专利名称：Uv-2102pc+紫外可见分光光度计单色器光路结构系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种紫外可见分光光度计单色器光路结构系统。
技术背景分光光度计的分析原理是利用物质对不同波长光的选择吸收特性而建立起来的 分析方法。通常利用棱镜或光栅分光来取得单色光，使单色光连续地依次通过溶液，并测得 该溶液对每一波长的吸收，最后用硅光电池接收被吸收的光信号，并用现代电子技术和计 算机技术将光信号转化成量化的吸光度值和图谱曲线反映在液晶屏上或PC机上。通 过对吸收光谱的分析，便可判断分析对象的物质结构及化学成份。可广泛应用于化工、药 品、生化、冶金、轻工业、纺织、材料、环保、医学化验、教育等行业，是分析试验行业中重要的 质量控制仪器之一，是常规实验室的必备仪器。一台紫外可见分光光度计在结构上，可由光 源，单色器，样品室，检测器，放大控制系统和结果显示系统等六大部分组成。其结构方框图 如下所示其中单色器为分光光度计的核心部件，单色器是将光源发射的复合光分解为单 色光并可从中分出任一波长单色光的光学装置。单色器由入射狭缝、准直装置(透镜或反 射镜)、色散元件(棱镜或光栅)、聚焦装置(透镜或凹面反射镜)和出射狭缝等五部分组 成一个完整的色散系统。并安装在一个不透光的暗盒中。传统的紫外可见分光光度计的单 色器结构如图1所示，它的功能是提供紫外或可见的单色光。从图1可看出，光源部分已是 单色器的一部分了。光源部分由钨灯4、氘灯1、凹面反射镜5和灯源切换镜3组成；而这些 光学组件都安装在灯室架6上，灯室架6是它们的安装基准面。钨灯4是可见和近红外光 谱区的光源。适用的波长范围为250-2000nm。氘灯1是目前用于紫外分光光度计中最理想 的紫外光源，适用的波长范围为185-400nm。氘灯1工作时，光源能量的最大值在230nm附 近，并在可见区有486. Onm和656. Inm两根特征谱线，可用作对仪器波长准确度校正用。如 图1所示，暗盒10内的光学元件有滤光片13、准直镜8、光栅11、平面反射镜12，它们都呈 倒挂状安装在暗盒10上，其安装基准为暗盒10顶面。传统的UV2102系列紫外可见分光光度计的单色器的光路结构如图2所示。它的 光路走向是钨灯M发出的白光(波长为250-2000nm)通过灯源切换镜23改变方向而打 在凹面反射镜22上，经凹面反射镜22汇聚成像(矩形光斑)到入射狭缝21上；或者是氘 灯25发出的粉红色光(波长为185-400nm)，由于此时程序控制使灯源切换镜23抬起，所以 就直接打在凹面反射镜22上，经凹面反射镜22汇聚成像(圆形光斑)到入射狭缝21上。 经入射狭缝21向前的光被平面反射镜沈反射到准直镜观上。准直镜观又将光反射到光 栅27上，由于光栅有分光功能，经光栅27反射的光就是由单色光按波长大小顺序排列的单 色光谱带。光谱带又照在准直镜观上，由于入射角已发生变化，照在准直镜观的部分单色 光被反射到滤光片20，经滤光片20进一步滤光后由出射狭缝19经凸透镜18汇聚后射向样 品溶液，光经样品溶液吸收后最后落在硅光电池接收器上。该单色器自动选波长，它是这样 实现的如图2，丝杆电机带动丝杆15转动，丝杆15转动带动丝杆螺母16平移，从而推动正 弦臂17转动，由于正弦臂17和光栅27装配成一体，所以正弦臂转17动又带动光栅27转动。由于光栅27已将复合光分解成按波长大小顺序排列的单色光谱带，现在光栅27的转 动导致反射在准直镜观上部分单色光更换了。比如刚才是绿色，现在已转成红色，最后由 准直镜观反射到滤光片20上的光也有绿变为红了。光变了，那么滤光片20上起作用的滤 光片颜色也要变，不然想要的光被滤掉了，不想要的光漏出去了。所以滤光片电机又带动滤 光片20作相应转动以使相应的滤光片置于光路上。单色器要求光路在同一光轴平面，光路 中心要均勻对称照在或通过光学元件，为此单色器装调最终有一道摆光工艺，目的是要让 光源发出的光在硅光电池上成出最亮的实像，这样才能使仪器产生的光谱曲线和光学标准 曲线吻合，这样的仪器波长精度和光度精度误差小，目前UV2102系列的波长精度为0. 3nm, 光度精度0.3% T0由上述可见，传统的UV2102系列单色器结构存在如下缺点(1)灯源部分的光学 元件和暗盒部分光学元件安装基准不一样，称为组合式结构，如图1所示这样光路中心很 难保证在一个光轴平面；( 灯源部分的光学元件和暗盒部分光学元件安装方向不一样， 暗合外正向暗合内倒挂安装，装调和摆光翻来翻去；(3)暗合内空间狭小装配摆光困难，费 工时；(4)装配环节多，很难保证光路一致性；( 摆光一次合格率差在80%，要多次反复； (6)售后服务困难，暗盒内的光学元件取不出，要拆整个单色器，这样打到光电池上的光位 置变了如图3，要重新调试检验。
