CN104458580A

CN104458580A - 一种用于双光路分光光度计的样品室

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Publication number: CN104458580A
Application number: CN201410770587.4A
Authority: CN
Inventors: 张晓勇; 苏志倩
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2014-12-12
Publication date: 2015-03-25

Abstract

本发明针对现有技术中分光光度计测量结果不能准确反应样品的光学性质，以及测量透射率和反射率模式切换比较复杂的问题，提供了一种用于双光路分光光度计的样品室，该样品室能够实现样品绝对反射率的测量，得到样品自身的光学性质；该样品室光路有“准对称”式和“准平行”式两种光路结构，通过调整样品和镜片放置方式，可以实现样品反射率和透射率测量的自由切换，简化了透射率和反射率测试的切换过程。

Description

一种用于双光路分光光度计的样品室

技术领域

本发明属于光学领域，具体涉及一种用于双光路分光光度计的样品室。

背景技术

目前，绝大多数分光光度计都采用双光路结构：一束为参比光路，一束为测量光路。把到达检测器的来自测量光路的光强与来自参比光路的光强的比值定义为光学系统的反射率或透射率。分光光度计有两套样品测试系统，一套是标准样品室，一套是积分球。

现有技术双光路分光光度计的系统组成示意图如图1所示，从光源发出的光经过单色系统变为单色光，再经由分光系统分为参比光路和测量光路两路。，当采用标准样品室进行样品测试时，样品放置在样品室中，参比光束和测量光束分别入射到参比反射镜和待测样品上，最后由信号检测系统检测吸收。

现有技术中样品室的光路走向示意图如图2所示。其中包括参比光路A和测量光路B。在参比光路A上，放置有完全相同的反射镜101、102和103，进入样品室的参比光束经过反射镜102、101和103的三次反射，最终进入检测系统。反射镜101同时也是相对样品的参比物。在测量光路B上，放置相同的反射镜104和105，并放置样品架100，待测样品放置于样品架100上。反射镜104、105与参比光路的反射镜101、102、103完全相同。测量光束进入样品室后经反射镜104反射后，打到样品上，被样品反射，再通过反射镜105的反射而进入检测系统。从样品室光路图可以看到，参比光束A比测量光束B多了反射镜101的反射。因为现有技术中反射镜的反射率并非100％，所以测试结果实际是样品与反射镜101的反射率的比值，也即样品相对参比镜的相对反射率。由于反射镜的反射率小于100％，因此测试得到的反射率大于实际反射率。

除此之外，该样品室的光路走向决定了此种标准样品室只能进行光学系统反射率的测量，对于透射率的测量，需要切换到透射率测量模块或切换到积分球来实现。

因此，现有技术的双光路分光光度计样品室存在以下两大缺陷：(1)现有技术中测量的反射率是样品相对于反射镜的反射率，而不是样品自身的真实反射率，因此，测量结果不能准确反应样品的光学性质；(2)样品的透射率和反射率需要使用不同的样品室分别测量，测量过程中透射率和反射率模式切换过程比较复杂。

发明内容

本发明采用的技术方案为：

一种用于双光路分光光度计的样品室，该样品室在分光光度计中前后的部件同图1，光源发出的光经单色系统、分光系统后变为双光路的单色光进入样品室，经由样品室射出的光进入检测系统。

本发明中，样品室光路有“准对称”式和“准平行”式两种光路结构。

样品室光路的“准对称”式结构走向示意图如图3所示。由分光系统将单色光分成参比光路A和测量光路B两路，分别进入样品室。在参比光路A上有反射镜201和202，在测量光路B上有两个样品架200和210，及反射镜203、204和205。反射镜201、202、203、204和205镜面材质完全相同，其中反射镜201、202和203是固定的，反射镜204和205可以根据需要插上、取下或转动；样品架200、210用于固定样品。

本发明中，反射镜204和205可以通过手工操作插上或移开，也可以是转动式反射镜。采用转动式反射镜时，以反射镜204或205的一端为轴。需要反射镜204或205脱离光路时，反射镜204或205绕轴转动到与入射光平行的位置。需要反射镜204或205出现在光路中时，反射镜204或205绕轴转动到设定的位置。

本发明中，参比光束A经过反射镜201、202两次反射后进入光强检测系统；而该样品室的测量光路B可以设置成样品的反射率测量和透射率测量两种模式。

当进行反射率测量时，样品放置于样品架210上，样品架200为空，反射镜204取下或移开，反射镜205置于光路。测量光束B由反射镜203反射后入射到样品210上，经样品再次反射后到达反射镜205，由205反射后进入光强检测系统。

