CN204439532U - 一种多波长比色测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多波长比色测量装置，通过设置能够以光传导方向为转轴进行旋转的所述光路转轮，并将多个导光组件分别安装固定于所述光路转轮的光路安装孔内，之后将所述导光组件、比色基座和光电采集模块沿光传导方向依次设置，从而当检测不同的水质指标时，由于需要使用不同波长的单色光，此时只需将提供对应波长单色光的导光组件旋转到比色通道中，之后进行光度比色检测即可，有效解决现有技术中的多光源多通道测量系统，体积较大、不便于做成小型化的问题，本实用新型所述的多波长比色测量装置，通过利用所述光路转轮对不同波长的光源灯进行定位切换，能够适用于对多种不同水质指标的检测，有利于实现光路组件的集成化、微型化和自动化。

Description

一种多波长比色测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种多波长比色测量装置，尤其涉及一种用于水质检测的多波长比色测量装置，属于光度比色分析的技术领域。

背景技术

在我国，随着近些年水污染现状的日益严峻，水污染物检测技术得以快速发展，相应的各种分析仪器和分析方法都很快发展了起来。对于水体中的理化指标、无机阴离子、营养盐及有机污染综合指标、重金属及化合物等污染物指标，都建立了规范的检测方法和国家标准。对于不同的污染物指标，其检测分析方法也各不相同，常见的检测分析方法包括：化学滴定法、原子吸收法、光度比色法、原子荧光法、气相液相分子吸收光谱法和离子色谱法等。

在分析化学中，通过比较有色溶液颜色的深浅来测定物质含量的分析方法称为比色法。常用的比色法有两种，目视比色法和光度比色法，其中光度比色法是通过测量一系列标准溶液的吸光度，将吸光度对浓度作图，绘制工作曲线，之后根据待测组分溶液的吸光度在工作曲线上查得其浓度或含量，从而光度比色法具有灵敏度高、费用低、操作简便和准确度高等特点。此外，研究结果显示，化学元素周期表中除少数几种放射性元素和惰性元素之外，几乎所有元素在可见或紫外区都有吸收，从而均可采用光度比色法进行测量。

基于光度比色原理制作的仪器种类繁多，根据功能和波长大体分为紫外、可见、红外和原子吸收分光光度计。使用分光光度计进行污水检测时，每一项水质检测指标只使用特定的波长，例如：测定COD时只使用波长为610nm的单色光，测定氨氮时只使用波长为420nm的单色光，测定总磷时只使用波长为700nm的单色光。

中国专利文献CN201133897Y公开了一种多光源多通道测量系统，包括一 个及一个以上的检测通道，且分别固定在固定座上；每一个检测通道包括光源、光源固定板、准直透镜、样品槽、聚焦透镜、探测器及探测器固定板；光源固定于光源固定板上面，位于样品槽前面，准直透镜位于光源和样品槽之间，探测器固定于探测器固定板上面，位于样品槽后面，聚焦透镜位于样品槽和探测器之间。然而，上述多光源多通道测量系统在单个比色池通道中只设置一个波段的光源，当检测设备需要不同波段的检测时，通过设置多个比色池通道来实现，其缺点是检测设备的体积较大，不便于做成小型化，同时在每个比色池通道中仅有一个波段的LED光源，限制了应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中多光源多通道测量系统，体积较大，不便于做成小型化，从而提供一种体积较小、携带方便并能够实现不同波长冷光源灯定位切换、适用于多项水质指标检测的多波长比色测量装置。

本实用新型所述的多波长比色测量装置，体积小巧，集成度高，抗震性强，光路组件更换方便灵活，并能够实现将不同波长冷光源灯进行定位切换，从而适用于对多种不同水质指标的检测，有利于实现光路组件的集成化、微型化和自动化。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种多波长比色测量装置，其包括：

