CN102323653A - 滤光片角度调整装置 - Google Patents

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马学勇
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本发明提供一种滤光片角度调整装置,该调整装置设置在工作台板面上,该调整装置包括有固定滤光片结构部分、滤光片支架部分、角度调整机构部分;滤光片支架部分与角度调整机构通过轻型线性导轨连接,固定滤光片的结构部分通过滤光片支架部分上安装的滑柱插接在滤光片支架上。本发明的效果是该调整装置实现了对滤光片角度的准确调整。对滤光片角度的调整量最大可达到6.4°,该结构紧凑、占用空间小,方便安装在拉曼光谱仪空间相对紧张的外光路里面。该结构采用两套精密线性导轨机构,有效的保证调节过程中的高精度要求,避免了繁琐的安装调试过程,可以连续调节,适合更换各种滤光片时的不同角度要求。

Description

滤光片角度调整装置
技术领域
本发明涉及一种滤光片角度调整装置。
背景技术
在对物质进行定性测量时,当单色的入射光照射在物质上时,在散射光中除了含有与入射光相同频率的光外,还有很多与入射光频率不同的(频率增加和减少)且强度极弱的谱线,前者称为瑞利散射;后者是由分子振动所引起的散射,称为拉曼散射,所得到的光谱就是拉曼光谱。
目前,在国外有很多生产拉曼光谱仪的厂家,技术也已经相当成熟。在拉曼仪器中不可避免的都要涉及到分离瑞利光和拉曼光的问题。处理时均采用Notch(Edge)滤光片来滤除瑞利光,同时透过绝大多数的拉曼光。由于Notch(Edge)滤光片的特殊构造和工作性质决定了,其在安装放置时相对于同时含有瑞利和拉曼光的主光轴要偏离一定的角度,这个角度的大小,每片滤光片是有细微差异的。这就要求在仪器生产调试过程中滤光片的角度可以做准确细微的调整,以达到更加理想的工作效果,这将影响到对某些物质进行较低波数测量时的准确度。
另外,就目前国外一些厂家生产的拉曼仪器来看,在Notch(Edge)滤光片的角度调整机构的结构上设计比较简单,只针对个别几个特定波长的Notch(Edge)滤光片做固定角度调整,不能微调。如需更换同波长的Notch(Edge)滤光片则还需整体结构进行非常繁琐的调整;再者,更换不同波长的滤光片的角度调整机构是沿滑道滑动,但是滑道本身的安装调整就有一定的困难,再加上滑道各部件的加工误差,工作中精度更是不能得到很好的保证。这样所得到的变化后的角度也是不准确的,所得谱图的精度、准确性也很难保证。对于目前国外同类仪器生产厂家在进行滤光片角度调整时采用的固定距离,固定角度的装置,在进行同一波长滤光片更换时,角度设定要重新确定,相应机构也要重新设计并再次调整整个机构,实际应用时很不方便,亦耽误使用工期,增加不必要的各项费用。
发明内容
为解决上述问题,本发明的目的是提供一种滤光片角度调整装置,可以实现0~6°之间任意角度的调整,而不需要更换其他配件,且所得角度精确,符合滤光片对角度参数的要求,在正常测量和生产调试中提高了测量精度,更方便做到精确调整到分以下细微角度的调整。节省更换滤光片时的调整时间,对各种角度参数要求的滤光片的适应性强。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是提供一种滤光片角度调整装置,该调整装置设置在工作台板面上,其中:该调整装置包括有固定滤光片结构部分、滤光片支架部分、角度调整机构部分;其中,滤光片支架部分与角度调整机构通过轻型线性导轨连接,固定滤光片的结构部分通过滤光片支架部分上安装的滑柱插接在滤光片支架上;
