CN107456933A - 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，光源背离电路板的一侧设有第一透光板，光源和试管孔分别位于第一透光板的两侧。本发明提供的光学反应仪，通过在光源和试管孔之间设置第一透光板避免光源直接对试管进行照射，避免了直射光中有较高强度的热量会对实验产生影响，提高了实验的准确度以及加快了对试管的散热。

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，传统筛选手段不能满足日益增长的条件优化需求，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。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，氙灯光源或者汞灯光源等光源直接对试管进行直 接照射，直射光中有较高强度的热量不仅会对实验产生影响，还会导致试管的 散热效率低。

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氙灯光 源或者汞灯光源等光源直接对试管进行直接照射导致试管散热效率低的技术问 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，所述光源背离所述电路板的一侧设有第一透光板， 所述光源和所述试管孔分别位于所述第一透光板的两侧。

进一步地，所述试管座的靠近所述光源的一侧设有支撑挡板，所述第一透 光板的外缘与所述支撑挡板的内壁之间具有间隙。

进一步地，所述第一透光板背离所述光源的一侧设有第二透光板，所述第 二透光板与所述第一透光板之间具有间隔空腔。

进一步地，所述第二透光板的外缘与所述支撑挡板的内壁相抵接。

进一步地，所述试管座上开设有连通所述试管座上方和所述试管座下方的 第一透气孔，所述第二透光板上开设有连通所述第一透气孔和所述间隔空腔的 第二透气孔。

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，所述散热鳍片和所述电路板上开设有第三透气孔。

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。

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。 并且通过在光源和试管孔之间设置第一透光板避免光源直接对试管进行照射， 避免了直射光中有较高强度的热量会对实验产生影响，提高了实验的准确度以 及加快了对试管的散热。

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之一；

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之二；

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、第一透光板和第二透光板的立体 结构示意图之一；

图6为本发明实施例所采用的光源组件、第一透光板和第二透光板的另一 角度立体结构示意图之二；

图7为沿图6中B-B线的剖视结构图；

图8为沿图6中C-C线的剖视结构图；

图9为本发明实施例所采用的试管座和第一透光板的立体结构示意图之 一；

图10为本发明实施例所采用的光源组件的立体结构示意图；

图11为本发明实施例所采用的散热鳍板的立体结构示意图；

图12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-第一透光板；5-第二透光板；6- 底座；7-遮光盖板；8-试管；9-转盘；11-试管孔；12-支撑挡板；13-第二凹槽； 14-第一透气孔；121-第一凹槽；21-电路板；22-聚光灯杯；211-第三透气孔； 221-出光面；31-散热鳍板；32-散热风扇；311-基板；312-鳍片；321-挡网； 41-间隙；51-间隔空腔；52-第二透气孔；61-通风口；62-侧壁；63-置物板；64-延伸板；65-电源；66-接线夹；71-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、图4及图7，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8的试管孔11，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，光源背离电路板21的一 侧设有第一透光板4，光源和试管孔11分别位于第一透光板4的两侧。

本发明提供的光学反应仪，与现有技术相比，采取单点光源照射方式，每 一个光源组件2对应一个试管孔11，从而对试管8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，从而实现多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。通过在光源和试管孔11 之间设置第一透光板4，从而有效的避免光源直接对试管8进行照射，避免了 直射光中有较高强度的热量会对实验结果产生影响，提高了实验的准确度以及 加快了对试管8的散热。

具体的，第一透光板4一般采取透光效果较好的玻璃板或者其他透光性较 好的材料，通过第一透光板4设置在光源和试管8之间，从而降低光源直射后 产生的热度。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8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8均对应于一个试管 孔11，从而保证每个光源对应于一个试管8，能够实现单独试管8进行试验或 者多个试管8同时进行试验，还可以保证每个试管8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8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8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8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8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，请一并参阅图4至图9，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在靠近光源的一侧设有支撑挡板12，第一透光板4的 外缘与支撑挡板12的内壁之间有间隙41。具体的，支撑挡板12设于电路板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，光源和第一 透光板4均设置在该腔室内部，第一透光板4设置在光源的上方，且第一透光 板4与电路板21相平行，从而将该腔室分割成两个独立的腔室，光源的一侧贴 合于电路板21上，且光源与试管孔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 的设置还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，支撑挡板12的内壁设置有若干用于与第一透光板4固定连接的凸 起部，通过凸起部对第一透光板4进行支撑，且在凸起部的两侧支撑挡板12 和第一透光板4之间形成有间隙41。或者，第一透光板4上设置有若干用于与 支撑挡板12内壁固定连接的延伸块，在延伸块的两侧支撑挡板12和第一透光 板4之间形成有间隙41。

