[实用新型]一种光度计灯源切换机构、单色器及紫外可见分光光度计

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光度计领域，尤其是一种光度计灯源切换机构、单色器及紫外可见分光光度计。

背景技术

传统的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T％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分。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101，单色器102，样品室103，检测放大控制系统104和结果显示系统105等几大部分组成。其结构方框图如图1所示。

进一步地，图2(1)、图2(2)给出了应用图1中的紫外可见分光光度计应用在紫外可见分光光度计光路系统的示意图和系统组成图。

从图2(1)可看出，光源11部分由钨灯1、氘灯3、反射镜4、切换镜2及进狭缝5组成。钨灯1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3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3工作时，光源能量的最大值在230nm附近，并在可见区有486.0nm和656.1nm两根特征谱线，可用作对仪器波长准确度校正用。

单色器12部分包括：平面反射镜6、准直镜7、紫外光栅8、滤光片9、出狭缝10、透镜Ⅰ11。紫外光栅8是色散元件，它能将复合白光色散成单色光并按波长由大到小的顺序排列，形成光谱带。由于光栅光谱中存在着级次之间的光谱重迭问题，故要采用滤光片9来消除光谱重迭问题。样品室是参比样品或被测样品安置的暗室，因此，要求其内部黑色无光，密封无尘，内部容积愈大愈好，涂层(镀层)抗腐蚀。应能放置各种类型、不同光程比色皿，吸收池和相应的池架附件，如积分球、反射部件、荧光附件、恒温附件、流动池、自动样品架等。

检测放大控制系统104包括：光电池14和运算放大器，光电池14能将光信号转化为电信号，运算放大器将信号放大后经A/D转换后送至CPU，再由CPU并送至显示器显示或打印机输出。

上述结构的光学系统，其工作流程是：如图2(1)，钨灯1发出的白光(波长为250-2000nm)通过切换镜2改变方向而打在反射镜4上，经反射镜4汇聚成像(矩形光斑)到进狭缝5上；或者是氘灯3发出的粉红色光(波长为185-400nm)，由于此时程序控制使切换镜2抬起，所以就直接打在反射镜4上，经反射镜4汇聚成像(圆形光斑)到进狭缝5上。经进狭缝5向前的光被平面反射镜6反射到准直镜7上。准直镜7又将光反射到紫外光栅8上，由于紫外光栅8有色散功能，经紫外光栅8反射出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7上，由于入射角已发生变化，照在准直镜7的部分单色光被反射到滤光片9，经滤光片9进一步滤光后由出狭缝10经透镜Ⅰ11汇聚后射向样品12溶液，光经样品12溶液吸收后，经透镜Ⅱ13汇聚最后落在光电池14接收器上。

一台紫外可见分光光度计的光源101分为可见部分和紫外部分,波长范围在190nm-1100nm。其中190nm-339nm为紫外光，由氘灯3提供，氘灯3是目前用于紫外分光光度计中最理想的紫外光源；340nm-1100nm为可见光，由卤钨灯1提供。卤钨灯1是常用的可见和近红外光谱区的光源。目前还没有能提供190nm-1100nm全波段的单一光源，所以常用仪器的光源是由两种光源分段提供的，在340nm是个切换点，在340nm以前是由氘灯3提供光源，在340nm及以后由钨灯1提供光源。其工作原理如下：仪器接通电源后，钨灯1和氘灯3都点亮,当仪器的波长选定在340nm-1100nm时，如图2(3)所示，步进电机15驱动切换镜座16转到水平位置，使得切换镜2置于光路中，这样钨灯1发出的可见光通过切换镜2平面反射后，打在反射镜4上，通过反射镜4的凹面汇聚，将可见光汇聚在进狭缝5的狭缝中，从而实现给单色器提供可见光源。此时的氘灯3发出的紫外光被切换镜座16遮挡，打不到反射镜4，所以就打不到进狭缝5的狭缝中。