CN203632950U - 高性能空心阴极灯电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高性能空心阴极灯电源。所述高性能空心阴极灯电源包括辅助阴极供电控制单元（23），进一步地，所述辅助阴极供电控制单元（23）包括间隔输出电压单元（231）、比较单元（232）、计数单元（233）、转换单元（234）和直流电压控制脉冲电流输出单元（235）。本实用新型具有根据大小正比于高性能空心阴极灯照度大小的光电倍增管输出电流，对高性能空心阴极灯辅助阴极电流进行自动控制，从而使得高性能空心阴极灯能够以条件允许范围内的最大照度进行发光。

Description

高性能空心阴极灯电源

技术领域

本实用新型涉及一种高性能空心阴极灯电源，尤其涉及一种自动调整高性能空心阴极灯辅助阴极电流的高性能空心阴极灯电源。

背景技术

原子吸收分光光度计是根据待测元素的基态原子对特征波长光的吸收，测定试样中元素含量的仪器。在原子吸收分光光度计中，高性能空心阴极灯是用来发射待测元素的基态原子吸收的特征波长光的锐线光源。一方面，提高高性能空心阴极灯的照度可以改善对元素的测定效果；另一方面，针对特定的待测元素，需要选取特定的高性能空心阴极灯，在一般情况下，特定的高性能空心阴极灯的阳极和主阴极的电流是确定的。所以，为了得到最大照度，需要调节辅助阴极电流的大小。

但是，在阳极和主阴极的电流已经确定的前提下，辅助阴极电流的大小并不正比于高性能空心阴极灯的照度大小。通常，为了得到辅助阴极的最佳工作电流所采取的办法是根据人对高性能空心阴极灯的发光照度大小的观察，对辅助阴极电流的大小进行手动调节。但是，这种方式不但耗费时间、效率偏低，而且仅凭人的观察，难以调节得到辅助阴极最佳工作电流。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种能够自动调整高性能空心阴极灯辅助阴极电流的高性能空心阴极灯电源。

本实用新型所涉及的一种高性能空心阴极灯电源，其内置于原子吸收分光光度计，且与同样内置于该原子吸收分光光度计的高性能空心阴极灯相连，该原子吸收分光光度计还内置有光电转换单元，该光电转换单元用于检测该高性能空心阴极灯的照度，其中，该高性能空心阴极灯包括阳极、主阴极和辅助阴极，该高性能空心阴极灯电源包括阳极供电单元、主阴极供电控制单元和辅助阴极供电控制单元，该阳极供电单元、该主阴极供电控制单元和该辅助阴极供电控制单元分别与该阳极、该主阴极和该辅助阴极连接，该阳极供电单元对该高性能空心阴极灯进行供电，该主阴极供电控制单元和该辅助阴极供电控制单元分别控制流过该高性能空心阴极灯的该主阴极和该辅助阴极的电流大小，其特征在于，该辅助阴极供电控制单元包括间隔输出电压单元、比较单元、计数单元、转换单元和直流电压控制脉冲电流输出单元，

该间隔输出电压单元与该光电转换单元连接，按规定时间间隔将从光电转换单元获得一个脉冲信号电压的幅值；

该比较单元与该间隔输出电压单元连接，将从该间隔输出电压单元获得的当前规定时间间隔的脉冲信号电压幅值A2和上一规定时间间隔的脉冲信号电压幅值A1进行比较，当当前脉冲信号电压幅值A2大于上一脉冲信号电压幅值A1时，产生增1计数的控制信号；当当前脉冲信号电压幅值A2小于等于上一脉冲信号电压幅值A1时，不产生增1计数的控制信号；

