CN2684187Y

CN2684187Y - 激光检测装置

Info

Publication number: CN2684187Y
Application number: CN 200320104928
Authority: CN
Inventors: 李永生; 曹生现; 万瑞军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2013-10-16

Abstract

本实用新型涉及一种检测溶液中各种微量物质的激光检测装置，其主要技术特征是，激光检测装置的光源为激光器，设在隔板上的反射透射镜、设在样品容器上的光窗及固定在检测装置壁上的光电池均与激光器发出的光束相对应，本装置比现有普通光源的比色计和分光光度计分析灵敏度高它能测定溶液中微量物质，且结构简单，操作方便，价格便宜，它将代替化学实验室中常规分析仪器而被广泛应用。

Description

激光检测装置

所属技术领域

本实用新型涉及一种激光检测装置，属于检测溶液中各种微量物质的化学分析和定量的仪器。

背景技术

目前在化学实验室里，利用比色成分分析技术对溶液中各种微量物质(如对硅酸盐、磷酸盐、铜、汞、氯离子等)的测定，一般使用的仪器是比色计和分光光度计。现有的比色计和分光光度计，如721、751型分光光度计，其光源均为普通光源。因为普通光源的光强较弱，而使仪器的灵敏度低，固分析和定量低浓度物质很困难。随着环保意识的增强以及水处理技术的发展，要求生活用水、工业用水及废水的排放指标越来越严格，要求水中各种被分析物质的浓度值越来越低，因而使用现有的比色计和分光光度计分析和定量低浓度物质已经不能满足要求，即使增加光程长度来提高灵敏度，其测定范围也极为有限。在测定高浓度物质时，由于普通光源光强较弱，也很难透过高浓度溶液。为了分析超低含量的物质，当前各实验室普遍采用了离子色谱仪、液相色谱仪及气相色谱仪或进行各种各样的样品预浓集，这些方法不但操作复杂，而且仪器价格也昂贵。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种激光检测装置，该装置灵敏度高、能测定溶液中微量物质，且结构简单，操作方便。

本实用新型的技术方案是：一种激光检测装置，具有箱体、箱体内的隔板和隔板两侧的激光室、暗室，其特征在于：激光室内设有激光器，隔板上设有通光管，管端装有反射透射镜片，暗室内装有盛装样品的容器，容器上设有两相对应的光窗，箱体上安装有测量光电池和参比光电池，测量光电池与光窗、通光管置于激光器发出的同一光线上，参比光电池与反射透射镜片发出的反射光对应。在容器内，两光窗之间的距离可为10～100cm之间。

本技术的激光器可以是可调谐激光器，如波长为300-780nm调谐激光器；可以是多只单一波长的不同激光管，如波长300、532、625、645、675、780nm的激光管，多只激光管分别装在转盘的同一圆周线上；也可以是单一波长的一个激光管。激光器通过导线与电源连接。转盘上设有挡片，挡片的作用是限制转盘在360度范围内转动。转盘可通过旋钮手动转动，也可以利用微型电机控制转动。反射透射镜片作用是把激光器发射的单束激光分成测量光束和参比光束。盛装样品的容器可以选用已有技术的流通池或比色皿，容器内装被测溶液，容器内的两光窗之间距离即是光程长度。光电池是市售产品，它能将透过溶液的光信号转换成电信号，传给计算机或单片机进行数据处理和记录。工作过程是：利用手动旋钮转动转盘或利用微型电机自动调节转盘，选定需要的激光波长，由激光器发出的光束经透射反射镜片分成两束光，一束光为测量光，一束光为参比光，测量光经通光管、流通池或比色皿上的光窗和中间的溶液层、照射在测量光电池上，参比光照射在参比光电池上，两光电池分别将光信号转换成电信号，再由计算机或单片机进行数据处理，实现对溶液中微量物质的快速测定。

