用于流動注射分光光度法的層疊一體化嵌入式流通池系統的制作方法
【專利摘要】本發明的用于流動注射分光光度法的層疊一體化嵌入式流通池系統，其流通池為開放式Z字形流通池，并嵌入固定基座，兩片超薄高通光性石英玻璃放置堵住開放式Z字形流通池的光接收端和光輸入端，都安置了光電管的光發射部分機箱和光接收部分機箱分別固定在固定基座的兩端，信號處理電路設置在光發射部分機箱和光接收部分機箱中。該流通池系統最大限度的減少了外部的干擾，提高系統信燥比和穩定性，層疊式和嵌入式的結構體積小，易于裝配和拆卸，便于清洗。工作過程最大的特點是從單色發光光電管發出光到光電接收管，除經過待測液體外，僅通過了二片超薄高通光性石英玻璃，將光損耗減小到最低程度，提高測量的精度和靈敏度。
【專利說明】用于流動注射分光光度法的層疊一體化嵌入式流通池系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及分光光度法，具體是分光光度計的元器件，更具體是用于流動注射分光光度法的層疊一體化嵌入式流通池系統。
【背景技術】
[0002]流通池是化學分析中流動注射分光光度法最常用的關鍵器件，利用朗伯-比爾定律完成將元素濃度大小變化轉化為光信號強度變化，再經光電轉換為電信號，對電信號進行處理和測量從而完成對化學元素濃度的測定。可見流通池是實現分光光度法測量的關鍵，其性能決定著測量的精度和靈敏度。
[0003]傳統的流通池是將光電管發出的單色光經光纖傳輸至流通池光輸入端，單色光通過待測液體后，用光纖接收通過待測液體的光線，經光纖傳輸到光電接收管，光電接收管將光信號轉換為電信號。這一過程中經過了發光光電管到光纖，光纖到待測液體，待測液體到光纖，光纖再到光電接收管四次二個介質之間光的傳輸，由于光的折射和反射的存在，光的強度必然降低，這直接影響了測量的精度和靈敏度。其次由于光信號和電信號的處理電路系統與流通池分離，這過程中必然會有各類光信號燥聲和電信號燥聲疊加其中，對測量的穩定性和可靠產生影響。這些問題都是是傳統流通池無法克服和消除的固有弊端。
【發明內容】
[0004]為克服已有技術的缺陷，最大限度的減少外部的干擾，提高系統信燥比和穩定性，提高測量的精度和靈敏度，本發明提供一種用于流動注射分光光度法的層疊一體化嵌入式流通池系統。
[0005]本發明的用于流動注射分光光度法的層疊一體化嵌入式流通池系統，包括光電管、流通池和信號處理電路，其特征在于:流通池為開放式Z字形流通池，并嵌入固定基座，兩片超薄高通光性石英玻璃放置在開放式Z字形流通池的光接收端和光輸入端與固定基座端壁的間隙中；
光發射部分機箱和光接收部分機箱分別固定在固定基座的兩端，光發射部分機箱的中心部位設置單色發光光電管，光接收部分機箱的中心部位設置光電接收管，光發射部分機箱安置在開放式Z字形流通池的光輸入端，光接收部分機箱安置在開放式Z字形流通池的光接收端，單色發光光電管、光電接收管和開放式Z字形流通池的直線流通管路成中心線重合，且單色發光光電管和光電接收管均面對直線流通管路；
信號處理電路設置在光發射部分機箱和光接收部分機箱中，信號處理電路的數控恒流源分別連接單色發光光電管和微控制器，光電接收管依次連接前置放大器、Α/D轉換器和微控制器，微控制器還連接CAN總線適配電路和USB接口電路，CAN總線適配電路和USB接口電路后分別為CAN總線接口和USB接口。
[0006]本發明還將兩片開孔的擠壓板放置在兩片超薄高通光性石英玻璃的外側，以便更好地將超薄高通光性石英玻璃與固定基座端壁的間隙中填滿，擠壓超薄高通光性石英玻璃，使之與開放式Z字形流通池的光接收端和光輸入端更加嚴密地貼合，確保待測液體不漏出。由于固定基座要安置光發射部分機箱和光接收部分機箱，機箱上有光電管，所以兩片擠壓板開孔孔徑大于單色發光光電管和光電接收管。
[0007]本發明還在固定基座端壁留有貫通的用于旋進固定擠壓螺絲的螺孔，在螺孔中旋進固定擠壓螺絲，螺絲旋過端壁頂在擠壓片上，擠壓片再壓緊超薄高通光性石英玻璃，使之與開放式Z字形流通池的光接收端和光輸入端貼合更好。
[0008]為了使貼合嚴密無縫不漏液，本發明還將開放式Z字形流通池的兩端處理成拋光面。
[0009]本發明中，光發射部分機箱和光接收部分機箱分別通過螺釘固定在固定基座的兩端。
[0010]在開放式Z字形流通池中，待測液入口管路和待測液出口管路均與直線流通管路連通。既可以垂直連通也可以做成鈍角連通。
