CN219201489U - 一种液相色谱仪二极管阵列检测器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及液相色谱仪检测的技术领域，尤其是涉及一种液相色谱仪二极管阵列检测器，包括光栅、线阵图像传感器及柱面镜。柱面镜位于光栅及线阵图像传感器之间，且位于光栅的出光光路上；柱面镜具有面向光栅的进光面及面向线阵图像传感器的出光面，在进光面至出光面的方向上，柱面镜具有与柱面镜长度方向相交的像高截面，像高截面与进光面的交线和像高截面与出光面的交线不平行，柱面镜用于使成像高度与线阵图像传感器的探测面高度相匹配。本申请具有提高检测精度的效果。

Description

一种液相色谱仪二极管阵列检测器

技术领域

本申请涉及液相色谱仪检测的技术领域，尤其是涉及一种液相色谱仪二极管阵列检测器。

背景技术

目前，二极管阵列检测器主要包括光源、聚光镜、流通池（样品池）、狭缝、光栅及线阵图像传感器。其中光源发射的光在经过聚光镜后会聚集到流通池的入口处，再经过流通池，使得流通池内的液体样品对部分光进行吸收，剩余的光再穿出流通池，并通过狭缝射入光栅上。光栅将射入的复合光按不同波长对应不同出射角度分散成单色光，并分别成像到线阵图像传感器的不同位置，从而便于线阵图像传感器检测。

针对上述中的相关技术：当光路结构一定时，狭缝成像到线阵图像传感器上的尺寸一定，从而使得成像的高度，不易于与线阵图像传感器相互匹配，影响线阵图像传感器检测到的光的波长范围及能量，进而容易导致检测精度降低。

实用新型内容

为了提高检测精度，本申请提供一种液相色谱仪二极管阵列检测器。

本申请提供的一种液相色谱仪二极管阵列检测器采用如下的技术方案：

一种液相色谱仪二极管阵列检测器，包括光栅及线阵图像传感器，还包括柱面镜，所述柱面镜位于所述光栅及所述线阵图像传感器之间，且位于所述光栅的出光光路上；

所述柱面镜具有面向所述光栅的进光面及面向所述线阵图像传感器的出光面，在所述进光面至所述出光面的方向上，所述柱面镜具有与所述柱面镜长度方向相交的像高截面，所述像高截面与所述进光面的交线和所述像高截面与所述出光面的交线不平行，所述柱面镜用于使成像高度与所述线阵图像传感器的探测面高度相匹配。

通过采用上述技术方案，像高截面与进光面的交线和像高截面与出光面的交线不平行，使得光束经过柱面镜后，成像的高度会发生变化，从而有利于使得成像高度与线阵图像传感器的探测面高度相匹配，进而有利于提高检测精度。

可选的，所述线阵图像传感器的探测面的高度大于成像高度，所述柱面镜为凹柱面镜。

通过采用上述技术方案，凹柱面镜能够使得经过的光束发散，从而能够使得成像高度变大至与线阵图像传感器的探测面高度相匹配，且有利于分散线阵图像传感器的探测面上的光照强度，进而减小了探测面出现疲劳的可能性，一定程度上延长了线阵图像传感器的使用寿命。

可选的，所述凹柱面镜为平凹柱面镜。

通过采用上述技术方案，一定程度上使得加工柱面镜时，只需加工一个凹面，剩余面均可加工成平面，从而便于柱面镜的加工。

可选的，所述凹柱面镜的凹面为平滑曲面或多棱曲面。

通过采用上述技术方案，当凹面为平滑曲面时，便于对凹柱面镜的凹面进行加工；当凹面为多棱曲面时，便于根据不同的成像高度要求，对凹柱面镜的凹面进行加工，从而便于对成像高度进行调节。

可选的，所述线阵图像传感器的探测面高度小于成像高度，所述柱面镜为凸柱面镜。

通过采用上述技术方案，凸柱面镜能够使得经过的光束聚集，从而能够使得成像高度变小至与线阵图像传感器的探测面高度相匹配，进而便于线阵图像传感器收集到更多的光路系统能量，一定程度上提高了系统信噪比。

