專利名稱：激光檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種激光檢測裝置，屬于檢測溶液中各種微量物質(zhì)的化學(xué)分析和定量的儀器。
背景技術(shù)：
目前在化學(xué)實驗室里，利用比色成分分析技術(shù)對溶液中各種微量物質(zhì)(如對硅酸鹽、磷酸鹽、銅、汞、氯離子等)的測定，一般使用的儀器是比色計和分光光度計?，F(xiàn)有的比色計和分光光度計，如721、751型分光光度計，其光源均為普通光源。因為普通光源的光強較弱，而使儀器的靈敏度低，固分析和定量低濃度物質(zhì)很困難。隨著環(huán)保意識的增強以及水處理技術(shù)的發(fā)展，要求生活用水、工業(yè)用水及廢水的排放指標(biāo)越來越嚴(yán)格，要求水中各種被分析物質(zhì)的濃度值越來越低，因而使用現(xiàn)有的比色計和分光光度計分析和定量低濃度物質(zhì)已經(jīng)不能滿足要求，即使增加光程長度來提高靈敏度，其測定范圍也極為有限。在測定高濃度物質(zhì)時，由于普通光源光強較弱，也很難透過高濃度溶液。為了分析超低含量的物質(zhì)，當(dāng)前各實驗室普遍采用了離子色譜儀、液相色譜儀及氣相色譜儀或進(jìn)行各種各樣的樣品預(yù)濃集，這些方法不但操作復(fù)雜，而且儀器價格也昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種激光檢測裝置，該裝置靈敏度高、能測定溶液中微量物質(zhì)，且結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
本實用新型的技術(shù)方案是一種激光檢測裝置，具有箱體、箱體內(nèi)的隔板和隔板兩側(cè)的激光室、暗室，其特征在于激光室內(nèi)設(shè)有激光器，隔板上設(shè)有通光管，管端裝有反射透射鏡片，暗室內(nèi)裝有盛裝樣品的容器，容器上設(shè)有兩相對應(yīng)的光窗，箱體上安裝有測量光電池和參比光電池，測量光電池與光窗、通光管置于激光器發(fā)出的同一光線上，參比光電池與反射透射鏡片發(fā)出的反射光對應(yīng)。在容器內(nèi)，兩光窗之間的距離可為10～100cm之間。
本技術(shù)的激光器可以是可調(diào)諧激光器，如波長為300-780nm調(diào)諧激光器；可以是多只單一波長的不同激光管，如波長300、532、625、645、675、780nm的激光管，多只激光管分別裝在轉(zhuǎn)盤的同一圓周線上；也可以是單一波長的一個激光管。激光器通過導(dǎo)線與電源連接。轉(zhuǎn)盤上設(shè)有擋片，擋片的作用是限制轉(zhuǎn)盤在360度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)盤可通過旋鈕手動轉(zhuǎn)動，也可以利用微型電機控制轉(zhuǎn)動。反射透射鏡片作用是把激光器發(fā)射的單束激光分成測量光束和參比光束。盛裝樣品的容器可以選用已有技術(shù)的流通池或比色皿，容器內(nèi)裝被測溶液，容器內(nèi)的兩光窗之間距離即是光程長度。光電池是市售產(chǎn)品，它能將透過溶液的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，傳給計算機或單片機進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和記錄。工作過程是利用手動旋鈕轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤或利用微型電機自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤，選定需要的激光波長，由激光器發(fā)出的光束經(jīng)透射反射鏡片分成兩束光，一束光為測量光，一束光為參比光，測量光經(jīng)通光管、流通池或比色皿上的光窗和中間的溶液層、照射在測量光電池上，參比光照射在參比光電池上，兩光電池分別將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，再由計算機或單片機進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)對溶液中微量物質(zhì)的快速測定。
本技術(shù)采用激光作分析光源，由于激光本身就是單色光，因而省去了現(xiàn)有比色計和分光光度計中的復(fù)雜精密的分光系統(tǒng)，而使儀器的結(jié)構(gòu)變得簡單、操作變得簡便，價格也變得便宜了。比色法和分光光度法的工作原理是朗伯-比耳定律。朗伯-比耳定律從理論上講只適用于真正的單色光，而在普通的光度計中光源經(jīng)分光后得到的單色光，從理論上都含有復(fù)色光成份，因此應(yīng)用不純的單色光為光源，會產(chǎn)生偏離朗伯-比耳定律的現(xiàn)象。在普通的光電比色計中，即使是使用很好的濾光片，也不可能達(dá)到完全單色，其半峰寬一般都在30～100nm。如果使用干涉濾光片，譜帶寬度最小也只能達(dá)到15nm左右。如果用棱鏡分光，其單色性與狹縫寬度有關(guān)，狹縫越窄，單色性越好，但光強減弱，同時這要降低光電比色分析的適用性。由于激光光源的單色性比現(xiàn)有的單色器還好，而且激光能量集中、光通量大，與現(xiàn)有的比色計和分光光度計相比分析靈敏度顯著提高。另外，根據(jù)朗伯-比耳定律可知增加比色皿或流通池的光路長度可以提高測定的靈敏度，但是普通光源其光源強度低，光束的發(fā)散角大，靠增加光程長度來提高測定靈敏度是極為有限，而激光光源強度大，光束發(fā)散角很小，因而還可通過大幅度增加光程長度來提高溶液中微量物質(zhì)分析的靈敏度。如果采用可調(diào)諧激光器，它將是比色法和分光光度法測量痕量物質(zhì)的理想光源。本儀器還具有環(huán)保型的優(yōu)點，所以在減少化學(xué)試劑對環(huán)境的污染方面，也將會帶來明顯的社會效益。