所述固定滤光片结构部分包括有滤光片背板、滑套、滤光片固定筒、滤光片、滑片、弹片、手扭、俯仰调节螺钉和左右调节螺钉;在所述滤光片背板的上方安装手扭;在滤光片背板一侧所设通孔的两端各镶接一个滑套,滑套内设有一支滑柱;滤光片背板的另一侧预留的凹槽处先后装有滑片和弹片,凹槽内设有另一支滑柱,通过滑片和弹片加紧滑柱;装有滤光片的固定筒通过左右调节螺钉和俯仰调节螺钉固定连接在滤光片背板上;
所述滤光片支架部分包括有滤光片固定板、滑柱和固定在滤光片固定板下面的滤光片旋转轴及轴承套;所述两支滑柱由顶丝固定连接在
Figure BDA0000085158060000021
字形滤光片固定板两侧通孔中;在两个滑柱中间背面的下方通过顶丝固定有滤光片旋转轴;旋转轴通过两个滚珠轴承连接在轴承套上,轴承套通过螺钉固定,滤光片支架上半部分能够沿旋转轴转动;
所述角度调整机构部分包括有轻型精密线性导轨副I及与之相配合的线性导轨I、滤光片旋转臂、斜镜转轴、斜镜转轴固定板、微调顶块、微调旋钮支架、微调旋钮副、拉簧,轻型精密线性导轨副II及与之相配合的线性导轨II、带斜角平反镜、斜镜背板、斜镜支架;所述轻型精密线性导轨副I通过螺钉反向固定在滤光片固定板的板面上,与导轨副I相配合的导轨I通过螺钉反向固定在滤光片旋转臂未安装斜面反射镜一端的底面上,并能够联动;在滤光片旋转臂的板面中部设置通孔的位置装有滚珠轴承,通过滚珠轴承安装有斜镜转轴,斜镜转轴的下方通过顶丝固定连接有斜镜转轴固定板,斜镜转轴固定板通过螺钉固定在轻型精密线性导轨副II上,线性导轨II通过螺钉固定在所述工作台板面上,轻型精密线性导轨副II能够在线性导轨II上滑动,带动斜镜转轴线性滑动,从而带动滤光片旋转臂能够转动一定角度;在斜镜转轴固定板上的一端靠近微调旋钮的位置还安装有微调顶块,微调顶块与微调丝杆前端相接触;微调旋钮支架同样通过螺钉固定在工作台板面上,在微调旋钮支架上安装微调旋钮副,通过拉簧将微调旋钮支架和微调顶块用螺钉连接在一起,使微调丝杆前端圆头的部分和微调顶块接触紧密;在滤光片旋转臂的上方装有斜镜支架,斜镜支架上通过螺钉固定有斜镜背板,带斜角平反镜与斜镜背板粘接固定。
本发明的效果是该滤光片角度调整装置,可以通过旋转微调旋钮带动精密线性导轨副II向前滑动,与其配合的线性导轨II相连的滤光片旋转臂随之向前转动,这里所用的微调旋钮螺距仅为0.1mm,即微调旋钮每旋转一周,微调丝杆可以向前移动0.1mm,又由于滤光片旋转臂与线性导轨I是相连的,且线性导轨副I与滤光片固定板为固定连接,滤光片旋转臂的移动带动滤光片固定板围绕中间的旋转轴转动,经计算当微调旋钮旋转一周,滤光片固定板相应旋转最小时约合0.0796°,同样带动连接在滤光片固定板上的滤光片固定装置也旋转0.0796°,从而实现对滤光片角度的准确调整。本发明对滤光片角度的调整量最大可达到6.4°,鉴于目前国内外厂家生产的对角度参数有要求的角度值一般均标示出0~6°之间的整数值,实际使用时会稍有偏差,需要更准确的调整。故本发明的结构设计完全可以满足这些要求,而且本发明结构紧凑、占用空间小,方便安装在拉曼光谱仪空间相对紧张的外光路里面。本发明采用两套精密线性导轨机构,可以有效的保证调节过程中的高精度要求;并且,避免了繁琐的安装调试过程,可以连续调节,适合更换各种滤光片时的不同角度要求。
附图说明
