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技术文章
双光束紫外分光光度计基本原理与构造 |
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双光束紫外分光光度计基本原理与构造
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1．1基本原理 由光源D（或W）发出的复合光，经分光器G色散为单色光，此单色光经旋转扇形镜调制为1500转/分钟的交变信号，并分成S和R两束。此两束光分别通过样品池和参比池而到达接受器B。扇形镜构造如图2-2所示，R为反射光束，S为透射光束，D为不透也不反的背景，因此，由接受器（光电倍增管）输出如图2-3所示的电信号。与扇形镜同步旋转的编码器分别控制三路信号的通断，使之依次通过放大、转换及运算处理系统，并将扣除背景D之后的透射比输出。 2．2构造 由光源D（或W）发出的光能，经反射镜M1聚焦在入射狭缝S处。入射狭缝置于准光镜M2的前焦点上，故经M2反射后的光束变为平行光束，其相对口径为D/f=1/7.5。经光栅G（1200L/mm）色散后，由M3聚焦在出射狭缝S`处。这一单色器采用了对称式布置的Zeny-Turner系统。从而保证了轴外象差的自动平衡和较低的杂散光。M2与M3是完全相同的一对球面镜，保证了光路系统的完全对称。 在入射狭缝前，置有消除高级次光谱的截止滤光片F，扫描过程中，滤光片自动切换。 通过出射狭缝的单色光，经M4反射及旋转扇形镜（CH）调制后，交替投射在反射镜M5、M6上，从而使光束分成频率为25C/S的双光束（及R和S两束光），它们经M5、M6分别聚焦在样品池和参比池上，通过样品池和参比池后，再经过M7、M8交替会聚到光电倍增管的接受面上。因为该仪器采用了双光束不等比100％T自动平衡原理，两束光是从不同角度入射到接受器靶面的。 旋转扇形镜（CH）的结构如图3-2所示，在3600范围内分作四部分，1/4为反射部分，1/4为透射部分，其余为既不透射也不反射的背景。当反射部分进入光路时，参比光束到达接受器，而当透射部分进入光路时，则样品光束到达接受器。当背景反射不可能完全为0时，将有一个很低电平的信号输出，因而接受器输出了如图3-3所示的电信号。 2．2．4光源转换 仪器光源由氘灯和溴钨灯组成，换灯波长可在340-360nm之间选择，通常情况下为360nm。本仪器的光源转换是通过转动反射聚焦镜M1实现的。M1的转动则是由微机控制步进电机驱动的。M1的转动中心线与电机轴线一致，在灯座旁设有检零片，当检零片通过光电开关时，就给出了步进电机转动的初始位置，其结构原理如图2-9所示。 2．2．5电路原理 被调制的光信号投射在光电倍增管上，转换成相应的电信号，由于光电倍增管是一种高阻抗电流器件，所以前置放大器采用高阻抗输入，以转换成电压信号，并线形地进行适度放大。被放大了的模拟信号，馈入A/D转换单元，转换成数字量，最终通过微型计算机进行适当的数据处理，并通过终端装置显示或打印出被测样品的谱图。为了提高整机系统的测光精度，A/D转换采用12bit集成电路，其转换精度达1/4096。 为了能够有效地进行信号分离工作，将产生同步信号的旋转编码器与产生调制光信号的扇形镜同步运转，这样同步信号永远地与扇形镜的调制频率同步，从而完成仪器一系列横坐标控制功能。 仪器在波长扫描过程中，自动的改变负高压电平，从而平稳地进行整机系统增益的调节，以保证仪器正常地进行工作。 |
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