便攜式紫外-可見(jiàn)分光光度計的設計（二）

    傳統紫外可見(jiàn)分光光度計采用單通道的光電倍增管實(shí)現光電轉換,采用波長(cháng)掃描機構(如正弦機構)實(shí)現整個(gè)光譜范圍內的波長(cháng)掃描,該類(lèi)儀器一般體積龐大、測量速度慢、不能進(jìn)行在線(xiàn)測量,導致其只能在實(shí)驗室內應用,不能在工業(yè)、農業(yè)等現場(chǎng)得到廣泛的應用,從而使其應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、現場(chǎng)應用的呼聲也就越來(lái)越高,到了20世紀70年代,隨著(zhù)各種相關(guān)技術(shù),如電子技術(shù)、固態(tài)多通道檢測技術(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,設計便攜式紫外-可見(jiàn)光譜儀就成為了可能,本文將介紹一種便攜式紫外-可見(jiàn)光譜儀器的設計方法。

   小型化光纖光源的選擇：傳統的紫外可見(jiàn)分光光度計光源(氘燈和鎢燈)自身體積較大,正常工作還需外加驅動(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(zhù)小型化光纖光源的發(fā)展,使光源的小型化成為可能,現在已經(jīng)有幾個(gè)國外的公司開(kāi)發(fā)出相應的紫外-可見(jiàn)光纖光源,接口為SMA905標準接口。該光源內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準樣品池(10mm比色皿)的支架。

   小型化紫外可見(jiàn)光譜儀的總體結構設計：本設計中采用觸摸屏作為儀器的輸入與輸出設備，代替傳統的紫外- 可見(jiàn)分光光度計的輸入與輸出模式(計算機顯示器輸出、鍵盤(pán)輸入以及液晶顯示屏輸出和鍵盤(pán)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(jiàn)分光光度計內部有以下幾個(gè)部分:小型化色散系統。(包括多通道檢測器件的驅動(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的內部)；集成光纖光源(具體結構如上圖 5 所示)；電池(主要是在野外或現場(chǎng)作業(yè)時(shí)使用, 可連續使用 8 h)；觸摸屏(在野外或現場(chǎng)作業(yè)時(shí)使用———脫離計算機的控制)；主控電路板(主控電路板驅動(dòng)觸摸屏工作,同時(shí)與多通道檢測器件的驅動(dòng)與采集電路進(jìn)行通訊,獲得光譜數據,處理光譜數據,將光譜圖或者各種數據顯示在觸摸屏上)。

   紫外可見(jiàn)分光光光度計將測試樣品所用的樣品池或測試探針?lè )胖迷谙到y的外部,通過(guò)光纖將來(lái)自光源的光傳導到樣品池,光通過(guò)樣品池被試樣吸收后由另外一根光纖傳導進(jìn)入色散系統,這樣安排空間可節省儀器的體積和能夠進(jìn)行遠距離的測量。