CN103792006B - 在线式分光光度计内部定标装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在线式分光光度计内部定标装置，属于光学仪器定标技术领域。该装置包括连接板（1）和基板（2），所述的连接板（1）上设置玻璃板（3）、步进电机（4）和位置传感器（5），基板（2）上设置通光孔（16）、旋转盘（6）和小齿轮组件（7），旋转盘（6）上设置内部标准白板（9）、第一位置标记（10）和第二位置标记（11），所述的步进电机（4）驱动小齿轮组件（7）带动旋转盘（6）转动，位置传感器（5）识别第一位置标记（19）时，通光孔（16）完全打开，位置传感器（5）识别第二位置标记（11）时，通光孔（16）完全关闭。该装置不需要频繁将仪器撤离测量位置，为在线式连续测量提供方便。

Description

在线式分光光度计内部定标装置

技术领域

本发明属于光学仪器定标技术领域，具体涉及一种在线式分光光度计内部定标装置。

背景技术

分光光度计作为一种光学分析仪器，目前已经广泛应用于医学、物理学、化学、食品工业、制药工业和环境污染监测等方面。分光光度计用来测量物体的光谱反射因数或光谱透射比。物体的光谱反射因数R(λ)是指，在指定的方向上和限定的立体角ω范围内，物体反射的辐通量P_λΔλ与相同条件下完全漫反射体所反射的辐通量P_DλΔλ之比值。完全漫反射体在整个波段的光谱反射率均为1。因为没有在整个波段的光谱反射因数均为1的参照标准，实际应用中，必须用精密定标过的已知绝对光谱反射因数的氧化镁、硫酸钡或其他的工作标准白板来校准分光光度计，才能在仪器上直接测量待测样品的光谱反射因数。

在生产线上对产品的光谱反射因数进行监测，这种连续大批量测量要求比较高，通常带有高度重复性。在线式分光光度计可以很好的完成这些工作，并大幅提高生产效率和生产的自动化程度。在线式测量是指在车间生产线上，对产品进行测量。在线式分光光度计将光学仪器的精确性与计算机的快速性、可靠性、结果的可重复性充分结合。在线测量可以实时监控生产线上产品的质量情况，不仅有利于减少生产浪费，而且可有效提高生产效率。

在线式测量面临着严重的环境干扰问题，如温度高、湿度大，甚至车间内有大量的酸碱气体、灰尘，强电干扰等。复杂的环境会导致仪器的光学元件、机械结构和电子学器件性能发生改变，从而影响测量准确性。因此不仅要求仪器必须具备抗环境干扰能力、便于保养及清理，在使用过程中，还应该经常地对仪器进行定标，以保证测量结果的准确性。

通常分光光度计的定标方法是，将标准白板放置到仪器的测量口处，执行测量，以校正由于光学元件、机械结构和电子学器件等变化导致的测量误差，定标完成后再对被测物进行测量。这里要求标准白板与仪器的相对位置和被测物与仪器的相对位置相同，以保证相同的测量条件。这种定标方法精度高，在便携式分光光度计和台式分光光度计中广泛使用，同样这种方法也可以用在在线式分光光度计中。

但是该种定标方法在在线式测量中却有着非常严重的缺点。在线测量的被测物是流水线上的产品，仪器工作时将标准白板放置到与被测物相同的位置是不可能的，只有每次将仪器停止工作，撤离测量位置，将标准白板放置到仪器的测量口处，使标准白板与仪器的相对位置和被测物与仪器的相对位置相同，执行定标，定标完成后，将仪器恢复到测量位置恢复测量。尽管这种定标方法精度高，但是费时费力，需要频繁将仪器撤离测量位置，中断产品测量的时间长，与在线式连续测量的特点相违背。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的定标方法不方便的问题，而提供一种在线式分光光度计内部定标装置。

本发明提供一种在线式分光光度计内部定标装置，该装置包括连接板和基板，所述的连接板上设置玻璃板、步进电机和位置传感器，基板上设置通光孔、旋转盘和小齿轮组件，旋转盘上设置内部标准白板、第一位置标记和第二位置标记，所述的步进电机驱动小齿轮组件带动旋转盘转动，位置传感器识别第一位置标记时，通光孔完全打开，位置传感器识别第二位置标记时，通光孔完全关闭。

