[发明专利]动态调节系统能量的分光光度计及其动态调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及采用光学测量方法的通用测量装置领域，尤其涉及到一种分光光度计。

背景技术

分光光度计是利用物质对光的选择吸收现象，进行物质的定性和定量分析的光电式分析仪器，也是一种光谱仪器。根据电磁辐射原理，不同的物质具有不同的选择吸收，也即具有不同的吸收光谱。通过对吸收光谱的分析可方便的判断物质的内部结构和化学组成。分光光度计是分光仪器和光度计的一种组合。按工作光谱原理的不同，分光光度计可分为研究物质分子吸收光谱的分光光度计、研究物质中原子吸收的原子吸收分光光度计、研究物质分子荧光发射的荧光分光光度计和研究物质原子荧光发射的原子荧光分光光度计等。由于分光光度法具有分析精度高、测量范围广、分析速度快、样品用量少等优点，分光光度计已成为现代化分析实验室必备的常规仪器之一。

分光光度计中必不可少的一个组成部分是光电检测器，光电检测器将光信号转换为电信号，目前常用的光电检测器是光电倍增管，光电倍增管的使用方法如图1所示，阴极由于外光电效应而产生光电子，多级分离式倍增级进行二次电子倍增，最后经过阳极输出。R1~R6是分压电阻，将各倍增级上加上电压。实际使用中，也可以选用更多或更少的分压电阻。在使用光电倍增管作为光电检测器的分光光度计中，需要给光电倍增管提供一个负高压，当负高压越高时，光电倍增管输出的电流越大。可以得到不同负高压和电流增益之间的关系式，其关系式见公式(1)。

V1V2=(μ1μ2)1(k*n)---(1)]]>

其中，V₁和V₂是不同的负高压，μ₁是对应负高压V₁的光电倍增管的电流增益，μ₂是对应负高压V₂的光电倍增管的电流增益，n是光电倍增管的级数，也就是使用的光电倍增极的个数，例如，图1所示电路中，使用了5个光电倍增极，n的取值就是5，k是常数，由光电倍增管电极的构造和材料决定，一般在0.7~0.8范围之内。利用公式(1)，根据当前的负高压和电流增益以及一个目标电流增益，就可以推算出需要达到目标电流增益所需要的负高压。

由于光源的能量随波长的变化而变化，衍射光栅存在闪耀波长，在闪耀波长附近的波长的光强度较高，其他波长的光强度较弱，为了获取适合的系统能量，这里的系统能量指的是光电倍增管的输出电压，一般的做法是将系统设置到某个波长，通过做实验获得一个合适的负高压，当需要对某一波段的光进行光电转换时，就对光电倍增管施加预先得出的基于这一波段的负高压，负高压是固定不可调整的。

这种按照波长分段设置固定负高压的方式存在如下的一些缺点，例如当需要把全波段的能量都提高到比较适合的时候，分段计算量较大；另外，随着使用时间的延长，当光源老化或器件老化时，光源能量会降低，光源向系统中提供光能量，如果光源的能量降低了，系统中其他部件即使工作正常也会导致整个系统能量降低，表现为光电倍增管转换后的电流降低，这样取样电阻上的电压也降低，系统能量也就降低了。系统能量不能够时刻保证在适合的能量范围，势必会影响到系统的测量精度，此时，最有效的办法是通过提高负高压的方式来提高系统能量，负高压越高，输出的系统越高。可是采用上述负高压固定不可调的方式难以解决上述问题。