该计数单元与该比较单元连接，且通电时将计数值设置为0，当接收到的该比较单元的增1控制信号时产生增1的计数值，当未接收到增1控制信号时保持之前的计数值；

该转换单元与该计数单元连接，将该计数单元的计数值转换成正比于该计数值的直流电压加以输出；

该直流电压控制脉冲电流输出单元与该转换单元和该高性能空心阴极灯的该辅助阴极连接，用该转换单元输出的该直流电压控制该辅助阴极上的脉冲电流的大小。

进一步地，该光电转换单元包括光电倍增管和电流/电压转换单元，该光电倍增管将从该高性能空心阴极灯接收到的光转换成相应的脉冲信号电流，该电流/电压转换单元与该光电倍增管连接，并将该脉冲信号电流转换成脉冲信号电压加以输出到该间隔输出电压单元。

进一步地，该辅助阴极供电控制单元还包括电压判断单元，该电压判断单元连接在该间隔输出电压单元的输出端与该计数单元之间，其将该间隔输出电压单元输出的脉冲信号电压的幅值与预设判断电压的大小进行比较，当该脉冲信号电压幅值大于该预设判断电压的大小时，该电压判断单元使该高性能空心阴极灯电源维持以上一规定时间间隔输出的直流电压进行输出的状态。

进一步地，该辅助阴极供电控制单元还包括存储单元，该存储单元与该间隔输出电压单元连接，用于储存该上一脉冲信号电压幅值A1。

进一步地，该阳极供电单元对该阳极提供恒定的直流信号电流，该主阴极供电控制单元对该阳极供电单元提供的恒定的直流信号电流进行控制，为该主阴极提供大小可被调节的脉冲信号电流。

相较于现有技术，本实用新型能够取得如下技术效果：根据大小正比于高性能空心阴极灯照度大小的光电倍增管输出电流，对高性能空心阴极灯辅助阴极电流进行自动控制，从而使得高性能空心阴极灯能够以条件允许范围内的最大照度进行发光。

附图说明

图1是原子吸收分光光度计的内部结构图。

图2是辅助阴极供电控制单元的内部结构图。

图3是间隔输出电压单元的一个实例的示意图。

图4是直流电压控制脉冲电流输出单元的一个实例内部电路连接图。

图5是电压判断单元的一个实例的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本实用新型所涉及的一种自动调整高性能空心阴极灯辅助阴极电流的高性能空心阴极灯电源进行更详细地说明。但是，值得注意的是，以下所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，不用于对本实用新型的技术范围进行限定。

图1是适用本实用新型的原子吸收分光光度计的内部结构图。如图1所示，本实施例中，高性能空心阴极灯电源2内置于原子吸收分光光度计1，高性能空心阴极灯电源2的输入端与同样内置于原子吸收分光光度计1的光电转换单元4连接，高性能空心阴极灯电源2的输出端与高性能空心阴极灯3相连，光电转换单元4用于检测高性能空心阴极灯3所发出光的照度大小。

高性能空心阴极灯电源2对高性能空心阴极灯3进行供电，高性能空心阴极灯3根据高性能空心阴极灯电源2的供电进行发光。光电转换单元4接收到高性能空心阴极灯3发出的光，光电转换单元4接收到的光的照度大小正比于高性能空心阴极灯3发出的相应的光的照度大小。通过光电转换，光电转换单元4将接受到的光转换成相应的脉冲信号电压并输出到高性能空心阴极灯电源2，该脉冲信号电压的幅值与光电转换单元4接收到的相应的光的照度大小成正比，并从而与高性能空心阴极灯3发出的相应的光的照度大小成正比。

高性能空心阴极灯电源包括阳极供电单元21、主阴极供电控制单元22和辅助阴极供电控制单元23。高性能空心阴极灯3包括阳极31、主阴极32和辅助阴极33。光电转换单元4包括光电倍增管41和电流/电压转换单元42。。

光电倍增管41通过光电转换，将接收到的光转换成相应的脉冲信号电流，该脉冲信号电流的幅值正比于光电倍增管41接收到的光的照度。

电流/电压转换单元42与光电倍增管41相连接，其可以是一个电位器或一个电阻，将上述脉冲信号电流转换成相应的脉冲信号电压，该脉冲信号电压的幅值正比于述脉冲信号电流的幅值。