光路转轮，以光传导方向为中心转轴，所述光路转轮的内部沿圆周方向均匀分布设有多个光路安装孔，每个所述光路安装孔的中心轴与光传导方向相同；

多个导光组件，所述导光组件安装固定于所述光路安装孔内，每个所述导光组件沿光传导方向依次设有冷光源灯、偏振片、干扰玻璃和滤光片，所述偏振片和滤光片均与光传导方向垂直设置；

比色基座，沿光传导方向依次设有入光孔、比色腔和出光孔，在所述入光孔的外侧覆盖设置一个透镜片，所述透镜片与所述入光孔为同轴设置，所 述入光孔的直径不大于所述透镜片的直径；

光电采集模块，沿光传导方向依次设有隔离密封片、弹性保护垫和光电转换电路，所述隔离密封片与所述出光孔紧密贴合，所述隔离密封片的横截面积不小于所述出光孔的横截面积；

所述导光组件、比色基座和光电采集模块沿光传导方向依次设置。

与所述光路转轮还连接设置一个驱动电机，所述驱动电机设有一个旋转驱动轴，所述旋转驱动轴的旋转轴线与光传导方向平行；

所述光路转轮的中心沿其轴向设有安装孔，在所述安装孔处向外延伸设置一个中空的固定部，所述安装孔和所述中空的固定部套设于所述旋转驱动轴的外侧，在垂直于所述旋转驱动轴的方向上，采用紧固钉将所述中空的固定部与所述旋转驱动轴进行固定连接；

所述光路转轮与所述旋转驱动轴一起进行同步旋转，每当所述导光组件与所述比色基座的入光孔同轴对准时，所述旋转驱动轴停止旋转。

所述光路安装孔设置为6个。

所述导光组件的外侧紧密包裹一个筒体，所述筒体的两端为开口设置。

与所述光路转轮的底面紧密贴合设置一个光源板，所述冷光源灯固定安装于所述光源板上。

沿所述入光孔的周边向外延伸设置一个定位密封环，所述透镜片嵌设于所述定位密封环内。

所述比色基座在位于所述出光孔一侧设置安装槽，所述安装槽与光传导方向垂直，所述光电采集模块嵌设于所述安装槽内。

所述比色腔设置为长方体状或柱状。

所述隔离密封片为石英片或玻璃片。

所述冷光源灯为不同波长的LED灯。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型所述的多波长比色测量装置，通过设置能够以光传导方向为转轴进行旋转的所述光路转轮，并将多个导光组件分别安装固定于所述光路转轮的光路安装孔内，之后将所述导光组件、比色基座和光电采集模块沿光传导方向依次设置，从而当检测不同的水质指标时，由于需要使用不同波长的单色光，此时只需将提供对应波长单色光的导光组件旋转到比色通道中，之后进行光度比色检测即可，有效解决现有技术中的多光源多通道测量系统，体积较大、不便于做成小型化的问题，本实用新型所述的多波长比色测量装置，通过利用所述光路转轮对不同波长的光源灯进行定位切换，能够适用于对多种不同水质指标的检测，有利于实现光路组件的集成化、微型化和自动化。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中，

图1A和图1B分别是从不同视角观察的所述多波长比色测量装置的拆解示意图；

图2A是所述比色基座的结构示意图；

图3是所述多波长比色测量装置进行组装后的结构示意图。

图中附图标记表示为：1-光路转轮，11-光路安装孔，12-光源板，14-环形限位凹槽，15-驱动限位探头，2-比色基座，21-入光孔，22-比色腔，24-安装槽，25-透镜片，26-定位密封环，27-上台面，28-下底面，3-光电采集模块，4-旋转驱动轴，41-紧固钉，42-底轴承，43-顶轴承，5-驱动电机，51-电机固定盘，7-光路定位壳体。

具体实施方式

本实用新型提供一种多波长比色测量装置，包括光路转轮1、多个导光组件、比色基座2和光电采集模块3，其中所述导光组件、比色基座2和光电采集模块3沿光传导方向依次设置。