当进行透射率测量时，样品放置于样品架200上，样品架210为空，反射镜205取下或移开，反射镜204置于光路。此时测量光束B透过样品200后，经过反射镜203、204两次反射后进入光强检测系统。

从样品室参比光路A和测量光路B的走向来看，无论是反射率还是透射率测量，测量光路B的光均是经过样品一次，反射镜反射两次，而参比光路A的光只是经过两次反射镜反射。参比光束A对反射镜201的入射角与测量光束B对反射镜203的入射角相同，参比光束A对反射镜202的入射角与测量光束B对反射镜204或205的入射角相同，因此，检测到的反射率和透射率均为样品的绝对反射率和绝对透射率。

本发明中，样品室光路的“准平行”式结构走向示意图如图4所示。由分光系统将单色光分成参比光路A′和测量光路B′两路，分别进入样品室。在参比光路A′上有反射镜201′和202′，在测量光路B′上有两个样品架200′和210′，及反射镜203′、204′和205′。反射镜201′、202′、203′、204′和205′镜面材质完全相同，其中反射镜201′、202′和203′是固定的，反射镜204′和205′可以根据需要插上、取下或转动；样品架200′、210′用于固定样品。

当进行反射率测量时，样品放置于样品架210′上，样品架200′为空，反射镜204′取下或移开，反射镜205′置于光路。测量光束B′由反射镜203′反射后入射到样品210′上，经样品再次反射后到达反射镜205′，由205′反射后进入光强检测系统。

当进行透射率测量时，样品放置于样品架200′上，样品架210′为空，反射镜205′取下或移开，反射镜204′置于光路。此时测量光束B′透过样品200′后，经过反射镜203′、204′两次反射后进入光强检测系统。

从样品室参比光路A′和测量光路B′的走向来看，无论是反射率还是透射率测量，测量光路B′的光均是经过样品一次，反射镜反射两次，而参比光路A′的光只是经过两次反射镜反射。参比光束A′对反射镜201′的入射角与测量光束B′对反射镜203′的入射角相同，参比光束A′对反射镜202′的入射角与测量光束B′对反射镜204′或205′的入射角相同，因此，检测到的反射率和透射率均为样品的绝对反射率和绝对透射率。

与图3所示的“准对称”式光路结构一样，图4所示的“准平行”式光路结构，同样可以实现样品的绝对反射率和绝对透射率的测量，且测量模式的切换仅依靠改变样品在样品架的放置位置、置入光路的反射镜位置来实现。

本发明中，所述的样品室适合检测的样品可以是液体、镀膜玻璃、粉术或气态溶液等，根据样品的不同，样品架可以有多种形式。

本发明实现了样品绝对反射率的测量，可以得到样品自身的光学性质；通过调整样品和镜片放置方式，可以测量样品透射率，简化了反射率和透射率测试的切换过程。

附图说明

图1是现有技术中双光路分光光度计光路示意图；

图2是现有技术中双光路分光光度计样品室的光路示意图；

图3是本发明中双光路分光光度计样品室光路的“准对称”式结构走向示意图；

图4是本发明中双光路分光光度计样品室光路的“准平行”式结构走向示意图；

图5是本发明具体实施例中用“准对称”式结构测量样品反射率时样品室的光路示意图；

图6是本发明具体实施例中用“准对称”式结构测量样品透射率时样品室的光路示意图；

图7是本发明具体实施例中用“准平行”式结构测量样品反射率时样品室的光路示意图；

图8是本发明具体实施例中用“准平行”式结构测量样品透射率时样品室的光路示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例和附图来详细说明本发明，但本发明并不限于此。

实施例1.用“准对称”式结构测量样品反射率。

用“准对称”式结构测量样品反射率时，样品室的光路示意图如图5。

样品室在分光光度计中前后的部件同图1，光源发出的光经单色系统、分光系统后变为双光路的单色光进入样品室，经由样品室射出的光进入检测系统。

由分光系统将单色光分成参比光路A和测量光路B两路，分别进入样品室。如图5所示，在参比光路A上有反射镜301和302，在测量光路B上有反射镜303和304，样品放置于样品架300上，样品架300位于反射镜304的前方。反射镜301、302、303和304镜面材质完全相同，其中反射镜301、302和303是固定的，反射镜304是可活动的，可以在测量完毕后转动或取下。