[0011]為了節省材料、減小體積，并預留一些可利用的位置空間(如固定基座與分光光度計整機連接的固定孔和操作空間)，本發明的開放式Z字形流通池呈“工”字形狀。
[0012]本發明中，光發射部分與光接收部分的連接導線孔設置在固定基座下部，便于導線通過，且不影響整個流通池系統的整體構架，利于裝配和拆卸。
[0013]為了將整個流通池系統與分光光度計整機穩固連接，本發明在固定基座下部留有用于與分光光度計整機連接的固定孔，以便于將整個流通池系統固定。
[0014]本發明中的信號處理電路中，采用貼片元件。即信號處理電路中的元器件如前置放大器、Α/D轉換器、微控制器、CAN總線適配電路和USB接口電路中用到的元器件，凡是具有貼片式的，都采用貼片式的。
[0015]本發明的用于流動注射分光光度法的層疊一體化嵌入式流通池系統，工作時，單色發光光電管發射單色光，單色光穿過超薄高通光性石英玻璃進入待測液體，經待測液體吸收后，單色光再穿過另一端的超薄高通光性石英玻璃照射到光電接收管上，光電接收管完成光電轉換。
[0016]此工作過程最大的特點是從單色發光光電管發出光到光電接收管，除經過待測液體外，僅通過了二片超薄高通光性石英玻璃，將光損耗減小到最低程度，提高測量的精度和靈敏度。
[0017]另外由于信號處理電路簡單，且系統電路全部采用低功率、貼片元件構成，所有電信號的處理均在本地進行，最大限度的減少了外部的干擾，提高系統信燥比和穩定性。
[0018]從結構上來說，本發明的流通池系統采取層疊式和嵌入式，開放式Z字形流通池又呈“工”字形狀，便于各零部件互相配合，體積小，易于裝配和拆卸，便于清洗。
[0019]本發明的一種用于流動注射分光光度法的層疊一體化嵌入式流通池系統完全解決了已有技術的問題，具有廣泛的應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明的流通池整體結構圖；
圖2是固定基座結構圖；
圖3是開放式Z字形流通池示意圖； 圖4是超薄高通光性石英玻璃示意圖；
圖5是擠壓板意圖；
圖6是光接收部分機箱示意圖；
圖7是光路圖；
圖8是系統的電路設計框圖。
[0021]圖1中有，固定擠壓螺絲1，機箱固定孔2，USB接口 3，CAN總線接口 4，光接收部分機箱5，開放式Z字形流通池6，光發射部分機箱7，擠壓板8，超薄高通光性石英玻璃9，固定基座固定孔10，固定基座11 ；
圖2中有，光發射部分與光接收部分連接導線孔12，固定基座固定孔13 ；
圖3中有，待測液體出口 14，光接收端15，待測液體入口 16，光輸入端17 ；
圖5中有，擠壓板中心孔18 ;圖6中有，光電管19 ；
圖7中有，單色發光光電管20，兩片擠壓板8，兩片超薄高通光性石英玻璃9，待測液體21，光電接收管22 ;圖8中有，單色發光光電管20，光電接收管22。
【具體實施方式】
[0022]見圖1。用于流動注射分光光度法的層疊一體化嵌入式流通池系統，其流通池為開放式Z字形流通池6，并嵌入固定基座11，兩片超薄高通光性石英玻璃8放置在開放式Z字形流通池6的光接收端15和光輸入端17 (參見圖3)與固定基座11端壁的間隙中；
光發射部分機箱7和光接收部分機箱5 (與光發射部分機箱7完全相同)分別固定在固定基座11的兩端，固定基座11兩端端壁設置機箱固定孔2，光發射部分機箱7和光接收部分機箱5分別通過螺釘旋入固定孔2而固定在固定基座11兩端的端壁。光發射部分機箱7的中心部位設置光電管19 (實際是單色發光光電管20)，光接收部分機箱5的中心部位設置光電管19 (實際是光電接收管22。參見圖6、7)，光發射部分機箱7安置在開放式Z字形流通池6的光輸入端17，光接收部分機箱5安置在開放式Z字形流通池6的光接收端15，單色發光光電管20、光電接收管22和開放式Z字形流通池6的直線流通管路成中心線重合，且單色發光光電管20和光電接收管22均面對直線流通管路(參見圖7)；
見圖8。信號處理電路設置在光發射部分機箱和光接收部分機箱中，信號處理電路的數控恒流源分別連接單色發光光電管20和微控制器，光電接收管22依次連接前置放大器、Α/D轉換器和微控制器，微控制器還連接CAN總線適配電路和USB接口電路，CAN總線適配電路和USB接口電路后分別為CAN總線接口 4和USB接口 3 (參見圖1)。
[0023]前置放大器、Α/D轉換器、微控制器、CAN總線適配電路和USB接口電路中的元器件均采用貼片元件。