本技术采用激光作分析光源，由于激光本身就是单色光，因而省去了现有比色计和分光光度计中的复杂精密的分光系统，而使仪器的结构变得简单、操作变得简便，价格也变得便宜了。比色法和分光光度法的工作原理是朗伯-比耳定律。朗伯-比耳定律从理论上讲只适用于真正的单色光，而在普通的光度计中光源经分光后得到的单色光，从理论上都含有复色光成份，因此应用不纯的单色光为光源，会产生偏离朗伯-比耳定律的现象。在普通的光电比色计中，即使是使用很好的滤光片，也不可能达到完全单色，其半峰宽一般都在30～100nm。如果使用干涉滤光片，谱带宽度最小也只能达到15nm左右。如果用棱镜分光，其单色性与狭缝宽度有关，狭缝越窄，单色性越好，但光强减弱，同时这要降低光电比色分析的适用性。由于激光光源的单色性比现有的单色器还好，而且激光能量集中、光通量大，与现有的比色计和分光光度计相比分析灵敏度显著提高。另外，根据朗伯-比耳定律可知增加比色皿或流通池的光路长度可以提高测定的灵敏度，但是普通光源其光源强度低，光束的发散角大，靠增加光程长度来提高测定灵敏度是极为有限，而激光光源强度大，光束发散角很小，因而还可通过大幅度增加光程长度来提高溶液中微量物质分析的灵敏度。如果采用可调谐激光器，它将是比色法和分光光度法测量痕量物质的理想光源。本仪器还具有环保型的优点，所以在减少化学试剂对环境的污染方面，也将会带来明显的社会效益。

本技术的激光检测装置利用流动注射方法测定微量硅酸根，得出如下性能指标：

相对标准偏差： 1.0％

检出限： 0.1μg/L(SiO₃ ^2-、780nm)

分析范围： 1～100μg/L、100～2000μg/L

线性相关系数： 1～100μg/L：r＞0.999、100～2000μg/L：r＞0.9990

波长： 300、532、625、645、675、780nm

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型装有流通池的激光检测装置示意图。

图2是本实用新型装有比色皿的激光检测装置示意图。

图中1旋钮、2转轴、3挡片、4激光室、5箱体、6转盘、7激光管、8参比光电池、9反射透射镜片、10通光管、11隔板、12暗室、13进口、14光窗、15出口、16通道、17光窗、18测量光电池、19主体、20控制系统、21支架、22导线、23比色皿。

具体实施方式

图中，激光检测装置的箱体(5)内有隔板(11)，在隔板(11)一侧是激光室(4)，另一侧是暗室(12)。激光室(4)内设有激光器，激光器可以是多只不同波长的单一激光管(7)，如波长300、532、625、645、675、780nm的激光管，也可以是波长为300-780nm调谐激光器。多只不同波长的单一激光管式激光器，具有转盘(6)，转盘(6)通过转轴(2)与旋钮(1)连接，转盘(6)上固定有波长为300、532、625、645、675、780nm的激光管(7)，各激光管分别排列在转盘(6)的同一圆周线上，并通过导线与控制器连接。转盘上还设有挡片(3)，该挡板是转盘转动的止点。隔板(11)上装有通光管(10)，通光管(10)的端面是斜面，端面装有反射透射镜片(9)。暗室内装有盛装样品的容器，该容器可以是图1中的流通池，也可以是图2中的比色皿(23)。流通池的主体(19)由支架(21)固定，在主体(19)内设有与进出口(13)(15)连通的通道(16)，该通道(16)的两端设有光窗(14)、(17)，光窗之间的距离即是光程长度，光程长度可为1～20mm，溶液在通道(16)内流动。暗室(12)壁上装有测量光电池(18)，激光室(4)的侧壁上装有参比光电池(8)。激光管(7)发出的光束通过反射透射镜片(9)分成两束光，一束光作为测量光，经通光管(10)进入光窗(14)，透过通道内的溶液层，又经光窗(17)照射到测量光电池(18)上，另一束光作为参比光，照射到参比光电池(8)上。两光电池(18)(8)分别通过导线(22)与单片机控制系统或计算机控制系统(20)电连接。

Claims

1、一种激光检测装置，具有箱体、箱体内的隔板和隔板两侧的激光室、暗室，其特征在于：激光室内设有激光器，隔板上设有通光管，管端装有反射透射镜片，暗室内装有盛装样品的容器，容器上设有两相对应的光窗，箱体上安装有测量光电池和参比光电池，测量光电池与光窗、通光管同置于激光器发出的光线上，参比光电池与反射透射镜片发出的反射光对应。

2、根据权利要求1所说的一种激光检测装置，其特征在于：容器内的两光窗之间距离为10～100cm之间。