所述光路转轮1是以光传导方向为中心转轴，所述光路转轮1的内部沿圆周方向均匀分布设有多个光路安装孔11，每个所述光路安装孔11的中心轴与光传导方向相同；作为可以选择的实施方式，如图1B所示，本实施例中所述光路安装孔11设置为6个。进一步，本实施例中，与所述光路转轮1的底面紧密贴合设置一个光源板12(见图1A)。

本实施例中，所述导光组件对应设置为6个，所述导光组件对应安装固定于所述光路安装孔11内。

作为可以选择的实施方式，本实施例中，每个所述导光组件沿光传导方向依次设有冷光源灯、偏振片、干扰玻璃和滤光片，所述偏振片和滤光片均与光传导方向垂直设置。本实施例中，所述6个导光组件中的冷光源灯分别采用能发出6种不同波长单色光的LED灯，从而本实用新型所述多波长比色测量装置能够适用于测定常见的6种不同水质指标。本实施例中，每个所述导光组件的外侧紧密包裹一个筒体，所述筒体的两端为开口设置，所述冷光源灯固定安装于所述光源板12上。

如图2A所示的为倒置的比色基座，图中位于上方的为下底面28，位于下方的为上台面27。所述比色基座2沿光传导方向依次设有入光孔21、比色腔22和出光孔，作为可以选择的实施方式，所述比色腔的设置为长方体状或柱状，用于放置比色皿或比色管。

进一步，如图1A所示，在所述入光孔21的外侧覆盖设置一个透镜片25，所述透镜片25与所述入光孔21为同轴设置，所述入光孔21的直径不大于所述透镜片25的直径。

进行比色测量时，其中一个所述导光组件的冷光源发出的光能同轴依次通过偏振片、干扰玻璃、滤光片、透镜片后进入比色基座的入光孔，之后平行穿过比色腔，被光电采集模块中的光电转换电路接收。

作为可以选择的实施方式，如图1A所示，本实施例中沿所述入光孔21的周边向外延伸设置一个定位密封环26，所述透镜片25嵌设于所述定位密封环26内。

所述光电采集模块3沿光传导方向依次设有隔离密封片、弹性保护垫和光电转换电路，所述隔离密封片与所述出光孔紧密贴合，所述隔离密封片的横截面积不小于所述出光孔的横截面积。作为可以选择的实施方式，所述隔离密封片为石英片或玻璃片，本实施例中，所述隔离密封片为石英片，有利于将光电采集模块3与比色基座2的比色腔22进行较好隔离。

如图2A所示，本实施例中，所述比色基座2在位于所述出光孔一侧设置安装槽24，所述安装槽24与光传导方向垂直，所述光电采集模块3嵌设于所述安装槽24内。

作为可以选择的实施方式，本实施例中利用驱动电机5带动所述光路转轮1进行旋转，如图1A和图1B所示，所述驱动电机5设有一个旋转驱动轴4，所述旋转驱动轴4的旋转轴线与光传导方向平行；所述光路转轮1的中心沿其轴向设有安装孔，在所述安装孔处向外延伸设置一个中空的固定部，所述安装孔和所述中空的固定部套设于所述旋转驱动轴4的外侧；在垂直于所述旋转驱动轴4的方向上，采用紧固钉41将所述中空的固定部与所述旋转驱动轴4进行固定连接后，实现所述光路转轮1在所述驱动电机5上的固定安装，所述光路转轮1与所述旋转驱动轴4一起在所述驱动电机5的带动下进行同步旋转，每当所述导光组件与所述比色基座的入光孔同轴对准时，所述旋转驱动轴停止旋转，从而有利于实现将不同波长冷光源灯进行定位切换。

本实施例中，在所述旋转驱动轴4的底端外侧还套设一个电机固定盘51，采用螺钉将所述电机固定盘51固定在一个光路支撑架上。

进一步，在所述光路转轮1顶面的外侧设置顶轴承43，在所述旋转驱动轴4的底端设置底轴承42，所述顶轴承43和所述底轴承42共同承担径向载荷，以使所述旋转驱动轴4只能实现转动，而控制其轴向和径向的移动。

