双光束紫外分光光度计基本原理与构造

1、基本原理

  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。

2、构造

  由光源d(或w)发出的光能,经反射镜m1聚焦在入射狭缝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。

3、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。

4、电路原理

  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。

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计