可选的，所述凸柱面镜的凸面为平凸柱面镜。

通过采用上述技术方案，一定程度上使得加工柱面镜时，只需加工一个凸面，剩余面均可加工成平面，从而便于柱面镜的加工。

可选的，所述凸柱面镜的凸面为平滑曲面或多棱曲面。

通过采用上述技术方案，当凸面为平滑曲面时，便于对凸柱面镜的凸面进行加工；当凸面为多棱曲面时，便于根据不同的成像高度要求，对凸柱面镜的凸面进行加工，从而便于对成像高度进行调节。

可选的，在所述进光面至所述出光面的方向上，所述柱面镜具有与所述柱面镜长度方向平行且与所述像高截面垂直的像宽截面，所述像宽截面与所述进光面的交线和所述像宽截面与所述出光面的交线平行。

通过采用上述技术方案，像高截面与进光面的交线和像高截面与出光面的交线平行，从而使得光束经过柱面镜后，成像的像宽不易发生改变，进而一定程度上使得系统光学带宽不易发生改变。

可选的，所述像宽截面与所述进光面的交线和所述像宽截面与所述出光面的交线均呈直线设置。

通过采用上述技术方案，进一步减小了柱面镜的加工难度。

可选的，所述光栅为凹面平场光栅。

通过采用上述技术方案，凹面平场光栅能够用更少的结构将入射的光束按不同波长分别会聚到线阵图像传感器上，便于线阵图像传感器进行检测，从而便于简化液相色谱仪二极管阵列检测器的结构。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过光栅、柱面镜及线阵图像传感器的相互配合，能够使得光束的成像高度与线阵图像传感器的探测面高度相互匹配，从而有利于提高线阵图像传感器对光的波长范围及能量的检测精度；

2.光栅可为凹面平场光栅，从而在不影响线阵图像传感器对不同波长的光进行检测的同时，有利于简化液相色谱仪二极管阵列检测器的结构。

附图说明

图1是本申请实施例的液相色谱仪二极管阵列检测器的整体结构示意图。

图2是本申请实施例的像宽截面上的光路图。

图3是本申请实施例的像高截面上的光路图。

附图标记说明：

1、光源；2、聚光镜；3、流通池；4、挡光片；41、狭缝；5、光栅；6、线阵图像传感器；7、柱面镜；71、进光面；72、出光面。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

二极管阵列检测器主要包括光源1、聚光镜2、流通池3（样品池）、挡光片4、光栅5及线阵图像传感器6。其中，光源1、聚光镜2、流通池3、挡光片4及光栅5依次排布，且光源1、聚光镜2、流通池3、挡光片4均位于光栅5的进光光路上。

光源1是氘灯、钨灯、氙灯、LED灯等可以发出紫外、可见光或近红外光的光源1。

流通池3是前后表面为透明石英窗片的圆柱形腔体，以具有前窗片和后窗片，流通池3上分别开设有液体入口和一个液体出口，用于流通需要测试的液体样品。光源1所发出的光束能够从流通池3的前窗片进入，透过流通池3内的液体柱，再从流通池3的后窗片出射，此过程中部分光被流通池3内样品吸收，剩余光透过流通池3照射向挡光片4。

挡光片4的中心出开设有狭缝41，狭缝41的高度和宽度一定，从而使得光束穿过狭缝41后，能够具有一定的宽度和高度。

穿过狭缝41的光会射入光栅5内，再由光栅5成像至线阵图像传感器6上，成像光斑与狭缝41是物像关系，及成像光斑的形状与狭缝41的形状相同，成像大小由物像放大率决定。

