CN101514920B

CN101514920B - 紫外分光光度计检测头

Info

Publication number: CN101514920B
Application number: CN2008100706512A
Authority: CN
Inventors: 黄元庆; 朱立秒; 张建寰; 王磊; 胡天林
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2028-02-20
Also published as: CN101514920A

Abstract

紫外分光光度计检测头，涉及一种紫外分光光度计。提供一种不仅体积小、灵敏度高、抗腐蚀，而且可以与仪器主机分开、即插即用、适应野外与现场实时检测要求、小型便携的紫外分光光度计检测头。设有入射光纤、入射光纤连接器、返回光纤连接器、入射光纤准直器、返回光纤准直器、返回光纤、上下壳体、锥面反射棱镜和样品池。入射光纤输出端与入射光纤连接器输入端连接，入射光纤连接器输出端与入射光纤准直器连接，入射光纤准直器输出光经设于样品池内1个以上奇数个锥面反射棱镜反射后进入返回光纤准直器，返回光纤准直器输出端接返回光纤连接器输入端，返回光纤连接器输出端接返回光纤输入端，样品池设于上下壳体之间空腔内。

Description

紫外分光光度计检测头

技术领域

本发明涉及一种紫外分光光度计，尤其是涉及一种紫外分光光度计检测头。

背景技术

由于现有的紫外光分光光度计采用比色皿、比色池等样品机构，因此存在操作复杂、干扰多、体积大、灵敏度低、结构复杂、不易携带等问题。这些因素的影响都反映在对主要仪器技术指标的影响上，造成杂散光影响大，目前国内只能达到1.0×10^-4，噪声指标不高，只能达到±0.0004Abs。因此国内的紫外分光光度计仪器多数集中在中、低档水平，少数高档仪器被国外公司所垄断，价格居高不下。随着科技发展，对高端的紫外分光光度计的需求逐年增加，尤其是野外、现场对样品高精度的分析需求越来越迫切。为此体积小、操作方便，同时又可以极大地消除杂散光，提高噪声指标的适合小型仪器即插即用的检测头是一个发展趋势和国内外研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的紫外光分光光度计由于采用比色皿、比色池等样品机构，因此存在体积大、操作不方便、灵敏度低、结构复杂、不易携带等问题，提供一种不仅体积小、灵敏度高、抗腐蚀，而且可以与仪器主机分开、即插即用、适应野外与现场实时检测要求、小型便携的紫外分光光度计检测头。

本发明设有入射光纤、入射光纤连接器、返回光纤连接器、入射光纤准直器、返回光纤准直器、返回光纤、上壳体、锥面反射棱镜、下壳体和样品池。

入射光纤的输入端外接光源，入射光纤的输出端与入射光纤连接器的输入端连接，入射光纤连接器的输出端与入射光纤准直器连接，入射光纤准直器的输出光经设于样品池内的1个以上奇数个锥面反射棱镜反射后进入返回光纤准直器，返回光纤准直器的输出端接返回光纤连接器的输入端，返回光纤连接器的输出端接返回光纤的输入端，返回光纤的输出端外接光栅，样品池设于上壳体与下壳体之间的空腔内。

入射光纤用于引入光源的光，入射光纤的输入端外接光源。入射光纤连接器用于入射光纤与检测头的连接，入射光纤连接器的输入端接入射光纤的输出端，入射光纤连接器的输出端接样品池。入射光纤准直器用于将入射光纤准直后平行出射，入射光纤准直器接入射光纤连接器的输出端。入射光纤准直器的输出光经1个以上单个锥面反射棱镜反射后进入返回光纤准直器。返回光纤连接器用于返回光纤与检测头的连接，并将经过样品吸收的光耦合进返回光纤，再传输到光栅进行分光，返回光纤准直器的输出端接返回光纤连接器的输入端。返回光纤用于信息光收集并引入到光栅进行分光，返回光纤输入端接返回光纤连接器输出端，返回光纤输出端外接光栅。上壳体和下壳体用于对各光学器件的安装和调试，反射棱镜嵌入上壳体与下壳体内。

反射棱镜可为镀耐蚀反射膜的锥面反射棱镜。

上壳体与下壳体为柱面，上壳体与下壳体的前后各切出一个矩形窗，使得上壳体与下壳体的前后不封闭，便于检测液体的进入，上壳体与下壳体可采用螺纹连接。上壳体与下壳体之间可设调整垫片。

与现有的紫外光分光光度计相比，本发明具有以下突出优点：

1)由于本发明采用浸入式光纤探头，因此光纤传输提高了抗干扰性能。

2)由于本发明采用四面体棱镜设计，因此得到一体化、结构紧凑的多光程吸收光学检测头，不仅不增加样品池长度，反而增大吸收光程，减少杂散光干扰，提高灵敏度，并降低光学调整难度，而现有的国内外分光光度计均采用单吸收光程光学测头结构。