本技術(shù)的激光檢測裝置利用流動注射方法測定微量硅酸根，得出如下性能指標(biāo)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差1.0％檢出限 0.1μg/L(SiO32-、780nm)分析范圍1～100μg/L、100～2000μg/L線性相關(guān)系數(shù)1～100μg/Lr＞0.999、100～2000μg/Lr＞0.9990波長300、532、625、645、675、780nm

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
圖1是本實用新型裝有流通池的激光檢測裝置示意圖。
圖2是本實用新型裝有比色皿的激光檢測裝置示意圖。
圖中1旋鈕、2轉(zhuǎn)軸、3擋片、4激光室、5箱體、6轉(zhuǎn)盤、7激光管、8參比光電池、9反射透射鏡片、10通光管、11隔板、12暗室、13進(jìn)口、14光窗、15出口、16通道、17光窗、18測量光電池、19主體、20控制系統(tǒng)、21支架、22導(dǎo)線、23比色皿。
具體實施方式
圖中，激光檢測裝置的箱體(5)內(nèi)有隔板(11)，在隔板(11)一側(cè)是激光室(4)，另一側(cè)是暗室(12)。激光室(4)內(nèi)設(shè)有激光器，激光器可以是多只不同波長的單一激光管(7)，如波長300、532、625、645、675、780nm的激光管，也可以是波長為300-780nm調(diào)諧激光器。多只不同波長的單一激光管式激光器，具有轉(zhuǎn)盤(6)，轉(zhuǎn)盤(6)通過轉(zhuǎn)軸(2)與旋鈕(1)連接，轉(zhuǎn)盤(6)上固定有波長為300、532、625、645、675、780nm的激光管(7)，各激光管分別排列在轉(zhuǎn)盤(6)的同一圓周線上，并通過導(dǎo)線與控制器連接。轉(zhuǎn)盤上還設(shè)有擋片(3)，該擋板是轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的止點。隔板(11)上裝有通光管(10)，通光管(10)的端面是斜面，端面裝有反射透射鏡片(9)。暗室內(nèi)裝有盛裝樣品的容器，該容器可以是圖1中的流通池，也可以是圖2中的比色皿(23)。流通池的主體(19)由支架(21)固定，在主體(19)內(nèi)設(shè)有與進(jìn)出口(13)(15)連通的通道(16)，該通道(16)的兩端設(shè)有光窗(14)、(17)，光窗之間的距離即是光程長度，光程長度可為1～20mm，溶液在通道(16)內(nèi)流動。暗室(12)壁上裝有測量光電池(18)，激光室(4)的側(cè)壁上裝有參比光電池(8)。激光管(7)發(fā)出的光束通過反射透射鏡片(9)分成兩束光，一束光作為測量光，經(jīng)通光管(10)進(jìn)入光窗(14)，透過通道內(nèi)的溶液層，又經(jīng)光窗(17)照射到測量光電池(18)上，另一束光作為參比光，照射到參比光電池(8)上。兩光電池(18)(8)分別通過導(dǎo)線(22)與單片機控制系統(tǒng)或計算機控制系統(tǒng)(20)電連接。
權(quán)利要求1.一種激光檢測裝置，具有箱體、箱體內(nèi)的隔板和隔板兩側(cè)的激光室、暗室，其特征在于激光室內(nèi)設(shè)有激光器，隔板上設(shè)有通光管，管端裝有反射透射鏡片，暗室內(nèi)裝有盛裝樣品的容器，容器上設(shè)有兩相對應(yīng)的光窗，箱體上安裝有測量光電池和參比光電池，測量光電池與光窗、通光管同置于激光器發(fā)出的光線上，參比光電池與反射透射鏡片發(fā)出的反射光對應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種激光檢測裝置，其特征在于容器內(nèi)的兩光窗之間距離為10～100cm之間。
專利摘要本實用新型涉及一種檢測溶液中各種微量物質(zhì)的激光檢測裝置，其主要技術(shù)特征是，激光檢測裝置的光源為激光器，設(shè)在隔板上的反射透射鏡、設(shè)在樣品容器上的光窗及固定在檢測裝置壁上的光電池均與激光器發(fā)出的光束相對應(yīng)，本裝置比現(xiàn)有普通光源的比色計和分光光度計分析靈敏度高它能測定溶液中微量物質(zhì)，且結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，價格便宜，它將代替化學(xué)實驗室中常規(guī)分析儀器而被廣泛應(yīng)用。
文檔編號G01N21/25GK2684187SQ200320104928
公開日2005年3月9日 申請日期2003年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月16日
發(fā)明者李永生, 曹生現(xiàn), 萬瑞軍 申請人:李永生