，操作方便。
3、现有的硅酸盐快速分析仪波长固定，每次测定前需要手动调零和调整纠偏系数。本硅酸盐智能分析仪由计算机自动调零和调整纠偏系数，测定方便，操作简单。


图1是本实用新型一个实施例的测试部分结构示意图。
图中1、光源框；2、截止滤光片；3、光源(卤钨灯)；4、单色框；5、准直镜；6、步进电机；7、波长传动机构；8、蠕动泵；9、光栅；10、自动进样器；11、试样框；12、接收框；13、光电传感器；14、接收光门；15、微量流动池；16、流动池支架；17、聚光镜；
18、出射狭缝；19、滤光片；20、反射镜；21、入射狭缝；22、聚光镜。
具体实施方式
通过下面实施例对本实用新型作进一步详细阐述。
参见图1所示，本实用新型一个实施例的结构包括光路部分、自动进样部分、信号处理部分、计算机和打印机。光路部分包括四个框，第一框为光源框1，由光源3、截止滤光片2、聚光镜22组成，光源采用12V30W的插入式卤钨灯，卤钨灯3装在灯架上，截止滤光片2是由深红、黄、白、紫四种单色滤光片组成的圆型光盘，其支架与波长调整步进电机6通过皮带连接，当调整波长时，截止滤光片2也自动调整。聚光镜22采用凹型球面反射镜，它起到准直和聚光的双重作用。第二框为单色框，包括入射狭缝21、反射镜20、准直镜5、光栅9、波长传动机构7和步进电机6。狭缝组件包括入射狭缝21和出射狭缝18，入射狭缝21和出射狭缝18均为0.9mm的等宽固定狭缝，其单色光半宽度为6nm，由于入射狭缝21和出射狭缝18不在同一平面上，因此大大减少了仪器的杂散光。反射镜20采用一块平面小反光镜，通过调节其固定螺钉可改变入射光的反射角度，使光斑正确打在准直镜5上。准直镜5也是一块凹形球面反射镜，光栅9在单色器中主要起角散作用，它采用1200条/mm的复制平面光栅，安装在光栅滑动座架上，通过光栅架后面的三个螺钉可改变光栅色散光的位置，由于光栅的色散是线性的，因此可采用线性传动机构使匀排光谱照射在出射狭缝18上。步进电机6通过波长传动机构7使光栅转动，以改变仪器出射单色光的波长值，而步进电机6是由单片机控制其步进的。另外，步进电机6通过一套波长联动机构与截止滤光片2联动，使波长值与截止滤光片2同步。第三框为试样框11，由聚光镜17、流动池架16、微量流动池15和接收光门14组成。聚光镜17为球型凸透镜，微量流动池15容积为400ul，光径为10mm。该流动池15的一端有同被测试溶液连通的导管，其另一端与自动进样器10的蠕动泵8输出端连通。该蠕动泵8由单片机控制，泵量可在计算机上调整。光电接收部分装在接收框12内，其光电传感器13采用精度高的光电倍增管，分辨率高，线性好。
信号处理部分由线性放大电路、滤波电路、A/D转换和下位单片机系统组成，这些都是已有技术之市售产品。计算机可采用PC兼容机或工业计算机。计算机预先大概测试样品含量，再根据样品测试的浓度调整测试波长，然后进行测试。
具体测试过程如下卤钨灯3发出的连续复合光经截止滤光片2选择滤光，聚光镜22聚光后经单色器入射狭缝21，此狭缝正好处于聚光镜22的焦平面上，因此进入单色器的复合光通过平面反射镜20反射及准直镜5准直变成平行光射向色散元件光栅9，光栅9将入射的复合光通过衍射成按照一定顺序均匀排列的连续单色光谱，此单色光谱重新回到准值镜5上。由于本仪器出射狭缝18设置在准直镜5的焦平面上，这样，从光栅9色散出来的光谱经准直镜5聚光后成像在出射狭缝18上，出射狭缝18选出固定带宽的单色光通过聚光镜17聚光落在试样框11内装有被测样品的微量流动池15中心，样品吸收后透射的光经接收光门14射向光电倍增管13阴极面。测定时计算机根据测定样品的测量范围控制步进电机6，通过波长传动机构7调整测定波长，将样品溶液经蠕动泵8输出至微量流动池15中，光电倍增管17将光信号转变为电信号，经放大、滤波、A/D转换后送入单片机，单片机进行简单的数据处理后传送到计算机，计算机计算出被测元素的含量。
权利要求1.一种硅酸盐智能分析仪，包括连接了打印机的微型电子计算机，线性放大电路将检测信号放大后送至A/D转换电路，该A/D转换电路将检测信号转换后送入单片机，经单片机处理后送至微型电子计算机，其特征在于还设有相邻的光源框(1)、单色框(4)、试样框(11)、接收框(12)，所述光源框(1)内设有复合光源(3)、截止滤光片(2)和聚光镜(22)，单色框(4)内设有单色光源，所述试样框(11)内设有微量流动池(15)及位于其前、后的接收光门(14)和聚光镜(17)，该试样框(11)一外侧还设有自动进样器(10)，接收框(12)内设有光电传感器(13)；所述光源框(1)内的复合光通过截止滤光片(2)、聚光镜(22)和入射狭缝(21)后成为一束复合光，经单色框(4)分色后，从出射狭缝(18)得到一束所需波长的单色光，经试样框(11)内的聚光镜(17)聚光后透射过微量流动池(15)内被测溶液，从接收光门(14)射到光电传感器(13)，该光电传感器(13)输出检测信号至线性放大电路输入端。
2.根据权利要求1所述的硅酸盐智能分析仪，其特征在于所述自动进样器(10)内设有蠕动泵(8)，其输出端通过导管与所述的微量流动池贯通连接。
3.根据权利要求1所述的硅酸盐智能分析仪，其特征在于所述单色框(4)内设有反射镜(20)、准直镜(5)、光栅(9)、滤光片(19)、步进电机(6)、所述步进电机(6)通过波长传动机构(7)与光栅(9)连接，该步进电机(6)亦通过另一联动机构与光源框(1)内的截止滤光片(2)联动。
4.根据权利要求1所述的硅酸盐智能分析仪，其特征在于所述光源框(1)和单色框(4)之间对应聚光镜(22)和反射镜(20)的框壁设有入射狭缝(21)。
5.根据权利要求1所述的硅酸盐智能分析仪，其特征在于所述单色框(4)和试样框(11)之间对应准直镜(5)和聚光镜(17)的框壁设有出射狭缝(18)。
专利摘要一种硅酸盐智能分析仪，属于硅酸盐材料分析仪器技术领域。本实用新型要解决的技术问题是对硅酸盐材料分析过程中，在高浓度偏离比尔定律情况下，都能测试分析，且分析精度和准确高；同时结构要简单，操作要方便。为此设有光源框、单色框、试样框、接收框，光源框内设有复合光源、截止滤光片和聚光镜，单色框内设有单色光源，试样框内设有微量流动池、光门和聚光镜，设在试样框外侧的自动进样器通过导管与流动池连通，接收框内设有光电传感器，各框之间还设有狭缝组件。被检测信号经放大、滤波、A/D转换后送入单片机，经处理后送至计算机计算出被测元素的含量。
文档编号G01N21/25GK2599567SQ0322393
公开日2004年1月14日 申请日期2003年2月28日 优先权日2003年2月28日
发明者常文飞, 阳锋, 彭兆斌 申请人:佛山市艾科电子工程有限公司