线阵图像传感器6由多个二极管光电探测元沿直线排列而成，探测元排列方向与波长散开方向相同。狭缝41对应的任一波长的像会由成像位置上一个或多个连续探测元所探测。

当光路位置固定时，物像放大率固定。物像放大率的大小与成像宽度相互对应，成像宽度与系统光学带宽相互对应，因此当光路设计带宽确定后，像宽就是一定的，不可改变。

光栅5能够将复合光按不同波长对应不同出射角度分散成单色光，即使得具有不同波长的光的成像位置不同。

本申请实施例公开一种液相色谱仪二极管阵列检测器。

参照图1，一种液相色谱仪二极管阵列检测器包括光栅5、线阵图像传感器6及柱面镜7。柱面镜7位于光栅5及线阵图像传感器6之间，且位于光栅5的出光光路上。

当具有一定宽度和高度的光束射至光栅5上时，光栅5能够将光束按不同波长对应不同出射角度分散成单色光，且单色光穿过柱面镜7后，能够成像至线阵图像传感器6的不同位置上。

参照图1，本实施例中柱面镜7的长度方向（图1中X向）与线阵图像传感器6的长度方向平行。且柱面镜7具有面向光栅5的进光面71及面向线阵图像传感器6的出光面72。

在进光面71至出光面72的方向上，柱面镜7具有与自身长度方向相交的像高截面。像高截面与进光面71的交线和像高截面与出光面72的交线不平行（结合图1和图3）。

像高截面即具有一定高度的光束从进光面71射至出光面72的光路与柱面镜7相交形成的截面，可以理解的，光束经过光栅5后按不同出射角度分散成多束单色光，由于各个单色光的出射方向不同，使得各个单色光对应的像高截面均不平行。

在进光面71至出光面72的方向上，柱面镜7还具有与自身长度方向平行且与像高截面垂直的像宽截面。且像宽截面与进光面71的交线和像宽截面与出光面72的交线平行（结合图1和图2）。

在一可选实施例中，像宽截面与进光面71或出光面72的交线可为弧线或折线。本实施例中，像宽截面与进光面71的交线、像宽截面与出光面72的交线均呈直线设置，减小柱面镜7的加工难度。

参照图1，当线阵图像传感器6的探测面高度小于成像高度时，柱面镜7可为凸柱面镜。凸柱面镜的设置，有助于使更多的光路能量会聚到线阵图像传感器6上，从而有利于提高系统信噪比。

本实施例中的凸柱面镜为平凸柱面镜，从而便于将经过凸柱面镜的光束进行聚集，使得成像高度变小至与线阵图像传感器6的探测面高度相匹配，进而便于线阵图像传感器6进行检测。其他实施例中凸柱面镜还可为双凸柱面镜。

参照图1，本实施例中的凸柱面镜的凸面可为平滑曲面，从而便于对凸柱面镜的凸面进行加工。其他实施例中，凸柱面镜的凸面还可为多棱曲面，从而便于根据不同的成像高度要求，对凸柱面镜的凸面进行加工，进而便于对成像高度进行调节。

参照图2，在像宽截面上，当光栅5与线阵图像传感器6之间未设置柱面镜7时，光束穿过狭缝41后，经过光栅5成像到线阵图像传感器6上的成像宽度为A¹B¹；

当光栅5与线阵图像传感器6之间设置柱面镜7时，由于像宽截面与进光面71的交线和像宽截面与出光面72的交线平行，光束经过柱面镜7时不易发生会聚或发散，使得成像宽度也为A¹B¹。即光束在经过柱面镜7后，成像宽度不易发生改变，进而有利于保证系统的光学带宽。

参照图3，在像高截面上，当光栅5与线阵图像传感器6之间未设置柱面镜7时，光束穿过狭缝41后，经过光栅5成像到线阵图像传感器6上的成像高度为CD，与线阵图像传感器6的探测面高度C¹D¹不匹配。

当光栅5与线阵图像传感器6之间设置柱面镜7时，由于像高截面与进光面71的交线和像高截面与出光面72的交线不平行，且柱面镜7为平凸柱面镜，对光束可起到会聚作用，使得成像高度减小为C¹D¹，与线阵图像传感器6相匹配。

光栅5可为凹面平场光栅或为平面光栅，本实施例中光栅5为凹面平场光栅。从而便于以更少的结构将入射光束按不同的波长分别穿过柱面镜7会聚到线阵图像传感器6的不同位置上，进而便于线阵图像传感器6对具有不同波长的光进行检测。