进一步地，请参阅图4至图8，作为本发明提供的光学反应仪的一种具体 实施方式，第一透光板4背离光源的一侧设有第二透光板5，第二透光板5与 第一透光板4之间具有间隔空腔51。具体的，第二透光板5一般也采取透光效 果较好的玻璃板或者其他透光性较好的材料。第二透光板5设在第一透光板4 背离电路板21的一侧，第二透光板5与第一透光板4相平行，且第二透光板5 和试管座1的底部紧密贴合，第二透光板5和第一透光板4之间形成有间隔空 腔51，间隔空腔51内部由空气的流动，光源的直射光热量较大会使得间隔空腔51内部的空气升温，通过散热装置3将间隔空腔51内部的热空气抽出再不 断的加入冷空气，从而实现空气的循环，保证光源的直射光产生的热量被空气 的循环流动带走，避免光源的直射光产生的热量直接传递至试管8，从而因为 热度的变化对实验的结果产生影响。

进一步地，参阅图7及图8，作为本发明提供的光学反应仪的一种具体实 施方式，第二透光板5的外缘与支撑挡板12的内壁相抵接。具体的，第二透光 板5卡接于支撑挡板12上，且第二透光板5和支撑挡板12之间紧密贴合无间 隙41，从而避免实验过程中产生的发生意外导致试管8瓶破裂，试管8瓶内液 体飞溅时，液体不会经第二透光板5和支撑挡板12之间的间隙41落至第一透 光板4和支撑挡板12之间的间隙41内，继而落至电路板21上造成电路板21 的损坏。

优选的，试管孔11靠近电路板21的一侧设有第一密封圈(图未示)，第 一密封圈分别与试管座1和第二透光板5相抵接。具体的，第一密封圈设置在 每个试管孔11的底端，第一密封圈环绕于试管孔11靠近第二透光板5的一端， 且第一密封圈和第二透光板5也抵接，从而避免实验过程中产生的发生意外导 致试管8瓶破裂，试管8瓶内液体飞溅时，液体落至第二透光板5上。第一密 封圈的材料可以采用橡胶、塑料及其他软质耐腐蚀的材料。

优选的，第二透光板5的外缘和支撑挡板12之间设置有第二密封圈(图未 示)，该第二密封圈环绕第二透光板5的边缘设置的，能够对有腐蚀性的液体 进行二次防护，有效地防止液体从第二透光板5的边缘直接经第一透光板4和 支撑挡板12之间的间隙41落至电路板21上。第二密封圈的材料可以采用橡胶、 塑料及其他软质耐腐蚀的材料。

优选的，请参阅图4、图10，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8，提高了光源 的利用率，第一密封圈设置在出光面221的外缘。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8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4至图8，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上开设有连通试管座1上方和试管座1下方的第一透气孔 14，第二透光板5上开设有连通第一透气孔14和间隔空腔51的第二透气孔52。 具体的，第一透光孔设置在任意四个相邻的试管孔11之间，且第一透气孔14 距离该四个相邻的试管孔11之间的距离相等，第一透气孔14的高度方向与试 管孔11的高度方向一致，第二透气孔52设置在第二透光板5上，且第二透气 孔52与第一透气孔14一一对应导通。第二透气孔52与间隔空腔51相导通，间隔空腔51内部的冷风经第二透气孔7152传递至第一透气孔14，并通过第一 透气孔14传递至试管座1的上方，从而对上方的试管8进行冷却。

优选的，第二透气孔52的直径大于第一透气孔14的直径，从而使得更多 的冷空气可以进入到第一透气孔14的内部，加快散热速度。第二透气孔52的 直径不能过大，避免第二透气孔52和试管孔11直接导通。