图1a1是本发明的滤光片角度调整装置滤光片固定结构及滤光片支架部分主视图;
图1a2是本发明的滤光片角度调整装置俯视图;
图1b是本发明的滤光片角度调整装置A向视图;
图2是本发明的滤光片角度调整装置的双精密线性导轨示意图。
图中:
1.滤光片2.滤光片固定筒3.左右调节螺钉4.滤光片背板
5.滤光片固定板6.滚珠轴承7.轴承套8.滤光片旋转轴
9.滑片10.弹片11.轻型精密线性导轨副I 12.线性导轨I
13.滤光片旋转臂14.微调旋钮副15.微调旋钮支架
16.俯仰调节螺钉17.滑套18.滑柱19.手扭20.带斜角平反镜
21.斜镜背板22.斜镜支板23.滚珠轴承24.斜镜转轴
25.微调顶块26.拉簧27.斜镜转轴固定板
28.轻型精密线性导轨副II 29.线性导轨II
具体实施方式
结合附图对本发明的滤光片角度调整装置结构加以说明。
如图1a1、图1a2图1b及图2所示,本发明的滤光片角度调整装置设置在工作台板面上,该调整装置包括有固定滤光片结构部分、滤光片支架部分、角度调整机构部分;其中,滤光片支架部分与角度调整机构通过轻型线性导轨连接,固定滤光片的结构部分通过滤光片支架部分上安装的滑柱插接在滤光片支架上;
所述固定滤光片结构部分包括有滤光片背板4、滑套17、滤光片固定筒2、滤光片1、滑片9、弹片10、手扭19、俯仰调节螺钉16和左右调节螺钉3;在所述滤光片背板4的上方安装手扭19,用来提拉滤光片背板,方便更换;在滤光片背板4一侧所设通孔的两端各镶接一个滑套17,滑套17内设有一支滑柱18;滤光片背板4的另一侧预留的凹槽处先后装有滑片9和弹片10,凹槽内设有另一支滑柱18,通过滑片9和弹片10加紧滑柱18;装有滤光片1的固定筒2通过左右调节螺钉3和俯仰调节螺钉16固定连接在滤光片背板4上;
所述滤光片支架部分包括有滤光片固定板5、滑柱18和固定在滤光片固定板5下面的滤光片旋转轴8及轴承套7;所述两支滑柱18由顶丝固定连接在
Figure BDA0000085158060000051
字形滤光片固定板5两侧通孔中;在两个滑柱18中间背面的下方通过顶丝固定有滤光片旋转轴8;旋转轴8通过两个滚珠轴承6连接在轴承套7上,轴承套7通过螺钉固定,滤光片支架上半部分能够沿旋转轴8转动;
所述角度调整机构部分包括有轻型精密线性导轨副I11及与之相配合的线性导轨I 12、滤光片旋转臂13、斜镜转轴24、斜镜转轴固定板27、微调顶块25、微调旋钮支架15、微调旋钮副14、拉簧26,轻型精密线性导轨副II28及与之相配合的线性导轨II29、带斜角平反镜20、斜镜背板21、斜镜支架22;所述轻型精密线性导轨副I11用螺钉反向固定在滤光片固定板5的板面上,与导轨副I11相配合的导轨I12用螺钉反向固定在滤光片旋转臂13上未安装斜面反射镜的一端底面,并能够联动;在滤光片旋转臂13板面中部通孔位置装有滚珠轴承,通过滚珠轴承安装有斜镜转轴24,斜镜转轴24下方的通过顶丝固定连接有斜镜转轴固定板27,将斜镜转轴固定板27通过螺钉固定在轻型精密线性导轨副II28上,线性导轨II29通过螺钉固定在工作台板面上,轻型精密线性导轨副II28能够在线性导轨II29上滑动,带动斜镜转轴24线性滑动,从而带动滤光片旋转臂13能够转动一定角度,以达到调节滤光片角度的目的;在斜镜转轴固定板27上的一端靠近微调旋钮的位置还安装有带微调旋钮丝杆的微调顶块25,微调顶块25与微调丝杆前端相接触;微调旋钮支架15同样用螺钉固定在工作台板面上,在微调旋钮支架15上安装微调旋钮副14,通过拉簧26将微调旋钮支架15和微调顶块25用螺钉连接在一起,使微调丝杆前端圆头部分和微调顶块25接触紧密;在滤光片旋转臂13的上方装有斜镜支架22,斜镜支架22上通过螺钉固定有斜镜背板21,带斜角平反镜20与斜镜背板21粘接固定。