所述的位置传感器识别到第一位置标记时，分光光度计测量外部标准白板或被测物，得到外部标准白板或被测物的测量数据。

所述的位置传感器识别到第二位置标记时，分光光度计测量内部标准白板，得到内部标准白板的测量数据。

本发明的工作原理

本发明提供一种在线式分光光度计内部定标装置，首先对分光光度计进行外部定标，分光光度计离开生产线上的测量位置，将外部标准白板置于分光光度计测量口处，步进电机驱动小齿轮组件带动旋转盘转动，位置传感器识别第一位置标记时，通光孔完全打开，分光光度计测量外部标准白板，即可获得外部标准白板的测量数据；然后进行内部标准白板测量，步进电机驱动小齿轮组件带动旋转盘转动，位置传感器识别第二位置标记时，通光孔完全关闭，此时，内部标准白板正好处于通光孔所对应位置，即处于分光光度计测量头的位置，分光光度计测量内部标准白板，得到内部标准白板测量数据。将内部标准白板的测量数据和外部标准白板的测量数据对比，即可得到内外部标准白板的关系，由内部标准白板测量数据即可算出外部标准白板测量数据；当需要对被测物进行测量时，分光光度计恢复到生产线上的测量位置，分光光度计对被测物进行测量。在测量被测物时，要求外部标准白板与分光光度计的距离和被测物与分光光度计的距离一致，以保证测量的准确性。当分光光度计工作一段时间后，由于环境原因，仪器测量数据出现漂移，需要进行内部定标，步进电机驱动小齿轮组件带动旋转盘转动，位置传感器识别第二位置标记时，通光孔完全关闭，此时，内部标准白板正好处于通光孔所对应位置，即处于分光光度计测量头的位置，分光光度计测量内部标准白板，得到新的内部标准白板测量数据，由内外部标准白板的关系，可得到新的外部标准白板数据。以此通过内部定标间接完成外部定标，然后继续对被测物进行测量。

本发明的有益效果

本发明提供一种在线式分光光度计内部定标装置，该装置作为外部定标装置的辅助装置，无需每次进行外部定标，使得在线式分光光度计的定标十分方便，与现有技术相比，本发明的装置不需要频繁将仪器撤离测量位置，中断产品测量的时间短，为在线式连续测量提供方便。

附图说明

图1是本发明在线式分光光度计内部定标装置的爆炸图；

图2是本发明在线式分光光度计外部定标的示意图；

图3是本发明在线式分光光度计测量内部标准白板的示意图；

图4是本发明在线式分光光度计在生产线上测量被测物的示意图；

图5是本发明在线式分光光度计内部定标的示意图。

图中，1、连接板，2、基板，3、玻璃板，4、步进电机，5、位置传感器，6、旋转盘，7、小齿轮组件，8、旋转盘轴，9、内部标准白板，10、第一位置标记，11、第二位置标记，12、生产线，13、外部定标装置，14、测量头，15、外部标准白板，16、通光孔。

具体实施方式

下面结合图1至图5对本发明的做进一步详细说明。

结合图1说明本实施方式，一种在线式分光光度计内部定标装置，如图1所示，该装置包括连接板1（如图1中的A图所示）和基板2（如图1中的B图所示），所述的连接板1上设置玻璃板3、步进电机4和位置传感器5，基板2上设置通光孔16、旋转盘6和小齿轮组件7，旋转盘6上设置内部标准白板9、第一位置标记10和第二位置标记11，所述的步进电机4驱动小齿轮组件7带动旋转盘6转动，位置传感器5识别第一位置标记10时，通光孔16完全打开，位置传感器5识别第二位置标记11时，通光孔16完全关闭。

本实施方式所述的连接板1将内部定标装置与分光光度计连接，基板2作为分光光度计的外壳，所述的基板可以从连接板上轻易拆下，方便对内部标准白板和玻璃板进行清理。

本实施方式所述的玻璃板3的作用是既不影响分光光度计测量，又可将分光光度计的测量头与外界环境隔离，防止外界污染物将分光光度计的测量头污染；步进电机4和小齿轮组件7连接简单、可靠、便于拆装，保证基板2与连接板1轻易拆分。