在光学反应中常常伴随着发热等现象的发生，为避免光学反应发热从而影 响整个反应的进行，以及保证每个试管孔11内试管8的散热效果完全一致，因 此在每个试管孔11距离第一透气孔14和第二透气孔52的距离相同，从而保证 每个试管孔11内部的工作环境一致，消除了温度变化的影响。

进一步地，请参阅图12，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的一侧设有具有容纳腔的底座6，底座6的侧壁62 开设有若干通风口61。具体的，底座6设置在试管座1的下方，底座6具有与 试管座1相卡合的侧壁62以及垂直于侧壁62设置的置物板63，侧壁62用于 将试管座1支撑，同时在底座6的侧壁62的底部开设若干个通风口61可以实 现底座6内部的空气流通，有助于散热。通风口61的形状一般为长条形通孔， 底座6侧壁62的上方设置有延伸板64，试管座1的支撑挡板12的底部开设有 用于容纳延伸板64的第一凹槽121，试管座1和底座6之间通过延伸板64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6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。其中，在底 座6的下方还可以设置有转盘9，转盘9用于带动整个光学反应仪的转动。

进一步地，参阅图4及图12，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设置于基板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8的散热均匀。底座6内部的置物板63 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63 固定连接，且散热风扇32的出风面与散热鳍板31相对设置，从而加快了散热 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，请参阅图12，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65。 具体的，电源65设置在底座6的置物板63上，且电源65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65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6的占用空间。

优选的，任意两个电源65之间通过接线夹66相连接，通过接线夹66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，请参阅图7及图11，作为本发明提供的光学反应仪的一种具体 实施方式，散热鳍片312和电路板21上开设有第三透气孔211。具体的，第三 透气孔211开设在散热鳍板31和电路板21上，第三透气孔211和试管孔11 相平行且第三透气孔211的位置与试管孔11和光源的位置相错开，且第三透气 孔211和试管孔11平行。第三透气孔211用于将散热风扇32和间隔空腔51 相导通，加快间隔空腔51内部的空气流动速度，并对空腔内部的空气进行降温， 保证整个装置的散热效率。

进一步地，请参阅图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7。 具体的，遮光盖板7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7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7连接处漏光 的可能性。遮光盖板7背离试管座1的一侧面还可以不设置遮挡，从而避免试 管8长度过长时，遮光盖板7影响试管8的放置，还可以方便对试管8内部的 化学反应进行实时的监测，不需要单独取出试管8。遮光盖板7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，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 7的一侧开设有用于填充气体的气孔71。具体的，气孔71设置在遮光盖板7 上，且气孔71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71，或者将该气孔71封堵，此处不作唯一限定。

优选的，气孔71设置在遮光盖板7和试管座1的连接处，气孔71的形状 可为倒置的“U”形、椭圆形或半圆形等与气体填充机的输出管道相匹配的形状。 气孔71还可以设在遮光盖板7的任一侧壁62的任意位置，此处不作唯一限定。

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，所述光源背离所述电路板的一侧设有第一透光板，所述光源和所述试管孔分别位于所述第一透光板的两侧。

2.如权利要求1所述的光学反应仪，其特征在于：所述试管座的靠近所述光源的一侧设有支撑挡板，所述第一透光板的外缘与所述支撑挡板的内壁之间具有间隙。

3.如权利要求2所述的光学反应仪，其特征在于：所述第一透光板背离所述光源的一侧设有第二透光板，所述第二透光板与所述第一透光板之间具有间隔空腔。

4.如权利要求3所述的光学反应仪，其特征在于：所述第二透光板的外缘与所述支撑挡板的内壁相抵接。

5.如权利要求3所述的光学反应仪，其特征在于：所述试管座上开设有连通所述试管座上方和所述试管座下方的第一透气孔，所述第二透光板上开设有连通所述第一透气孔和所述间隔空腔的第二透气孔。

6.如权利要求1至5任一项所述的光学反应仪，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。

7.如权利要求6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。

8.如权利要求7所述的光学反应仪，其特征在于：所述散热鳍片和所述电路板上开设有第三透气孔。

9.如权利要求1至5任一项所述的光学反应仪，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。

10.如权利要求9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。