辅助阴极供电控制单元23的输入端与电流/电压转换单元42连接，其从电流/电压转换单元42获取上述脉冲信号电压。阳极供电单元21、主阴极供电控制单元22和辅助阴极供电控制单元23的输出端分别与阳极31、主阴极32和辅助阴极33连接，并分别对阳极31、主阴极32和辅助阴极33进行供电。其中，阳极供电单元21对阳极31提供恒定的直流信号电流，主阴极供电控制单元22对主阴极32提供可被调节的脉冲信号电流，例如，可以让主阴极供电控制单元22的输入端与外部的输入设备连接（例如控制设备的键盘、仪器的旋钮等），通过手动方式对主阴极供电控制单元22所输出的脉冲信号电流的大小进行调节；也可以让主阴极供电控制单元22在输入端与外部的存储设备相连，通过预先储存在里面的指令，对主阴极供电控制单元22的输出脉冲信号电流的大小进行调节。

图2是辅助阴极供电控制单元的内部结构图，如图2所示，本实施例中，辅助阴极供电控制单元23包括间隔输出电压单元231、比较单元232、计数单元233、转换单元234、直流电压控制脉冲电流输出单元235、电压判断单元236和存储单元237。

间隔输出电压单元231与光电转换单元4中的电流/电压转换单元42连接，按规定时间间隔将从光电转换单元4获得一个脉冲信号电压的幅值。

在本实施例中，如图3所示，间隔输出电压单元231包括一个分频器和一个开关，电流/电压转换单元42的输出端分别与分频器的输入端、开关的一端和比较单元232的输入端连接，分频器的输出端与开关的控制端连接，开关的另一端接地。当电流/电压转换单元42在规定时间间隔内输出多个脉冲信号时，分频器只选取第一个信号脉冲信号，并控制开关使其断开，从而只使一个时间间隔中的第一个脉冲信号被输出到比较单元232。规定时间间隔例如可以设定为100ms。

比较单元232与间隔输出电压单元231连接，将从间隔输出电压单元231获得的当前规定时间间隔的脉冲信号电压幅值A2和上一规定时间间隔的脉冲信号电压幅值A1进行比较，当当前脉冲信号电压幅值A2大于上一脉冲信号电压幅值A1时，产生增1计数的控制信号；当当前脉冲信号电压幅值A2小于等于上一脉冲信号电压幅值A1时，不产生增1计数的控制信号。

在本实施例中，比较单元232可以是一个运算放大器，用于对上述的A1和A2进行比较。其中，运算放大器的A1的输入端可以与存储单元237连接，从存储单元237中读取其储存的上一规定时间间隔的上一脉冲信号电压；也可以将运算放大器的A1的输入端与转换单元234的输出端连接，将转换单元234的输出当作上一脉冲信号电压；也可以在比较单元232和间隔输出单元231之间设置延迟电路，使间隔输出单元231的输出延迟规定时间间隔后输出到比较单元232。

计数单元233与比较单元232连接，且通电时设置将计数值设置为0，当接收到的该比较单元232的增1控制信号时产生增1的计数值，当未接收到增1控制信号时保持之前的计数值。

在本实施例中，计数单元233可以是一个寄存器，根据比较单元232的结果（控制信号），对存储于寄存器中的数据进行更新。

转换单元234与计数单元233连接，将计数单元233的计数值转换成正比于计数值的直流电压加以输出。并且，每增1计数时，该直流信号电压的幅值的增加值正比于辅助阴极33的电流的增加值。

在本实施例中，转换单元234可以是一个D/A转换器，将计数单元233输出的计数值转换成相应的直流信号电压。例如，可以通过设置适当的电路元件使计数单元233每增1计数时，辅助阴极33的电流的增大1mA。此外，转换单元234的初始输出电压设置为0。