发明内容本实用新型的目的在于，开发一种全新的开放式单色器光路结构，具有光路精确， 维修方便的优点。具体来说，本实用新型的UV-2102PC+紫外可见分光光度计单色器光路结构系统， 所述系统包括若干光学元件，其特征在于，所述光学元件固定在单色器底板的同一光学平 台之上ο比较好的是，所述光学元件包括氘灯，灯源切换镜，钨灯，凹面反射镜和准直镜，均 为正向安装。比较好的是，所述单色器底板上还包括一暗室盖，所述暗室盖为可拆卸安装在所 述单色器底板上。比较好的是，所述系统还包括灯室围板、灯室盖板，复合光和单色光被所述灯室围 板、所述灯室盖板和所述暗盒盖自然分成两部分且各自密闭，其中所述灯室围板内为复合 光，所述暗盒盖内为单色光。比较好的是，所述系统进一步包括驱动光栅的丝杆组，所述丝杆组的位置降低且 固定在所述光学平台上。本实用新型的系统具有以下特点(1)所有光学元件安装在同一光学平台上，这 样光路中心能保证在一个光轴平面；( 所有光学元件统一正向安装，方便装调和摆光； (3)宽敞的空间，光路走向一目了然，容易发现错误；(4)生产效率高；( 摆光一次合格率 高；(6)售后服务简单易操作。
下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本实用新型的详细描述 中，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。[0014]图1 (a)、(b)分别是传统紫外可见分光光度计的单色器的顶面和底面结构图；图2是传统的UV2102系列紫外可见分光光度计的单色器的光路结构；图3是传统的UV2102系列紫外可见分光光度计的结构图；图4(a)是本实用新型的开放式单色器光路结构系统的外部示意图；图4(b)是本实用新型的开放式单色器光路结构系统去除暗室盖30后的结构示意 图。
具体实施方式
图4(a)和(b)所示单色器是本实用新型的开放式单色器光路结构系统的内外结 构示意图。该结构不同于现有技术之处在于，包括氘灯，灯源切换镜，钨灯，凹面反射镜和准 直镜等所有的传统光学元件全部固定在单色器底板33的同一光学平台之上，光路精度有 保证；将图1中传统暗盒10和灯室架6的拼装结构改进为一块单一的单色器底板33，光 学元件正向放置，因此其视觉宽敞，光路走向清晰直观，方便摆光，容易纠错，更容易演示教 学；其次，传统暗盒10既是光学元件安装基准，又负责将单色器(如图1(a))安装到仪器上 (如图3)。暗盒10内的光学元件被暗盒10遮盖，观察和维护更换光学元件要拆整个单色 器，很不方便。图4(b)中光学元件相互独立，且安装在同一单色器底板33上。其密封结构 暗室盖30是安装在单色器底板33上，可以单独取下来观察和维护更换光学元件而不需要 拆单色器底板33。这样在调试或维修时只需动相应的光学元件，而不需要动整个单色器，光 路精度容易保证；其次它的复合光和单色光被灯室围板35、灯室盖板32和暗盒盖30自然 分成两部分且各自密闭。灯室围板35内为复合光，暗盒盖30内为单色光。这样仪器的杂 散光低，光学元件很少有灰尘污染提高了光学元件使用寿命，降低用户的仪器维护成本；另 外驱动光栅的丝杆组(如图4(a)中圈出部分)位置降低且固定在光学平台上，外有密封罩 内，振动和噪音减小，少灰尘侵蚀和热源烘烤，免维护。目前这种新的单色器已投入批量生 产，它使生产效率大幅提升，摆光一次合格率达95%，装调工时降低20%。开放式单色器使 仪器少维护。更换光学元件不动光路。以上诸实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领 域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化， 因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴应由各权利要求限定。
权利要求1.UV-2102PC+紫外可见分光光度计单色器光路结构系统，所述系统包括若干光学元 件，其特征在于，所述光学元件固定在单色器底板的同一光学平台之上。
2.根据权利要求1所述的UV-2102PC+紫外可见分光光度计单色器光路结构系统，其特 征在于，所述光学元件包括氘灯，灯源切换镜，钨灯，凹面反射镜和准直镜，均为正向安装。
3.根据权利要求1或2所述的UV-2102PC+紫外可见分光光度计单色器光路结构系统， 其特征在于，所述单色器底板上还包括一暗室盖，所述暗室盖为可拆卸安装在所述单色器底板上。
4.根据权利要求3所述的UV-2102PC+紫外可见分光光度计单色器光路结构系统，其特 征在于，所述系统还包括灯室围板、灯室盖板，复合光和单色光被所述灯室围板、所述灯室 盖板和所述暗盒盖自然分成两部分且各自密闭，其中所述灯室围板内为复合光，所述暗盒 盖内为单色光。
5.根据权利要求4所述的UV-2102PC+紫外可见分光光度计单色器光路结构系统，其特 征在于，所述系统进一步包括驱动光栅的丝杆组，所述丝杆组的位置降低且固定在所述光学平台上。
专利摘要本实用新型涉及UV-2102PC+紫外可见分光光度计单色器光路结构系统，所述系统包括若干光学元件，所述光学元件固定在单色器底板的同一光学平台之上。本实用新型具有以下特点(1)所有光学元件安装在同一光学平台上，这样光路中心能保证在一个光轴平面；(2)所有光学元件统一正向安装，方便装调和摆光；(3)宽敞的空间，光路走向一目了然，容易发现错误；(4)生产效率高；(5)摆光一次合格率高；(6)售后服务简单易操作。
文档编号G01J3/42GK201885799SQ20102053766
公开日2011年6月29日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者孔小彤, 董先俊 申请人:尤尼柯(上海)仪器有限公司