双光束紫外分光光度计基本原理与构造

1、WGZ-8紫外分光光度计 -基本原理和构造2. 1基 本 原 理如 图 3-1所 示 , 由 光 源 D (或 W 发 出 的 复 合 光 , 经 分 光 器 G 色 散 为 单 色 光 , 此 单 色 光 经 旋 转 扇 形 镜 调 制 为 1500转 /分 钟 的 交 变 信 号 , 并 分 成 S 和 R 两 束 。 此 两 束 光 分 别 通 过 样 品 池 和 参 比 池 而 到 达 接 受 器 B 。 扇 形 镜 构 造 如 图 2-2所 示 , R 为 反 射 光 束 , S 为 透 射 光 束 , D 为 不 透 也 不 反 的 背 景 , 因 此 , 由 接 受 器 (光 电

2、 倍 增 管 输 出 如 图 2-3所 示 的 电 信 号 。 与 扇 形 镜 同 步 旋 转 的 编 码 器 分 别 控 制 三 路 信 号 的 通 断 , 使 之 依 次 通 过 放 大 、 转 换 及 运 算 处 理 系 统 , 并 将 扣 除 背 景 D 之 后 的 透 射 比 输 出 。 图 2-1工 作 原 理 示 意 图图 3-2扇 形 镜 图 2-3输 出 信 号 示 意 图2. 2构 造2. 2. 1光 学 系 统 仪 器 的 光 学 系 统 如 图 3-4所 示 图 2-4光 路 系 统 原 理 图由 光 源 D (或 W 发 出 的 光 能 , 经 反 射 镜 M1聚 焦

3、 在 入 射 狭 缝 S 处 。 入 射 狭 缝 置 于 准 光 镜 M2的 前 焦 点 上 , 故 经 M2反 射 后 的 光 束 变 为 平 行 光 束 , 其 相 对 口 径 为 D/f=1/7.5。 经 光 栅 G (1200L/mm 色 散 后 , 由 M3聚 焦 在 出 射 狭 缝 S处 。 这 一 单 色 器 采 用 了 对 称 式 布 置 的 Zeny-Turner 系 统 。 从 而 保 证 了 轴 外 象 差 的 自 动 平 衡 和 较 低 的 杂 散 光 。 M2与 M3是 完 全 相 同 的 一 对 球 面 镜 ,保 证 了 光 路 系 统 的 完 全 对 称 。 在

4、入 射 狭 缝 前 , 置 有 消 除 高 级 次 光 谱 的 截 止 滤 光 片 F , 扫 描 过 程 中 , 滤 光 片 自 动 切 换 。 通 过 出 射 狭 缝 的 单 色 光 , 经 M4反 射 及 旋 转 扇 形 镜 (CH 调 制 后 , 交 替 投 射 在 反 射 镜 M5、 M6上 , 从 而 使 光 束 分 成 频 率 为 25C/S的 双 光 束 (及 R 和 S 两 束 光 , 它 们 经 M5、 M6分 别 聚 焦 在 样 品 池 和 参 比 池 上 , 通 过 样 品 池 和 参 比 池 后 , 再 经 过 M7、 M8交 替 会 聚 到 光 电 倍 增 管 的

5、接 受 面 上 。 因 为 该 仪 器 采 用 了 双 光 束 不 等 比 100%T 自 动 平 衡 原 理 , 两 束 光 是 从 不 同 角 度 入 射 到 接 受 器 靶 面 的 。旋 转 扇 形 镜 (CH 的 结 构 如 图 3-2所 示 , 在 3600范 围 内 分 作 四 部 分 , 1/4为 反 射 部 分 , 1/4为 透 射 部 分 ,其 余 为 既 不 透 射 也 不 反 射 的 背 景 。当 反 射 部 分 进 入 光 路 时 ,参 比 光 束 到 达 接 受 器 ,而 当 透 射 部 分 进 入 光 路 时 ,则 样 品 光 束 到 达 接 受 器 。当 背 景

6、反 射 不 可 能 完 全 为 0时 ,将 有 一 个 很 低 电 平 的 信 号 输 出 ,因 而 接 受 器 输 出 了 如 图 3-3所 示 的 电 信 号 。2. 2. 4光 源 转 换仪 器 光 源 由 氘 灯 和 溴 钨 灯 组 成 , 换 灯 波 长 可 在 340-360nm 之 间 选 择 , 通 常 情 况 下 为 360nm 。 本 仪 器 的 光 源 转 换 是 通 过 转 动 反 射 聚 焦 镜 M1实 现 的 。 M1的 转 动 则 是 由 微 机 控 制 步 进 电 机 驱 动 的 。 M1的 转 动 中 心 线 与 电 机 轴 线 一 致 , 在 灯 座 旁 设

7、 有 检 零 片 , 当 检 零 片 通 过 光 电 开 关 时 , 就 给 出 了 步 进 电 机 转 动 的 初 始 位 置 , 其 结 构 原 理 如 图 2-9所 示 。 图 2-9光 源 转 换2. 2. 5电 路 原 理图 3-10为 整 机 电 子 电 路 及 数 据 处 理 单 元 原 理 框 图 。 图 2-10 整 机 电 子 线 路 及 数 据 处 理 单 元 原 理 图被 调 制 的 光 信 号 投 射 在 光 电 倍 增 管 上 ,转 换 成 相 应 的 电 信 号 ,由 于 光 电 倍 增 管 是 一 种 高 阻 抗 电 流 器 件 , 所 以 前 置 放 大 器

8、采 用 高 阻 抗 输 入 , 以 转 换 成 电 压 信 号 , 并 线 形 地 进 行 适 度 放 大 。 被 放 大 了 的 模 拟 信 号 , 馈 入 A/D转 换 单 元 , 转 换 成 数 字 量 , 最 终 通 过 微 型 计 算 机 进 行 适 当 的 数 据 处 理 , 并 通 过 终 端 装 置 显 示 或 打 印 出 被 测 样 品 的 谱 图 。 为 了 提 高 整 机 系 统 的 测 光 精 度 , A/D转 换 采 用 12bit 集 成 电 路 , 其 转 换 精 度 达 1/4096。为 了 能 够 有 效 地 进 行 信 号 分 离 工 作 , 将 产 生 同 步 信 号 的 旋 转 编 码 器 与 产 生 调 制 光 信 号 的 扇 形 镜 同 步 运 转 , 这 样 同 步 信 号 永 远 地 与 扇 形 镜 的 调 制 频 率 同 步 , 从 而 完 成 仪 器 一 系 列 横 坐 标 控 制 功 能 。 仪 器 在 波 长 扫 描 过 程 中 ,自 动 的 改 变 负 高 压 电 平 ,从 而 平 稳 地 进 行 整 机 系 统 增 益 的 调 节 ,以 保 证 仪 器 正 常 地 进 行 工 作 。联 系 信 息 :联 系 地 址 :天 津 市 华 苑 产 业 园