直流电压控制脉冲电流输出单元235与转换单元232和高性能空心阴极灯的辅助阴极33连接，用转换单元234输出的直流电压控制辅助阴极33上的脉冲电流的大小。

在本实施例中，直流电压控制脉冲电流输出单元235的内部电路连接图如图4所示。从转换单元234接收到的直流信号电压通过HP_HCLL端口输入到直流电压控制脉冲电流输出单元235，并经过振荡器M29生成脉冲信号电压，该脉冲信号电压的幅值与上述直流信号电压的大小一致，振荡器M29的另一输入端可以与外部的时钟电路连接，其决定生成的脉冲信号电压的频率。这里，从HP_HCLL端口输入的直流信号电压的大小可以是10mV。在振荡器M29的输出端，生成的幅值为10mV的脉冲信号电压与从HP_HCLB输入的基流电流叠加。该基流电压是直流电压，这里，可以将基流电压设为1mV。功率放大器M24A的一个输入端与M29的输出端相连，输出端与场效应管Q12连接，其用于控制起电路开关作用的场效应管Q12。当上述脉冲信号电压从M24A的输入端输入时，M24A的输出的脉冲信号电压使Q12的源极和漏极之间导通，电阻R97上的电流被输出到辅助阴极33，且从M24A输出的脉冲信号波形与从M29输出的脉冲信号电压波形一致。如图3所示，从HP_HCLL端口输入的直流电压通过M29和M24A生成相应的脉冲电压并施加于场效应管Q12，从而通过场效应管Q12控制电阻R97上的脉冲信号电流在HP_HCL端口的输出。HP_HCL端口与辅助阴极33连接。

电压判断单元236连接在间隔输出电压单元231的输出端与计数单元233之间，其将间隔输出电压单元231输出的脉冲信号电压的幅值与预设判断电压的大小进行比较。当脉冲信号电压幅值大于预设判断电压的大小时，电压判断单元236使高性能空心阴极灯电源维持以上一规定时间间隔输出的直流电压进行输出的状态。

在本实施例中，如图5所示，电压判断单元236可以由一个运算放大器、第一与门、第二与门、一个开关和一个触发器构成。间隔输出电压单元231的输出端与该运算放大器的一个输入端和第一与门的输入端连接。该运算放大器的另一个输入端是用于输入预设判断电压。这里，预设电压的大小可以设定为例如与光电倍增管41输出40mA的脉冲电流时对应的脉冲电压的幅值一致。该运算放大器将预设判断电压和从间隔输出电压单元231的输出端输出的脉冲信号电压的幅值进行比较，并将比较结果输出到第二与门的一个输入端。第一与门的另一输入端还与计数器233的控制端连接，第一与门的输出端与第二与门的一个输入端连接。第二与门的输出端与触发器的输入端连接。该触发器的输出端输出的信号对开关进行控制。该开关的一端接地，另一端可以设置在例如计数单元233和比较单元232之间。当脉冲信号电压幅值大于预设判断电压的大小时，触发器将控制开关使其闭合，从而使得比较单元232的输出的控制信号不能被传输到计数单元233。

存储单元237与间隔输出电压单元231连接，用于储存该上一脉冲信号电压幅值A1，并且对上一脉冲信号电压幅值A1储存的时间与规定时间间隔一致。

在本实施例中，存储单元237包括A/D转换器、第一寄存器、第二寄存器和D\A转换器。从间隔输出单元231输入的脉冲信号被A/D转换器转换为数字信号。该数字信号被输出到第一寄存器，并在比较单元232对当前脉冲信号电压进行比较之后，下一脉冲信号电压被间隔输出电压单元231输出之前进行移位，使其存储的数字信号被传输到第二寄存器。第二寄存器的初始值被设定为0。D/A转换器将第二寄存器中储存的数字信号转换为脉冲信号并输出到比较单元232的A1的输入端。

本实用新型的保护内容不局限于以上实施例。除了可以用上述的可分离数字、脉冲电路实施以外，也可以通过计算机来实施。在不背离本实用新型构思的精神和范围的情况下，本领域的技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本实用新型中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims (5)