本发明的滤光片角度调整装置结构是这样实现的:
该滤光片角度调整装置的主体主要是由滤光片固定板5、连接在固定板下面的滤光片旋转轴8、滤光片旋转臂13、两套轻型精密线性导轨及微调旋钮结构组成。
首先,在轴承套7中安装两只滚珠轴承6,其中镶嵌滤光片旋转轴8,轴承套7在仪器中使用时是固定的,滤光片固定板5与滤光片旋转轴8固定连接,并可以依靠轴承自由转动,再在滤光片固定板5上安装两个相同的滑柱18和轻型精密线性导轨副I11和与之相匹配的导轨I12;将滤光片1安装到滤光片固定筒2上,并通过调节螺钉3和16安装到滤光片背板4上,同时在滤光片背板上安装滑套17、滑片9、弹片10和手扭19,并沿滑柱18插到滤光片固定板5上;将斜镜转轴24通过滚珠轴承连接到滤光片旋转臂13上;将带斜角平面镜20粘接到斜镜背板21上,并应安装到斜镜支板22上,并一同固定到滤光片旋转臂相应位置;将装好斜镜的滤光片旋转臂固定到线性导轨I12上;再安装轻型线性导轨II,先将装有微调旋钮副14的微调旋钮支架15固定;将斜镜转轴固定板27装在轻型线性导轨副II28上,并使之与斜镜转轴24底部固定,最后,用拉簧26将安装在斜镜转轴固定板27上的微调顶块25与微调旋钮支架II连接。当微调旋钮向前拧时,带动滤光片旋转臂向前移动,并同时带动滤光片围绕滤光片旋转轴转动,实现加大滤光片角度的目的;当微调旋钮向后拧时,由拉簧牵引着斜镜转轴固定板27向后移动,这就带动着滤光片旋转臂也向后移动,并同时带动滤光片围绕旋转轴转动,从而实现减小滤光片角度的调整。
本发明的滤光片角度调整装置结构,在拉曼光谱仪外光路相对狭小的空间里实现精确调整滤光片角度的目的,从而使仪器可以适应各种角度规格的滤光片,增加了适用范围;同时,利用技术相对成熟的轻型线性导轨机构提高调整精度,使得滤光片角度的调整也更加精确、稳定;再者,对于厂家安装调试带来了极大的便利,省去繁琐的滑道调整过程。
本发明结构紧凑,反应灵敏,适用于0~6°之间任意角度要求的滤光片,提高了仪器性能,为测量操作带来方便,为拉曼仪器生产厂家节省了仪器调试时间和经费。该种对角度有要求的滤光片在拉曼仪器的生产和使用中最为普遍。仪器要求使用的滤光片为Notch槽型滤光片,或是Edge高通滤光片。这些滤光片多为国外进口产品,附带参数检测说明,其中会标示出适用角度要求,即入射光以规定角度入射到滤光片上,才能更好地实现指定波长的光线被完全截止并反射回来。此时,如果所标定的角度有微量偏差,在仪器进行测量工作中,对瑞利光的截至效果就会变差,使检测出的瑞利峰形能量很高,同时瑞利峰峰形较宽,而所要得到被测物质特征峰波形能量减弱,且在较低波数位置的特征峰波形被瑞利峰淹没,最典型的是指定波长的Notch滤光片在拉曼以其中的使用,该类拉曼仪器包括滤光片本身一般价格都相当昂贵,后期维护费用也很高,但限于Notch滤光片加工工艺的原因,在使用一段时间后,入射光线长期照射的位置滤光片镀膜会被消耗,甚至损伤,从而导致测量结果出现严重偏差,这就要求重新调整滤光片角度或是更换新的滤光片,而每片滤光片的工作角度不尽相同,所以角度调整是不可缺少的。本发明完全适应了这种需求,可以不必请仪器生产厂家的专业人员过来调整,完全可以根据实际测量结果自行精确调整滤光片角度。节省了开支,降低了维护费用。