参照图1，当线阵图像传感器6的探测面的高度大于成像高度时，柱面镜7可为凹柱面镜，凹柱面镜可为平凹柱面镜或双凹柱面镜。从而便于凹柱面镜将经过的光束发散，使得成像高度变大至与线阵图像传感器6的探测面高度相匹配，进而便于线阵图像传感器6对光的波长范围及能量进行精确检测。

凹柱面镜的设置，能够分散线阵图像传感器6的探测面上的光照强度，从而一定程度上减小了线阵图像传感器6的探测面出现疲劳的可能性，进而有利于延长线阵图像传感器6的使用寿命。

凹柱面镜的凹面可为平滑曲面，从而便于对凹柱面镜的凹面进行加工。凹柱面镜的凹面还可为多棱曲面，从而便于根据不同的成像高度要求，对凹柱面镜的凹面进行加工，进而便于对成像高度进行调节。

本申请实施例一种液相色谱仪二极管阵列检测器的实施原理为：当光源1发射的光束依次经过聚光镜2、流通池3及档光片上的狭缝41，射入光栅5后，光栅5能够将光束按不同波长分别会聚至柱面镜7上，光束经过柱面镜7后成像宽度不变，成像高度发生变化，使得成像高度与线阵图像传感器6的探测面的高度相匹配，从而便于线阵图像传感器6对光的波长范围及能量的进行精确检测。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液相色谱仪二极管阵列检测器，包括光栅及线阵图像传感器，其特征在于：还包括柱面镜（7），所述柱面镜（7）位于所述光栅（5）及所述线阵图像传感器（6）之间，且位于所述光栅（5）的出光光路上；

所述柱面镜（7）具有面向所述光栅（5）的进光面（71）及面向所述线阵图像传感器（6）的出光面（72），在所述进光面（71）至所述出光面（72）的方向上，所述柱面镜（7）具有与所述柱面镜（7）长度方向相交的像高截面，所述像高截面与所述进光面（71）的交线和所述像高截面与所述出光面（72）的交线不平行，所述柱面镜（7）用于使成像高度与所述线阵图像传感器（6）的探测面高度相匹配。

2.根据权利要求1所述的一种液相色谱仪二极管阵列检测器，其特征在于：所述线阵图像传感器（6）的探测面的高度大于成像高度，所述柱面镜（7）为凹柱面镜。

3.根据权利要求2所述的一种液相色谱仪二极管阵列检测器，其特征在于：所述凹柱面镜为平凹柱面镜。

4.根据权利要求2所述的一种液相色谱仪二极管阵列检测器，其特征在于：所述凹柱面镜的凹面为平滑曲面或多棱曲面。

5.根据权利要求1所述的一种液相色谱仪二极管阵列检测器，其特征在于：所述线阵图像传感器（6）的探测面高度小于成像高度，所述柱面镜（7）为凸柱面镜。

6.根据权利要求5所述的一种液相色谱仪二极管阵列检测器，其特征在于：所述凸柱面镜的凸面为平凸柱面镜。

7.根据权利要求5所述的一种液相色谱仪二极管阵列检测器，其特征在于：所述凸柱面镜的凸面为平滑曲面或多棱曲面。

8.根据权利要求1所述的一种液相色谱仪二极管阵列检测器，其特征在于：在所述进光面（71）至所述出光面（72）的方向上，所述柱面镜（7）具有与所述柱面镜（7）长度方向平行且与所述像高截面垂直的像宽截面，所述像宽截面与所述进光面（71）的交线和所述像宽截面与所述出光面（72）的交线平行。

9.根据权利要求8所述的一种液相色谱仪二极管阵列检测器，其特征在于：所述像宽截面与所述进光面（71）的交线和所述像宽截面与所述出光面（72）的交线均呈直线设置。

10.根据权利要求1所述的一种液相色谱仪二极管阵列检测器，其特征在于：所述光栅（5）为凹面平场光栅。

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