CN107321281A - 光学反应仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光学反应仪，包括试管座、设于试管座下方的光源组件以及供光源组件散热的散热装置，试管座具有至少一个用于固定试管的试管孔，光源组件包括电路板，以及至少一个设于电路板上的光源，光源设于试管孔的一侧且与试管孔一一对应设置，试管座上开设有连通散热装置和试管孔的散热孔道组。每一个光源组件对应一个试管孔，从而对试管进行单点光源照射，且同一试管座上可以设置多个试管孔，从而实现组可见光化学反应同时进行，适合催化剂的快速筛选和多组对照实验的同时进行，并且采用散热装置和散热孔道组相结合的方式对试管进行散热，使得散热效率更高。该装置可以实现简便、快捷、高性能的可见光化学反应测试。

Description

光学反应仪

技术领域

本发明属于化学反应仪的技术领域，更具体地说，是涉及一种光学反应仪。

背景技术

随着可见光催化研究的不断深入，可见光催化反应所需要筛选的条件越来越多，如催化反应条件：催化剂用量、反应溶液浓度、反应温度、照射强度以及添加剂等,而传统筛选手段已不能满足日益增长的条件优化需求。另外，还存在项目工作人员数量相对较少，科研人力成本不断提高的现实，这些都导致目前的可见光催化研究的效率较低，阻碍了可见光催化研究的进展。

现有市场上的光学反应仪、光解仪等一般都采用氙灯光源或者汞灯光源，其功率一般都在500W以上，且对于光源和试管的冷却一般采用水冷进行冷却，水冷装置会吸收大部分光的能量，不利于光的利用，降低了实验的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学反应仪，以解决现有技术中存在的现有光化学反应仪采用水冷装置进行冷却的方式不利于光的利用的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种光学反应仪，包括试管座、设于所述试管座下方的光源组件以及供所述光源组件散热的散热装置，所述试管座具有至少一个用于固定试管的试管孔，所述光源组件包括电路板，以及至少一个设于所述电路板上的光源，所述光源设于所述试管孔的一侧且与所述试管孔一一对应设置，所述试管座上开设有连通所述散热装置和所述试管孔的散热孔道组。

进一步地，所述电路板背离所述试管座的一侧设有与所述试管座连接的具有容纳腔的底座，所述底座的侧壁上开设有若干通风口。

进一步地，所述散热装置包括设于所述电路板背离所述试管座一侧的散热鳍板和设于所述容纳腔内并朝向所述散热鳍板的散热风扇。

进一步地，所述散热孔道组包括设于所述散热鳍板和所述电路板上的第一散热孔道、与所述试管孔相导通的第二散热孔道，以及连通所述第一散热孔道和所述第二散热孔道的第三散热孔道。

进一步地，所述第三散热孔道贯通所述试管座并连通所述试管孔，且所述第三散热孔道的两端均设有孔塞。

进一步地，所述散热风扇的两侧设有用于为所述电路板和所述散热风扇供电的电源。

进一步地，所述试管座背离所述光源的一侧设有与所述试管座可拆卸连接的遮光盖板。

进一步地，所述遮光盖板的一侧开设有用于填充气体的气孔。

进一步地，所述光源的外侧套设有具有出光面的聚光灯杯，所述出光面位于所述试管孔的靠近所述电路板的一端。

进一步地，所述聚光灯杯与所述试管座的连接处设有密封圈。

本发明提供的光学反应仪的有益效果在于：与现有技术相比，本发明光学反应仪，采取单点光源照射的方式，每一个光源组件对应一个试管孔，从而对试管进行单点光源照射，且同一试管座上可以设置多个试管孔，从而实现组可见光化学反应同时进行，适合催化剂的快速筛选和多组对照实验的同时进行，并且采用散热装置和散热孔道组相结合的方式对试管进行散热，使得散热效率更高。该装置可以实现简便、快捷、高性能的可见光化学反应测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的光学反应仪的立体结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的光学反应仪的另一角度立体结构示意图二；