1.一种高性能空心阴极灯电源，其内置于原子吸收分光光度计（1），且与同样内置于所述原子吸收分光光度计（1）的高性能空心阴极灯（3）相连，所述原子吸收分光光度计（1）还内置有光电转换单元（4），所述光电转换单元（4）用于检测所述高性能空心阴极灯（3）的照度，其中，所述高性能空心阴极灯（3）包括阳极（31）、主阴极（32）和辅助阴极（33），所述高性能空心阴极灯电源包括阳极供电单元（21）、主阴极供电控制单元（22）和辅助阴极供电控制单元（23），所述阳极供电单元（21）、所述主阴极供电控制单元（22）和所述辅助阴极供电控制单元（23）分别与所述阳极（31）、所述主阴极（32）和所述辅助阴极（33）连接，所述阳极供电单元（21）对所述高性能空心阴极灯（3）进行供电（3），所述主阴极供电控制单元（22）和所述辅助阴极供电控制单元（23）分别控制流过所述高性能空心阴极灯（3）的所述主阴极（32）和所述辅助阴极（33）的电流大小，其特征在于，所述辅助阴极供电控制单元（23）包括间隔输出电压单元（231）、比较单元（232）、计数单元（233）、转换单元（234）和直流电压控制脉冲电流输出单元（235），

所述间隔输出电压单元（231）与所述光电转换单元（4）连接，按规定时间间隔将从光电转换单元（4）获得一个脉冲信号电压的幅值；

所述比较单元（232）与所述间隔输出电压单元（231）连接，将从所述间隔输出电压单元（231）获得的当前规定时间间隔的脉冲信号电压幅值A2和上一规定时间间隔的脉冲信号电压幅值A1进行比较，当当前脉冲信号电压幅值A2大于上一脉冲信号电压幅值A1时，产生增1计数的控制信号；当当前脉冲信号电压幅值A2小于等于上一脉冲信号电压幅值A1时，不产生增1计数的控制信号；

所述计数单元（233）与所述比较单元（232）连接，且通电时将计数值设置为0，当接收到的所述比较单元（232）的增1控制信号时产生增1的计数值，当未接收到增1控制信号时保持之前的计数值；

所述转换单元（234）与所述计数单元（233）连接，将所述计数单元（233）的计数值转换成正比于所述计数值的直流电压加以输出；

所述直流电压控制脉冲电流输出单元（235）与所述转换单元（234）和所述高性能空心阴极灯的所述辅助阴极（33）连接，用所述转换单元（234）输出的所述直流电压控制所述辅助阴极（33）上的脉冲电流的大小。

2.如权利要求1所述的高性能空心阴极灯电源，其特征在于，所述光电转换单元（4）包括光电倍增管（41）和电流/电压转换单元（42），所述光电倍增管（41）将从所述高性能空心阴极灯（3）接收到的光转换成相应的脉冲信号电流，所述电流/电压转换单元（42）与所述光电倍增管（41）连接，并将所述脉冲信号电流转换成脉冲信号电压加以输出到所述间隔输出电压单元（231）。

3.如权利要求1或2所述的高性能空心阴极灯电源，其特征在于，所述辅助阴极供电控制单元（23）还包括电压判断单元（236），所述电压判断单元（236）连接在所述间隔输出电压单元（231）的输出端与所述计数单元（233）之间，其将所述间隔输出电压单元（231）输出的脉冲信号电压的幅值与预设判断电压的大小进行比较，当所述脉冲信号电压幅值大于所述预设判断电压的大小时，所述电压判断单元（236）使所述高性能空心阴极灯电源维持以上一规定时间间隔输出的直流电压进行输出的状态。

4.如权利要求3所述的高性能空心阴极灯电源，其特征在于，所述辅助阴极供电控制单元（23）还包括存储单元（237），所述存储单元（237）与所述间隔输出电压单元（231）连接，用于储存所述上一脉冲信号电压幅值A1。

5.如权利要求4所述的高性能空心阴极灯电源，其特征在于，所述阳极供电单元（21）对所述阳极（31）提供恒定的直流信号电流，所述主阴极供电控制单元（22）对所述阳极供电单元（21）提供的恒定的直流信号电流进行控制，为所述主阴极（32）提供大小可被调节的脉冲信号电流。

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