RU57918U1

RU57918U1 - TURNING MECHANISM FOR SPECTRAL INSTRUMENTS

Info

Publication number: RU57918U1
Application number: RU2006119493/22U
Authority: RU
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Спектрал-Тех"
Priority date: 2006-05-25
Filing date: 2006-05-25
Publication date: 2006-10-27

Abstract

Полезная модель относится к области оптического приборостроения. В поворотном механизме, содержащем основание, поворотную площадку, электромагнитный двигатель и датчик угла поворота, ось электромагнитного двигателя, жестко закрепленного на основании, сопрягается с осью вращения системы посредством ленточного безлюфтового редуктора, а ось вращения датчика угла поворота закрепляется непосредственно на оси вращения системы. Безлюфтовый редуктор выполняется в виде пружинной ленты обёрнутой вокруг вала вращения двигателя и жестко связанной с ним в одной точке и концами жестко связанными с цилиндрическим сектором, соосным с осью вращения системы и жестко связанным с поворотной площадкой. Для согласования осей вращения могут использоваться безлюфтовые муфты. Технический результат - повышение надежности и точности при повороте на заданный угол и, в частности, при выделении длины волны. 1ил.The utility model relates to the field of optical instrumentation. In a rotary mechanism containing a base, a rotary platform, an electromagnetic motor and a rotation angle sensor, the axis of the electromagnetic motor rigidly fixed to the base is mated to the axis of rotation of the system using a belt gearless gear, and the axis of rotation of the angle sensor is fixed directly to the axis of rotation of the system. The backlashless gear is made in the form of a spring band wrapped around the motor rotation shaft and rigidly connected to it at one point and ends rigidly connected to the cylindrical sector, coaxial with the axis of rotation of the system and rigidly connected to the turntable. Backlash couplings can be used to match rotation axes. The technical result is an increase in reliability and accuracy when turning at a given angle and, in particular, when highlighting the wavelength. 1il.

Description

Полезная модель относится к области оптического приборостроения и, в частности, к устройствам, обеспечивающим перестройку спектральных приборов по длинам волн. В связи с широким распространением спектрофотометрических методик в аналитической практике эта полезная модель найдет применение при рутинных анализах и научных исследованиях в области химии, биологии, экологии и медицины, а также в заводских лабораториях нефтехимических предприятий и станций экологического контроля.The utility model relates to the field of optical instrumentation and, in particular, to devices that provide tuning of spectral instruments according to wavelengths. Due to the widespread use of spectrophotometric techniques in analytical practice, this utility model will find application in routine analyzes and scientific research in chemistry, biology, ecology and medicine, as well as in factory laboratories of petrochemical enterprises and environmental monitoring stations.

В практике аналитического приборостроения для перестройки спектрального прибора по длинам волн, как правило, используется диспергирующий элемент (дифракционная решетка или призма) или иной оптический элемент с механическим поворотным устройством для развертки спектра излучения по длине волны. Для калибровки таких приборов, как правило, используется один или несколько реперных датчиков, распределенных по используемому диапазону углов поворота. При необходимости точной перестройки по углу в качестве механизма вращения в спектральных приборах чаще всего используется синусный механизм или червячная передача. Недостатки синусного механизма хорошо известны. Это и необходимость смазки, и нестойкость к минимальному загрязнению, и изнашиваемость механических частей, что ведет со временем к изменению систематической ошибки.In the practice of analytical instrumentation, to disperse a spectral instrument according to wavelengths, as a rule, a dispersing element (diffraction grating or prism) or other optical element with a mechanical rotary device is used to scan the radiation spectrum along the wavelength. To calibrate such devices, as a rule, one or several reference sensors are used, distributed over the used range of rotation angles. If you need accurate angle adjustment as a rotation mechanism in spectral instruments, a sine mechanism or a worm gear is most often used. The disadvantages of the sinus mechanism are well known. This is the need for lubrication, and instability to minimal contamination, and the wear of mechanical parts, which leads to a change in systematic error over time.

Ближайшим из известных устройств вращения (прототип) является устройство вращения решетки в сканирующем монохроматоре патент US 5.096.295 [1], в котором шаговый двигатель, работающий в микрошаговом режиме, посредством червячной передачи управляет вращением дифракционной решеткой.The closest known rotation device (prototype) is the lattice rotation device in a scanning monochromator, US Pat. No. 5,096,295 [1], in which the microstep stepper motor controls the rotation of the diffraction grating by means of a worm gear.

Другим устройством близким к предлагаемой полезной модели является устройство вращения в монохроматорах серии МДР, например МДР-204 [2] в котором мотор, работающий в микрошаговом режиме, через червячную передачу управляет вращением дифракционной решетки.Another device close to the proposed utility model is a rotation device in MDR series monochromators, for example, MDR-204 [2] in which a motor operating in microstepping mode through a worm gear controls the rotation of the diffraction grating.

