[发明专利]一种基于多级波长校准的二极管阵列检测器及校准方法

权利要求书

1.一种基于多级波长校准的二极管阵列检测器，由光路部分和电路部分组成；所述电路部分包括信号采集电路、控制电路及计算机接口电路；所述的光路部分包括光源、椭球面反射镜、石英窗口、样品池、狭缝、凹面平场光栅、滤光片、二极管阵列探测器及各部件的安装支架，其特征为：

所述光路部分还包括镜片切换机构和超环面镜，所述镜片切换机构包括两种状态：打开状态和钬玻璃校准状态，当需要钬玻璃进行波长校准时，钬玻璃校准镜片会被切换至光路中，变为钬玻璃校准状态；当需要光源进行波长校准或正常工作时，钬玻璃校准镜片会移出光路，变为打开状态，

其中，光源发出的光线利用椭球面反射镜进行汇聚，汇聚后的光线依次通过石英窗口和镜片切换机构聚焦到样品池中心，经样品吸收后，出射光利用超环面镜汇聚到狭缝处，通过狭缝的光线经过凹面平场光栅的分光，形成光谱并由二极管阵列探测器接收光谱各波长下的光强信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于多级波长校准的二极管阵列检测器，其特征为：所述光源采用氘灯光源或组合光源，所述组合光源包括具有中心通光结构的氘灯和钨灯，所述的组合光源中的钨灯前端有聚焦透镜，可将钨灯发出的光聚焦在氘灯的发光点处，保证发光点重合，以此提高可见区光能量。

3.根据权利要求1所述的一种基于多级波长校准的二极管阵列检测器，其特征为：所述的二极管阵列探测器的阵列数为128、256、512或1024中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种基于多级波长校准的二极管阵列检测器，其特征为：所述狭缝为动态可变宽度狭缝，可根据使用需要，通过控制电路系统，自动切换狭缝宽度。

5.根据权利要求1所述的一种基于多级波长校准的二极管阵列检测器，其特征为：所述样品池外壁上设置有加热及测温装置，所述的二极管阵列探测器的前端具有滤光片结构。

6.根据权利要求1所述的一种基于多级波长校准的二极管阵列检测器，其特征为：所述超环面镜和所述凹面平场光栅均连接有调整支架，所述调整支架具有4个自由度，可在调试时实现左右、上下偏转、沿轴旋转、沿轴前后位移操作。

7.一种利用权利要求1-6中任意一项所述的基于多级波长校准的二极管阵列检测器的校准方法，其特征在于，所述校准方法利用氘灯的特征发射光谱以及钬玻璃的特征吸收光谱进行联合校准。

8.根据权利要求7所述的校准方法，其步骤包括：

S01.点亮光源，将镜片切换机构调整至打开状态；

S02.二极管阵列探测器采集并记录当前条件下的光源光谱图数据，数据形式为阵列编号与能量一一对应的数列；

S03.利用上位机计算得到光源的若干个特征波长及对应的的阵列编号；

S04.控制镜片切换机构将钬玻璃校准镜片切入光路，变为钬玻璃校准状态；

S05.二极管阵列探测器采集并记录当前条件下的透过光的光谱图数据，数据形式为阵列编号与能量一一对应的数列；

S06.利用上位机对透过光的光谱图数据和光源的光谱图数据进行计算，计算出相同阵列编号的能量比值，即可得到不同阵列编号的透过率数据；

S07.以阵列编号为横坐标，透过率数据为纵坐标作图，并与钬玻璃标准透过光谱进行对比，得到钬玻璃的若干个特征波长及对应的阵列编号；

S08.对光源与钬玻璃的若干标准波长值及对应的阵列编号进行线性或三次曲线拟合，得到阵列编号与波长值的函数对应关系；

S09.将得到的函数对应关系写入二极管阵列检测器的软件中，完成二极管阵列检测器的波长校准过程。