在所述光路转轮1的顶面沿圆周方向设置一个环形限位凹槽14，所述环形限位凹槽14的内圆半径大于所述光路安装孔11到中心转轴的距离。作为可以选择的实施方式，在所述光路支撑架上安装一个驱动限位探头15，所述驱动限位探头15伸入所述环形限位凹槽14内。利用所述驱动电机5驱动所 述光路转轮1进行旋转时，每次当安装有对应导光组件的光路安装孔11同轴对准比色基座2的入光孔21时，驱动限位探头15发出指令，由主控系统停止驱动电机5，完成不同波长冷光源灯之间的自动定位切换。

如图3所示，本实施例采用光路定位壳体7将比色基座2、驱动电机5、光路支撑架和光路转轮1集成为一体。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种多波长比色测量装置，其特征在于，包括：

光路转轮，以光传导方向为中心转轴，所述光路转轮的内部沿圆周方向均匀分布设有多个光路安装孔，每个所述光路安装孔的中心轴与光传导方向相同；

多个导光组件，所述导光组件安装固定于所述光路安装孔内，每个所述导光组件沿光传导方向依次设有冷光源灯、偏振片、干扰玻璃和滤光片，所述偏振片和滤光片均与光传导方向垂直设置；

比色基座，沿光传导方向依次设有入光孔、比色腔和出光孔，在所述入光孔的外侧覆盖设置一个透镜片，所述透镜片与所述入光孔为同轴设置，所述入光孔的直径不大于所述透镜片的直径；

光电采集模块，沿光传导方向依次设有隔离密封片、弹性保护垫和光电转换电路，所述隔离密封片与所述出光孔紧密贴合，所述隔离密封片的横截面积不小于所述出光孔的横截面积；

所述导光组件、比色基座和光电采集模块沿光传导方向依次设置。

2.根据权利要求1所述的多波长比色测量装置，其特征在于，与所述光路转轮还连接设置一个驱动电机，所述驱动电机设有一个旋转驱动轴，所述旋转驱动轴的旋转轴线与光传导方向平行；

所述光路转轮的中心沿其轴向设有安装孔，在所述安装孔处向外延伸设置一个中空的固定部，所述安装孔和所述中空的固定部套设于所述旋转驱动轴的外侧，在垂直于所述旋转驱动轴的方向上，采用紧固钉将所述中空的固定部与所述旋转驱动轴进行固定连接；

所述光路转轮与所述旋转驱动轴一起进行同步旋转，每当所述导光组件与所述比色基座的入光孔同轴对准时，所述旋转驱动轴停止旋转。

3.根据权利要求1或2所述的多波长比色测量装置，其特征在于，所述光路安装孔设置为6个。

4.根据权利要求3所述的多波长比色测量装置，其特征在于，所述导光组件的外侧紧密包裹一个筒体，所述筒体的两端为开口设置。

5.根据权利要求1或2或4所述的多波长比色测量装置，其特征在于，与所述光路转轮的底面紧密贴合设置一个光源板，所述冷光源灯固定安装于所述光源板上。

6.根据权利要求5所述的多波长比色测量装置，其特征在于，沿所述入光孔的周边向外延伸设置一个定位密封环，所述透镜片嵌设于所述定位密封环内。

7.根据权利要求1或2或4或6所述的多波长比色测量装置，其特征在于，所述比色基座在位于所述出光孔一侧设置安装槽，所述安装槽与光传导方向垂直，所述光电采集模块嵌设于所述安装槽内。

8.根据权利要求7所述的多波长比色测量装置，其特征在于，所述比色腔设置为长方体状或柱状。

9.根据权利要求1或2或4或6或8所述的多波长比色测量装置，其特征在于，所述隔离密封片为石英片或玻璃片。

10.根据权利要求9所述的多波长比色测量装置，其特征在于，所述冷光源灯为不同波长的LED灯。