[0024]見圖5。兩片開孔的擠壓板8放置在兩片超薄聞通光性石英玻璃9的外側,擠壓板中心孔18孔徑大于單色發光光電管和光電接收管。
[0025]見圖2。固定基座11端壁留有貫通的用于旋進固定擠壓螺絲的螺孔，用于旋入固定擠壓螺絲I。固定基座11下部設置光發射部分與光接收部分的連接導線孔12。固定基座11下部留有用于與分光光度計整機連接的兩個固定孔10、13。
[0026]見圖3。開放式Z字形流通池6的兩端(即光接收端15，光輸入端17，)為拋光面。開放式Z字形流通池6中，待測液入口管路和待測液出口管路均與直線流通管路垂直連通。直線流通管路指的是從光輸入端17到光接收端15這一段直線段，測液入口管路指的是從待測液體入口 16到直線流通管路這一段，待測液出口管路指的是從待測液體出口 14到直線流通管路這一段。
[0027]開放式Z字形流通池6呈“工”字形狀。
[0028]系統安裝如下:
先拋光圖3所示開放式Z字形流通池6的兩端，再將開放式Z字形流通池6放入圖2所示固定基座11上，二片如圖4所示超薄高通光性石英玻璃9堵住開放式Z字表流通池6的光接收端15和光輸入端17，再將二片圖5所示擠壓板8放置在超薄高通光性玻璃片9的外側，扭動固定擠壓螺絲I，將開放式Z字形流通池6、二片超薄高通光性石英玻璃9、二片擠壓板8擠緊，直到開放式Z字形流通池6兩側的光接收端15和光輸入端17沒有待測液體漏出。將圖6所示的光發射部分機箱7和光接收部分機箱5分別固定在固定基座11上，系統安裝完畢。
[0029]工作時，單色發光光電管20在數控恒流源(圖8中示出)的驅動下發射單色光，單色光先穿過擠壓板8的擠壓板中心孔18，然后透過超薄高通光性石英玻璃9進入待測液體21，經待測液體21吸收后，單色光再透過另一片超薄高通光性石英玻璃9后，穿過另一片擠壓板8的擠壓板中心孔18照射到光電接收管22上，光電接收管22完成光電轉換。
【權利要求】
1.用于流動注射分光光度法的層疊一體化嵌入式流通池系統，包括光電管、流通池和信號處理電路，其特征在于:流通池為開放式Z字形流通池，并嵌入固定基座，兩片超薄高通光性石英玻璃放置在開放式Z字形流通池的光接收端和光輸入端與固定基座端壁的間隙中； 光發射部分機箱和光接收部分機箱分別固定在固定基座的兩端，光發射部分機箱的中心部位設置單色發光光電管，光接收部分機箱的中心部位設置光電接收管，光發射部分機箱安置在開放式Z字形流通池的光輸入端，光接收部分機箱安置在開放式Z字形流通池的光接收端，單色發光光電管、光電接收管和開放式Z字形流通池的直線流通管路成中心線重合，且單色發光光電管和光電接收管均面對直線流通管路； 信號處理電路設置在光發射部分機箱和光接收部分機箱中，信號處理電路的數控恒流源分別連接單色發光光電管和微控制器，光電接收管依次連接前置放大器、Α/D轉換器和微控制器，微控制器還連接CAN總線適配電路和USB接口電路，CAN總線適配電路和USB接口電路后分別為CAN總線接口和USB接口。
2.根據權利要求1所述的流通池系統，其特征在于:兩片開孔的擠壓板放置在兩片超薄高通光性石英玻璃的外側，開孔孔徑大于單色發光光電管和光電接收管。
3.根據權利要求1所述的流通池系統，其特征在于:固定基座端壁留有貫通的用于旋進固定擠壓螺絲的螺孔。
4.根據權利要求1所述的流通池系統，其特征在于:開放式Z字形流通池的兩端為拋光面。
5.根據權利要求1所述的流通池系統，其特征在于:光發射部分機箱和光接收部分機箱分別通過螺釘固定在固定基座兩端的端壁。
6.根據權利要求1所述的流通池系統，其特征在于:開放式Z字形流通池中，待測液入口管路和待測液出口管路均與直線流通管路垂直連通。
7.根據權利要求1所述的流通池系統，其特征在于:開放式Z字形流通池呈“工”字形狀。
8.根據權利要求1所述的流通池系統，其特征在于:光發射部分與光接收部分的連接導線孔設置在固定基座下部。
9.根據權利要求1所述的流通池系統，其特征在于:固定基座下部留有用于與分光光度計整機連接的固定孔。
10.根據權利要求1所述的流通池系統，其特征在于:信號處理電路中，采用貼片元件。
【文檔編號】G01N21/01GK103868852SQ201410075474
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月4日 優先權日:2014年3月4日
【發明者】郭慶, 胡鴻志, 梁英, 徐翠鋒, 許金, 萬博文 申請人:桂林電子科技大學