便攜式紫外-可見分光光度計(jì)的設(shè)計(jì)（二）

    傳統(tǒng)紫外可見分光光度計(jì)采用單通道的光電倍增管實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換,采用波長掃描機(jī)構(gòu)(如正弦機(jī)構(gòu))實(shí)現(xiàn)整個(gè)光譜范圍內(nèi)的波長掃描,該類儀器一般體積龐大、測(cè)量速度慢、不能進(jìn)行在線測(cè)量,導(dǎo)致其只能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)用,不能在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等現(xiàn)場(chǎng)得到廣泛的應(yīng)用,從而使其應(yīng)用范圍受到了一定的限制。因此人們希望光譜儀器小型化、便攜式、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的呼聲也就越來越高,到了20世紀(jì)70年代,隨著各種相關(guān)技術(shù),如電子技術(shù)、固態(tài)多通道檢測(cè)技術(shù)、光纖技術(shù)、平場(chǎng)凹面全息光柵技術(shù)、觸摸屏技術(shù)等的不斷發(fā)展,設(shè)計(jì)便攜式紫外-可見光譜儀就成為了可能,本文將介紹一種便攜式紫外-可見光譜儀器的設(shè)計(jì)方法。

   小型化光纖光源的選擇：傳統(tǒng)的紫外可見分光光度計(jì)光源(氘燈和鎢燈)自身體積較大,正常工作還需外加驅(qū)動(dòng)電路與散熱電路從而使總體體積更大,不利于光譜儀器整體小型化；隨著小型化光纖光源的發(fā)展,使光源的小型化成為可能,現(xiàn)在已經(jīng)有幾個(gè)國外的公司開發(fā)出相應(yīng)的紫外-可見光纖光源,接口為SMA905標(biāo)準(zhǔn)接口。該光源內(nèi)部安裝了鎢燈和氘燈,還集成了氘燈和鎢燈的供電電路,另外在底部還安裝有用于散熱的風(fēng)扇。在光源的出口處安裝有標(biāo)準(zhǔn)樣品池(10mm比色皿)的支架。

   小型化紫外可見光譜儀的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：本設(shè)計(jì)中采用觸摸屏作為儀器的輸入與輸出設(shè)備，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的紫外- 可見分光光度計(jì)的輸入與輸出模式(計(jì)算機(jī)顯示器輸出、鍵盤輸入以及液晶顯示屏輸出和鍵盤輸入),從而使輸入輸出一體化,在此我們選擇的液晶顯示屏的體積大小為100 mm×80mm×5mm。

   紫外可見分光光度計(jì)內(nèi)部有以下幾個(gè)部分:小型化色散系統(tǒng)。(包括多通道檢測(cè)器件的驅(qū)動(dòng)與采集電路 , 考慮到該部分電路極容易受到外部的電磁干擾, 因此將其放入色散系統(tǒng)的內(nèi)部)；集成光纖光源(具體結(jié)構(gòu)如上圖 5 所示)；電池(主要是在野外或現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)使用, 可連續(xù)使用 8 h)；觸摸屏(在野外或現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)使用———脫離計(jì)算機(jī)的控制)；主控電路板(主控電路板驅(qū)動(dòng)觸摸屏工作,同時(shí)與多通道檢測(cè)器件的驅(qū)動(dòng)與采集電路進(jìn)行通訊,獲得光譜數(shù)據(jù),處理光譜數(shù)據(jù),將光譜圖或者各種數(shù)據(jù)顯示在觸摸屏上)。

   紫外可見分光光光度計(jì)將測(cè)試樣品所用的樣品池或測(cè)試探針放置在系統(tǒng)的外部,通過光纖將來自光源的光傳導(dǎo)到樣品池,光通過樣品池被試樣吸收后由另外一根光纖傳導(dǎo)進(jìn)入色散系統(tǒng),這樣安排空間可節(jié)省儀器的體積和能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離的測(cè)量。