Общими недостатками этих систем являются систематические ошибки, связанные с неточностью изготовления механических частей, а также износ прецизионной механической поворотной системы, что приводит к постоянному снижению точности анализа в процессе эксплуатации спектрального прибора из-за плохой воспроизводимости установки на требуемую длину волны и связанной с этим необходимости замены механической поворотной системы, а также возможные сбои, связанные с просчетами шагового двигателя, что приводит к потере информации в данном измерении, а также требует перед каждым измерением проводить калибровку, что бывает недопустимо на производстве, где по результатам анализа корректируется производственный процесс в режиме реального времени (например, в металлургии). Калибровка таких систем, как правило, осуществляется по спектральному источнику с известным линейчатым The common disadvantages of these systems are systematic errors associated with inaccurate manufacturing of mechanical parts, as well as wear of a precision mechanical rotary system, which leads to a constant decrease in the accuracy of analysis during operation of the spectral device due to poor reproducibility of the installation at the required wavelength and the associated need replacement of the mechanical rotary system, as well as possible failures associated with miscalculations of the stepper motor, which leads to the loss of information in this measurement In addition, it also requires calibration before each measurement, which is unacceptable in production, where, according to the results of the analysis, the production process is adjusted in real time (for example, in metallurgy). Calibration of such systems, as a rule, is carried out by a spectral source with a known ruled

спектром. При этом во всем спектральном интервале между известными спектральными линиями приходится доверять правильности срабатывания шагового двигателя.spectrum. Moreover, in the entire spectral interval between the known spectral lines, one has to trust the correct operation of the stepper motor.

Предложенная полезная модель решает задачу увеличения точности и надежности спектральных анализов путем использования датчика угла поворота, закрепленного на неподвижном основании, связанного с осью вращения системы. Использование пружинного ленточного редуктора позволяет демпфировать ударно-вибрационное воздействие электромагнитного привода на оптические элементы, расположенные на поворотной площадке.The proposed utility model solves the problem of increasing the accuracy and reliability of spectral analyzes by using a rotation angle sensor mounted on a fixed base connected with the axis of rotation of the system. The use of a spring belt gear allows damping the shock-vibration effect of the electromagnetic drive on optical elements located on the turntable.

На фиг.1 приведена конструктивная схема предложенного поворотного механизма. Предлагаемый поворотный механизм состоит из неподвижного основания 1, поворотной площадки 2, цилиндрического сектора 3, соосного с осью вращения системы и жестко связанного с поворотной площадкой 2, электромагнитного двигателя 4, жестко закрепленного на неподвижном основании 1 и датчика угла поворота 5. Вал электромагнитного двигателя 6 жестко связан с редуктором, выполненным из стальной пружинной ленты 7, при этом лента обернута вокруг вала двигателя б и жестко связана концами с цилиндрическим сектором 3. При такой конструкции пружинная лента приобретает форму поверхности цилиндрического сектора и при любых углах поворота системы остается в натянутом состоянии смягчая ударное воздействие электромагнитного двигателя на оптические элементы. При необходимости повышенной точности установки датчика угла поворота, его ось вращения может быть связана с осью вращения системы посредством безлюфтовой муфты 8. При необходимости повышенной точности электромагнитный двигатель сопряжен с валом обёрнутого пружинной лентой посредством муфты 9, обеспечивающей требуемую точность измерения угла поворота. В этом случае вал 10, посредством которого электромагнитный двигатель передает вращение на ленточный редуктор и вал 11, совмещенный с осью вращения системы, крепятся к неподвижному основанию посредством стакана подшипников 12. Технический результат - повышение надежности и точности при повороте на заданный угол и, в частности, при выделении длины волны. Источники информацииFigure 1 shows a structural diagram of the proposed rotary mechanism. The proposed rotary mechanism consists of a fixed base 1, a rotary platform 2, a cylindrical sector 3, coaxial with the axis of rotation of the system and rigidly connected to the rotary platform 2, an electromagnetic motor 4, rigidly mounted on a fixed base 1 and a rotation angle sensor 5. Shaft of the electromagnetic motor 6 rigidly connected to the gearbox made of steel spring tape 7, while the tape is wrapped around the motor shaft b and rigidly connected with the ends of the cylindrical sector 3. With this design, the spring that takes the form of a cylindrical sector surface and under any system of angles of rotation remains taut mitigating the impact force of the electromagnetic motor to the optical elements. If necessary, increased accuracy of installation of the angle sensor, its axis of rotation can be connected to the axis of rotation of the system by means of a sleeveless coupling 8. If necessary, increased accuracy, the electromagnetic motor is coupled to the shaft wrapped by a spring tape by means of coupling 9, which provides the required accuracy of measurement of the angle of rotation. In this case, the shaft 10, through which the electromagnetic motor transmits the rotation to the belt gear and the shaft 11, combined with the axis of rotation of the system, are attached to the fixed base by means of the bearing cup 12. The technical result is an increase in reliability and accuracy when turning through a predetermined angle and, in particular when highlighting the wavelength. Information sources

1. Krupa R.J., Owen E.E., Shiller S.S. Scanning monochromator, US Patent No. 5.096.295, 17 March 19921. Krupa R.J., Owen E.E., Shiller S.S. Scanning monochromator, US Patent No. 5.096.295, 17 March 1992

2. Монохроматор МДР-204, разработка ОАО ЛОМО г.Санкт-Петербург, Руководство пользователя.2. Monochromator MDR-204, developed by OJSC LOMO, St. Petersburg, User Guide.

Claims

1. A pivoting mechanism for spectral instruments, comprising a base, a pivoting pad, an electromagnetic motor and a pivoting angle sensor, characterized in that the pivoting angle sensor is fixed to the base and is coupled to the pivoting pivot via an axis of rotation of the system, and the axis of rotation of the electromagnetic motor mates with the axis of rotation systems through a backlashless gear.

2. The rotary mechanism for spectral instruments according to claim 1, characterized in that the backlash-free gearbox is made in the form of a spring band wrapped around the axis of rotation of the engine and rigidly connected to it at one point and ends rigidly connected to the cylindrical sector, coaxial with the axis of rotation of the system and rigidly connected to the turntable.

3. The rotary mechanism for spectral instruments according to claim 1 or 2, characterized in that the electromagnetic motor has the ability to operate in micro-step mode, providing in combination with the gearbox the required accuracy.