参比光束A经由反射镜301、302两次反射后射出样品室；测量光束B经反射镜303反射后入射到位于样品架300上的样品，经样品反射后再由反射镜304反射而射出样品室。由光路过程可以看到，测量光束B与参比光束A经历了相同数目的反射镜，且参比光束A对反射镜301的入射角与测量光束B对反射镜303的入射角相同，参比光束A对反射镜302的入射角和测量光束B对反射镜304的入射角相同，因此可以测试得到样品的绝对反射率。

实施例2.用“准对称”式结构测量样品透射率。

用“准对称”式结构测量样品透射率时，样品室的光路示意图如图6。

由分光系统将单色光分成参比光路A和测量光路B两路，分别进入样品室。如图6所示，在参比光路A上有反射镜401和402，在测量光路B上有反射镜403和404，样品放置于样品架400上，样品架400位于反射镜403的前方。反射镜401、402、403和404镜面材质完全相同，其中反射镜401、402和403是固定的，反射镜404是可活动的，可以在测量完毕后转动或取下。

参比光束A经由反射镜401、402两次反射后射出样品室；测量光束B首先入射到位于样品架400上的样品，透过样品的光束经反射镜403和404两次反射后进入检测系统。由光路过程可以看到，测量光束B与参比光束A经历了相同数目的反射镜，且参比光束A对反射镜401的入射角与测量光束B对反射镜403的入射角相同，参比光束A对反射镜402的入射角和测量光束B对反射镜404的入射角相同，因此可以测试得到样品的绝对透射率。

实施例3.用“准平行”式结构测量样品反射率。

用“准平行”式结构测量样品反射率时，样品室的光路示意图如图7。

由分光系统将单色光分成参比光路A′和测量光路B′两路，分别进入样品室。如图7所示，在参比光路A′上有反射镜301′和302′，在测量光路B′上有反射镜303′和305′，样品放置于样品架310′上，样品架310′位于反射镜305′的前方。反射镜301′、302′、303′和305′镜面材质完全相同，其中反射镜301′、302′和303′是固定的，反射镜305′是可活动的，可以在测量完毕后转动或取下。

参比光束A′经由反射镜301′、302′两次反射后射出样品室；测量光束B′经反射镜303′反射后入射到位于样品架310′上的样品，经样品反射后再由反射镜305′反射而射出样品室。由光路过程可以看到，测量光束B′与参比光束A′经历了相同数目的反射镜，且参比光束A′对反射镜301′的入射角与测量光束B′对反射镜303′的入射角相同，参比光束A′对反射镜302′的入射角和测量光束B′对反射镜305′的入射角相同，因此可以测试得到样品的绝对反射率。

实施例4.用“准平行”式结构测量样品透射率。

用“准平行”式结构测量样品透射率时，样品室的光路示意图如图8。

由分光系统将单色光分成参比光路A′和测量光路B′两路，分别进入样品室。如图8所示，在参比光路A′上有反射镜401′和402′，在测量光路B′上有反射镜403′和404′，样品放置于样品架400′上，样品架400′位于反射镜403′的前方。反射镜401′、402′、403′和404′镜面材质完全相同，其中反射镜401′、402′和403′是固定的，反射镜404′是可活动的，可以在测量完毕后转动或取下。

参比光束A′经由反射镜401′、402′两次反射后射出样品室；测量光束B′首先入射到位于样品架400′上的样品，透过样品的光束经反射镜403′和404′两次反射后进入检测系统。由光路过程可以看到，测量光束B′与参比光束A′经历了相同数目的反射镜，且参比光束A′对反射镜401′的入射角与测量光束B′对反射镜403′的入射角相同，参比光束A′对反射镜402′的入射角和测量光束B′对反射镜404′的入射角相同，因此可以测试得到样品的绝对透射率。

以上所述均为本发明的较佳实施例，并非对本发明技术方案的限制，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种用于双光路分光光度计的样品室，由参比光路(A)和测量光路(B)组成，参比光路放置反射镜(201)和(202)，测量光路放置样品架(200)和(210)，及反射镜(203)、(204)、(205)，其特征在于，反射镜(204)和(205)可以根据需要插上、取下或转动。

2.如权利要求1所述的用于双光路分光光度计的样品室，其特征在于，所述参比光路(A)和测量光路(B)有“准对称”式和“准平行”式两种结构。

3.如权利要求1或2所述的用于双光路分光光度计的样品室，其特征在于，测量样品反射率时，将样品置于样品架(210)，反射镜(205)置于光路，反射镜(204)取下或移开。

4.如权利要求1或2所述的用于双光路分光光度计的样品室，其特征在于，测量样品透射率时，将样品置于样品架(200)，反射镜(204)置于光路，反射镜(205)取下或移开。