Claims (2)

1.一种滤光片角度调整装置,该调整装置设置在工作台板面上,其特征是:该调整装置包括有固定滤光片结构部分、滤光片支架部分、角度调整机构部分;其中,滤光片支架部分与角度调整机构通过轻型线性导轨连接,固定滤光片的结构部分通过滤光片支架部分上安装的滑柱插接在滤光片支架上;
所述固定滤光片结构部分包括有滤光片背板(4)、滑套(17)、滤光片固定筒(2)、滤光片(1)、滑片(9)、弹片(10)、手扭(19)、俯仰调节螺钉(16)和左右调节螺钉(3);在所述滤光片背板(4)的上方安装手扭(19);在滤光片背板(4)一侧所设通孔的两端各镶接一个滑套(17),滑套(17)内设有一支滑柱(18);滤光片背板(4)的另一侧预留的凹槽处先后装有滑片(9)和弹片(10),凹槽内设有另一支滑柱(18),通过滑片(9)和弹片(10)加紧滑柱(18);装有滤光片(1)的固定筒(2)通过左右调节螺钉(3)和俯仰调节螺钉(16)固定连接在滤光片背板(4)上;
所述滤光片支架部分包括有滤光片固定板(5)、滑柱(18)和固定在滤光片固定板(5)下面的滤光片旋转轴(8)及轴承套(7);所述两支滑柱(18)由顶丝固定连接在
Figure FDA0000085158050000011
字形滤光片固定板(5)两侧通孔中;在两个滑柱(18)中间背面的下方通过顶丝固定有滤光片旋转轴(8);旋转轴(8)通过两个滚珠轴承(6)连接在轴承套(7)上,轴承套(7)通过螺钉固定,滤光片支架上半部分能够沿旋转轴(8)转动;
所述角度调整机构部分包括有轻型精密线性导轨副I(11)及与之相配合的线性导轨I(12)、滤光片旋转臂(13)、斜镜转轴(24)、斜镜转轴固定板(27)、微调顶块(25)、微调旋钮支架(15)、微调旋钮副(14)、拉簧(26),轻型精密线性导轨副II(28)及与之相配合的线性导轨II(29)、带斜角平反镜(20)、斜镜背板(21)、斜镜支架(22);所述轻型精密线性导轨副I(11)通过螺钉反向固定在滤光片固定板(5)的板面上,与导轨副I(11)相配合的导轨I(12)通过螺钉反向固定在滤光片旋转臂(13)未安装斜面反射镜一端的底面上,并能够联动;在滤光片旋转臂(13)的板面中部设置通孔的位置装有滚珠轴承,通过滚珠轴承安装有斜镜转轴(24),斜镜转轴(24)的下方通过顶丝固定连接有斜镜转轴固定板(27),斜镜转轴固定板(27)通过螺钉固定在轻型精密线性导轨副II(28)上,线性导轨II(29)通过螺钉固定在所述工作台板面上,轻型精密线性导轨副II(28)能够在线性导轨II(29)上滑动,带动斜镜转轴(24)线性滑动,从而带动滤光片旋转臂(13)能够转动一定角度;在斜镜转轴固定板(27)上的一端靠近微调旋钮的位置还安装有微调顶块(25),微调顶块(25)与微调丝杆前端相接触;微调旋钮支架(15)同样通过螺钉固定在工作台的板面上,在微调旋钮支架(15)上安装微调旋钮副(14),通过拉簧(26)将微调旋钮支架(15)和微调顶块(25)用螺钉连接在一起,使微调丝杆前端圆头的部分和微调顶块(25)接触紧密;在滤光片旋转臂(13)的上方装有斜镜支架(22),斜镜支架(22)上通过螺钉固定有斜镜背板(21),带斜角平反镜(20)与斜镜背板(21)粘接固定。
2.根据权利要求1所述的滤光片角度调整装置,其特征是:所述滤光片旋转臂(13)能够转动0~6.4°角。
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