检测到的出射光能量的表达式为：

I＝I₀e^-αL

其中：I₀为进入光路的初始光强；

α——为与被测物质本身有关的吸收系数；

L——光在被测物质中所经过的路程长。

从上面的式子可以看到，检测到的光强变化越大，即e^-αL越大，仪器原灵敏度越高。而式中，只有L可以在仪器中做变动，而与被测物质相关的系数α在对某种被测物质进行测量时是固定的。

本发明使光束4次穿过被测物质，使光程增大了3倍，因此提高了光能的吸收，使灵敏度提高，可测极低浓度物质。

如果有必要使灵敏度再提高，则可以使光经过更多次的反射就可以。原理上可以经过无数次的反射。

3)本发明无需传统的专用比色皿、比色池，可直接插入样品进行检测，高效精确，适于快速测量，体积小巧、重量轻、便于携带，特别适用于现场实时检测和野外测量。

附图说明

图1为本发明实施例的紫外分光光度计检测头的工作原理图。

图2为本发明实施例的紫外分光光度计检测头的结构组成示意图。

图3为图2的A-A剖面图。

具体实施方式

参见图1～3，以下结合附图详细说明本发明的结构组成和工作原理等。

本发明设有入射光纤1，入射光纤连接器2，入射光纤准直器3，返回光纤4，返回光纤连接器5，返回光纤准直器6，上壳体7，锥面反射棱镜8、10与11，下壳体9，样品池12和调整垫片13。

入射光纤1的输入端外接光源16(参见图1)，入射光纤1的输出端与入射光纤连接器2的输入端连接，入射光纤连接器2的输出端与入射光纤准直器3连接，入射光纤准直器3的输出光在样品池12内经3个锥面反射棱镜8、10与11反射后进入返回光纤准直器6，返回光纤准直器6的输出端接返回光纤连接器5的输入端，返回光纤连接器5的输出端接返回光纤4的输入端，返回光纤4的输出端外接光栅17(参见图1)。样品池12设于上壳体7与下壳体9之间的空腔内。

入射光纤1用于引入光源16的光，入射光纤连接器2用于入射光纤1与检测头的连接，入射光纤准直器3用于将入射光纤准直后平行出射，入射光纤准直器3接入射光纤连接器2的输出端。入射光纤准直器3的输出光经3个锥面反射棱镜8、10与11反射后进入返回光纤准直器6。返回光纤连接器5用于返回光纤4与检测头的连接，并将经过样品吸收的光耦合进返回光纤4，再传输到光栅进行分光，返回光纤准直器6的输出端接返回光纤连接器5的输入端。返回光纤4用于信息光收集并引入到光栅进行分光，返回光纤4的输入端接返回光纤连接器5输出端，返回光纤4的输出端外接光栅17。上壳体7和下壳体9用于对各光学器件的安装和调试，锥面反射棱镜8、10与11嵌入上壳体7与下壳体9内。

锥面反射棱镜8、10与11采用镀耐蚀反射膜的锥面反射棱镜。

上壳体7与下壳体9为柱面，上壳体7与下壳体9的前后各切出一个矩形窗，使得上壳体与下壳体的前后不封闭，便于检测液体的进入，上壳体与下壳体可采用螺纹连接。上壳体与下壳体之间可设调整垫片13。

本发明的工作原理可参见图1，样品从出入口14和15进入检测头的空腔中，从光源16出射的光经入射光纤1进入样品池，经3个锥面反射棱镜8、10与11多次反射后多次(图示经过4次)穿过样品，经样品吸收后光耦合进入返回光纤4，到达光栅17进行分光。

Claims

1.紫外分光光度计检测头，其特征在于设有入射光纤、入射光纤连接器、返回光纤连接器、入射光纤准直器、返回光纤准直器、返回光纤、上壳体、镀耐蚀反射膜的锥面反射棱镜、下壳体和样品池；入射光纤的输入端外接光源，入射光纤的输出端与入射光纤连接器的输入端连接，入射光纤连接器的输出端与入射光纤准直器连接，入射光纤准直器的输出光经设于样品池内的1个以上奇数个锥面反射棱镜反射后进入返回光纤准直器，返回光纤准直器的输出端接返回光纤连接器的输入端，返回光纤连接器的输出端接返回光纤的输入端，返回光纤的输出端外接光栅，样品池设于上壳体与下壳体之间的空腔内。

2.如权利要求1所述的紫外分光光度计检测头，其特征在于上壳体与下壳体为柱面。

3.如权利要求1或2所述的紫外分光光度计检测头，其特征在于上壳体与下壳体的前后各切出一个矩形窗。

4.如权利要求1或2所述的紫外分光光度计检测头，其特征在于上壳体与下壳体为螺纹连接。

5.如权利要求1或2所述的紫外分光光度计检测头，其特征在于上壳体与下壳体之间设调整垫片。