本实施方式所述的通光孔16用于对外测量；所述的旋转盘6是个不规则齿轮，旋转盘6与小齿轮组件7是不完全直齿轮传动，小齿轮组件7由步进电机4驱动。

本实施方式所述的旋转盘6上还设置旋转盘轴8，旋转盘6以旋转盘轴8为轴进行转动；旋转盘6上的第一位置标记10和第二位置标记11分别对应通光孔16和内部标准白板9，用于位置传感器5感应。旋转盘6所转角度位置定位由位置传感器5感应位置标记来确定，从而给出步进电机4的停止信号；所述的位置传感器识别到第一位置标记时，分光光度计测量外部标准白板或被测物，得到外部标准白板或测量物的测量数据，位置传感器识别第二位置标记时，内部标准白板与通光孔位置对应，内部标准白板处于测量头所对应的位置，测量内部标准白板，得到内部标准白板的数据。

结合图2至图5说明本实施方式，本实施方式所述的先将分光光度计进行外部定标，如图2所示，将分光光度计离开生产线12上的测量位置，将外部定标装置13置于分光光度计测量口处，外部定标装置13内设置有外部标准白板15，打开步进电机4，步进电机4驱动小齿轮组件7带动旋转盘6转动，当位置传感器5识别到第一位置标记10时，通光孔16完全打开，步进电机4停止工作，分光光度计测量外部定标装置13中的外部标准白板15，得到外部标准白板的测量数据。本实施方式所述的外部定标装置没有特殊限制，为本领域常用的外部定标装置。

本实施方式所述的将分光光度计进行内部标准白板的测量，如图3所示，打开步进电机4，步进电机4驱动小齿轮组件7带动旋转盘6转动，当位置传感器5识别到第二位置标记11时，通光孔16完全关闭，步进电机4停止工作，内部标准白板9与通光孔16位置对应，处于测量头14所对应的位置，分光光度计测量内部标准白板9，得到内部标准白板的测量数据；将外部标准白板的测量数据和内部标准白板的测量数据对比，得到内外部标准白板的关系。

本实施方式所述的当需要对被测物进行测量时，如图4所示，将分光光度计回到生产线12上的测量位置，打开步进电机4，步进电机4驱动小齿轮组件7带动旋转盘6转动，当位置传感器5识别到第一位置标记10时，通光孔16完全打开，步进电机4停止工作，分光光度计测量被测物，得到被测物的测量数据，所述的外部标准白板15与分光光度计的相对位置和被测物与分光光度计的相对位置相同。

本实施方式所述的在线式分光光度计当使用一段时间后，分光光度计测量数据出现漂移，需要进行内部定标，如图5所示，打开步进电机4，小齿轮组件7带动旋转盘6转动，旋转盘6转动使得通光孔16慢慢关闭，当位置传感器5识别到第二位置标记11时，此时内部标准白板9正好处于测量头14所对应位置，步进电机4停止工作，仪器测量内部标准白板9，得到新的内部标准白板9的数据，由内外部标准白板的关系，可得新的外部标准白板15的数据。以此通过内部定标间接完成外部定标，然后继续对被测物进行测量。

当分光光度计长时间使用后，内部白板会受到污染，内部定标准确性下降，这时仍然需要将分光光度计离开生产线上的测量位置，对分光光度计内部定标装置进行清理。将基板2从连接板1上拆下，对内部标准白板9和玻璃板3进行清理，清理完成后，再将基板2重新安装在连接板1上，再次进行外部定标和内部标准白板测量后再对被测物进行测量。因此，使用内部定标装置作为外部定标装置的辅助装置，一定程度上可以使用测量内部标准白板替代测量外部标准白板对在线式分光光度计进行定标。

以上实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种在线式分光光度计内部定标装置，其特征在于，该装置包括连接板(1)和基板(2)，所述的连接板(1)上设置玻璃板(3)、步进电机(4)和位置传感器(5)，基板(2)上设置通光孔(16)、旋转盘(6)和小齿轮组件(7)，旋转盘(6)上设置内部标准白板(9)、第一位置标记(10)和第二位置标记(11)，所述的步进电机(4)驱动小齿轮组件(7)带动旋转盘(6)转动，位置传感器(5)识别第一位置标记(10)时，通光孔(16)完全打开，位置传感器(5)识别第二位置标记(11)时，通光孔(16)完全关闭。

2.根据权利要求1所述的一种在线式分光光度计内部定标装置，其特征在于，所述的位置传感器(5)识别到第一位置标记(10)时，分光光度计测量外部标准白板或被测物，得到外部标准白板或被测物的测量数据。

3.根据权利要求1所述的一种在线式分光光度计内部定标装置，其特征在于，所述的位置传感器(5)识别到第二位置标记(11)时，分光光度计测量内部标准白板，得到内部标准白板的测量数据。