图3为本发明实施例提供的光学反应仪的俯视结构示意图；

图4为沿图3中A-A线的剖视结构图；

图5为本发明实施例所采用的光源组件的立体结构示意图；

图6为本发明实施例所采用的散热鳍板的立体结构示意图；

图7为本发明实施例所采用的底座的立体结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-试管座；2-光源组件；3-散热装置；4-散热孔道组；5-底座；6-遮光盖板；7-试管；11-试管孔；12-支撑挡板；13-第二凹槽；121-第一凹槽；21-电路板；22-聚光灯杯；23-密封圈；221-出光面；31-散热鳍板；32-散热风扇；311-基板；312-鳍片；321-挡网；41-第一散热孔道、42-第二散热孔道；43-第三散热孔道；44-孔塞；51-通风口；52-侧壁；53-置物板；54-延伸板；55-电源；56-接线夹；61-气孔。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图4，现对本发明提供的光学反应仪进行说明。光学反应仪，包括试管座1、设于试管座1下方的光源组件2以及供光源组件2散热的散热装置3，试管座1具有至少一个用于固定试管7的试管孔11，且光源组件2包括电路板21，以及至少一个设于电路板21上的光源(图未示)，光源设于试管孔11的一侧且与试管孔11一一对应设置，试管座1上开设有连通散热装置3和试管孔11的散热孔道组4。

本发明提供的光学反应仪，与现有技术相比，采取单点光源照射的方式，每一个光源组件2对应一个试管孔11，从而对试管7进行单点光源照射，且同一试管座1上可以设置多个试管孔11，从而实现组可见光化学反应同时进行，适合催化剂的快速筛选和多组对照实验的同时进行，并且采用散热装置3和散热孔道组4相结合的方式对试管7进行散热，使得散热效率更高。该装置可以实现简便、快捷、高性能的可见光化学反应测试。

具体的，试管座1的形状可以为方形、圆形或其他形状，试管孔11均匀的开设在试管座1，且任意两个相邻的试管孔11之间的间距相等。试管7设置在试管孔11的内部，光源位于试管孔11的底部，每个试管7都对应于一个试管孔11，从而保证每个光源对应于一个试管7，能够实现单独试管7进行试验或者多个试管7同时进行试验，还可以保证每个试管7的工作环境和光源环境完全一致，消除了照射光源特性(强度、均匀、方向等)、环境变化等因素的影响。其中，试管孔11的内径与标准试管7的直径一致且试管孔11的内径可以是多种不同规格。

优选的，试管座1的底部延伸有支撑挡板12，且支撑挡板12支撑于电路板21上方，试管座1的底部、支撑挡板12和电路板21围合形成腔室，光源设置在该腔室内部，光源的一侧贴合于电路板21上，光源与试管孔11一一对应设置，保证光源发出光的合理利用，避免光的浪费且保证每个试管孔11接收到的光完全一致；支撑挡板12的设置避免了光源的外漏对人体造成危害，同时也造成了光的浪费。

优选的，试管7内部可以设置搅拌装置(图未示)，对于搅拌的实验中，通过搅拌装置对试管7内部的试液进行搅拌。光源一般采用LED光源，还可以采用蓝光光源，因此光学反应仪可以应用于蓝光反应中，光源可以发出蓝光反应所需要的有效波长即蓝光、近紫外光和其他可见光，其中近紫外光的波长为10nm至400nm，可见光的波长为400nm至760nm。试管孔11背离电路板21的一侧具有边倒面，通过边倒面形成的斜面，保证试管7能够准确的插入至试管孔11的内部，实现了协助定位的功能。

进一步地，请参阅图4及图7，作为本发明提供的光学反应仪的一种具体实施方式，电路板21背离试管座1的一侧设有与试管座1连接的具有容纳腔的底座5，底座5的侧壁52上开设有若干通风口51。具体的，底座5设置在试管座1的下方，底座5具有与试管座1相卡合的侧壁52以及垂直于侧壁52设置的置物板53，侧壁52用于将试管座1支撑，同时在底座5的侧壁52的底部开设若干个通风口51可以实现底座5内部的空气流通，有助于散热。通风口51的形状一般为长条形通孔，底座5侧壁52的上方设置有延伸板54，试管座1的支撑挡板12的底部开设有用于容纳延伸板54的第一凹槽121，试管座1和底座5之间通过延伸板54和第一凹槽121相卡合，从而保证外观的平整性，以及试管座1和底座5的连接紧密，防止漏光现象的发生，避免蓝光等有害光对人体造成伤害。

进一步地，请一并参阅图4及图6，作为本发明提供的光学反应仪的一种具体实施方式，散热装置3包括设于电路板21背离试管座1一侧的散热鳍板31和设于容纳腔内并朝向散热鳍板31的散热风扇32。具体的，散热鳍板31与电路板21平行设置，且散热鳍板31与电路板21相贴合，散热鳍板31包括基板311和设置于基板311上若干平行设置的鳍片312，鳍片312设于基板311背离电路板21的一侧且垂直于基板311设置，通过鳍片312增大散热面积，加快散热速度且散热均匀，从而保证每个试管7的散热均匀。底座5内部的置物板53中间部分开设有用于容纳散热风扇32的开口，散热风扇32的外侧和置物板53固定连接，且散热风扇32的出风面与散热鳍板31相对设置，从而加快散热鳍板31的散热速度。

优选的，参阅图2，散热风扇32背离电路板21的一侧设置有挡网321，从而避免过大的障碍物例如纸片等被卷入散热风扇32内，从而影响散热风扇32的工作。挡网321通过螺栓与散热风扇32固定连接。

进一步地，参阅图4，作为本发明提供的光学反应仪的一种具体实施方式，散热孔道组4包括设于散热鳍板31和电路板21上的第一散热孔道41、与试管孔11相导通的第二散热孔道42以及连通第一散热孔道41和第二散热孔道42的第三散热孔道43。具体的，第一散热孔道41开设在散热鳍板31和电路板21上，第一散热孔道41和试管孔11相平行，并且第一散热孔道41的位置与试管孔11位置相错开。第三散热孔道43位于任意两个试管孔11之间，且第三散热孔道43和试管孔11平行；第二散热孔道42用于连通任意两个相邻试管孔11，第二散热孔道42与第三散热孔道43相垂直，即第二散热孔道42和第三散热孔道43在任意两个试管孔11之间形成“T”形的散热风道。

优选的，第一散热孔道41的孔径大于第二散热孔道42和第三散热孔道43的直径，且第一散热孔道41设置在任意两个相邻的光源之间，任意两个相邻的光源之间有间隙，散热风扇32吹出的风经第一散热孔道41吹至试管座1的底部、支撑挡板12和电路板21围合形成的腔室内，再经过第一散热孔道41和第二散热孔道42均匀的将风吹至试管孔11内，从而对电路板21、光源和试管7同时进行冷却，冷却效率较高且不会造成光源的外漏。

进一步地，请参阅图1及图4，作为本发明提供的光学反应仪的一种具体实施方式，第三散热孔道43贯通试管座1并连通每个试管孔11，第三散热孔道43的两端均设有孔塞44。具体的，在试管座1的加工中试管孔11、第一散热孔道41、第二散热孔道42和第三散热孔道43的加工方式一般的采用钻孔、拉孔或者冲孔等方式，对于第三散热孔道43在加工时需要从试管座1的外侧进行加工，因此第三散热孔道43与试管座1的外部相连通，采用孔塞44将第三散热孔道43的试管座1边缘处封堵，避免了散热性能的降低、散热不均匀以及光源外泄的危害。当然，根据实际情况和具体需求在本发明的其他实施例中，第三散热孔道43还可以不贯通试管座1，采用3D打印等方式进行加工，则不需要进行设置孔塞44，此处不作唯一限定。

进一步地，请参阅图7，作为本发明提供的光学反应仪的一种具体实施方式，散热风扇32的两侧设有用于为电路板21和散热风扇32供电的电源55。具体的，电源55设置在底座5的置物板53上，且电源55的数量一般为两至四个，分别设置在散热风扇32的两侧，其主要用于为电路板21和散热风扇32供电，多电源55同时供电，即提高了装置的储电量且能够分散布置不会增大整个底座5的占用空间。

优选的，任意两个电源55之间通过接线夹56相连接，通过接线夹56对线路进行整理，避免线路了过多且过于杂乱导致维修困难的危害。

进一步地，参阅图1至图4，作为本发明提供的光学反应仪的一种具体实施方式，试管座1背离光源的一侧设有与试管座1可拆卸连接的遮光盖板6。具体的，遮光盖板6可以为一侧具有开口的开口腔室，开口与试管座1的上表面相对设置，且试管座1的上表面的边缘设置有第二凹槽13，遮光盖板6卡合于该第二凹槽13的外侧，从而有效的避免了试管座1和遮光盖板6连接处漏光的可能性。遮光盖板6背离试管座1的一侧面还可以不设置遮挡，从而避免试管7长度过长时，遮光盖板6影响试管7的放置，还可以方便对试管7内部的化学反应进行实时的监测，不需要单独取出试管7。遮光盖板6的形状可以为长方形空腔、半圆空腔或者梯形空腔等，此处不作唯一限定。

进一步地，请参阅图1及图2，作为本发明提供的光学反应仪的一种具体实施方式，遮光盖板6的一侧开设有用于填充气体的气孔61。具体的，气孔61设置在遮光盖板6上，且气孔61用于与气体填充机(图未示)密封连接，从而保证填充的气体不会在试管座1的上方外泄，减少了气体的浪费。其中，气体一般采用氮气或其他惰性气体，满足需要真空、惰气保护、流动性气氛下进行的化学反应的反应条件。当然，根据实际情况和具体需求，在不需要真空、惰气保护、流动性气氛下的环境下进行化学反应时，可以不设置该气孔61，或者将该气孔61封堵，此处不作唯一限定。

优选的，气孔61设置在遮光盖板6和试管座1的连接处，气孔61的形状可为倒置的“U”形、椭圆形或半圆形与气体填充机的输出管道相匹配的形状。气孔61还可以设在遮光盖板6的任一侧壁52的任意位置，此处不作唯一限定。

进一步地，请参阅图3至图5，作为本发明提供的光学反应仪的一种具体实施方式，光源的外侧套设有具有出光面221的聚光灯杯22，出光面221位于试管孔11靠近电路板21的一端。具体的，光源的外侧通过聚光灯杯22进行聚光，保证光源发出的所有光都只能够从出光面221发出，且出光面221正对试管孔11的底部，即光源发出的所有光都能挂经聚光灯杯22反射至试管7，提高了光源的利用率。其中，聚光灯杯22的形状为圆柱形，光源位于圆柱形的一端部，出光面221位于圆柱形的另一端部，从而保证所有的光源可以竖直的射入试管7内部，减少聚光灯杯22的侧边的漏光现象，且能够达到聚光的效果。当然，根据实际情况和具体需求，在本发明的其他实施例中，聚光灯杯22的形状还可以为圆台形，光源为圆台面积较大的一端，出光面221位于圆台面积较小的一端，从而将光源发散的光汇聚到出光面221上，增大出光面221发出光的强度，此处不作唯一限定。

进一步地，请参阅图3至图5，作为本发明提供的光学反应仪的一种具体实施方式，聚光灯杯22与试管座1的连接处设有密封圈23。具体的，聚光灯杯22的出光面221设于试管孔11的底部，聚光灯杯22的出光面221的外缘设置有密封圈23，且出光面221与试管孔11的底座5相对设置的，因此密封圈23背离出光面221的一端与试管座1抵接，且密封圈23围合在试管孔11的外部。通过密封圈23对试管孔11和聚光灯杯22的连接处进行密封，不会影响到光源发出的光射至试管7内，同时实验过程中产生的发生意外导致试管7瓶破裂，试管7瓶内液体飞溅时，液体也不会落至电路板21上，导致电路板21短路造成装置的损坏。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.光学反应仪，包括试管座、设于所述试管座下方的光源组件以及供所述光源组件散热的散热装置，其特征在于：所述试管座具有至少一个用于固定试管的试管孔，所述光源组件包括电路板，以及至少一个设于所述电路板上的光源，所述光源设于所述试管孔的一侧且与所述试管孔一一对应设置，所述试管座上开设有连通所述散热装置和所述试管孔的散热孔道组。

2.如权利要求1所述的光学反应仪，其特征在于：所述电路板背离所述试管座的一侧设有与所述试管座连接的具有容纳腔的底座，所述底座的侧壁上开设有若干通风口。

3.如权利要求2所述的光学反应仪，其特征在于：所述散热装置包括设于所述电路板背离所述试管座一侧的散热鳍板和设于所述容纳腔内并朝向所述散热鳍板的散热风扇。

4.如权利要求3所述的光学反应仪，其特征在于：所述散热孔道组包括设于所述散热鳍板和所述电路板上的第一散热孔道、与所述试管孔相导通的第二散热孔道，以及连通所述第一散热孔道和所述第二散热孔道的第三散热孔道。

5.如权利要求4所述的光学反应仪，其特征在于：所述第三散热孔道贯通所述试管座并连通所述试管孔，且所述第三散热孔道的两端均设有孔塞。

6.如权利要求2所述的光学反应仪，其特征在于：所述散热风扇的两侧设有用于为所述电路板和所述散热风扇供电的电源。

7.如权利要求1所述的光学反应仪，其特征在于：所述试管座背离所述光源的一侧设有与所述试管座可拆卸连接的遮光盖板。

8.如权利要求7所述的光学反应仪，其特征在于：所述遮光盖板的一侧开设有用于填充气体的气孔。

9.如权利要求1所述的光学反应仪，其特征在于：所述光源的外侧套设有具有出光面的聚光灯杯，所述出光面位于所述试管孔的靠近所述电路板的一端。

10.如权利要求9所述的光学反应仪，其特征在于：所述聚光灯杯与所述试管座的连接处设有密封圈。