專利名稱：一種由步進電機直接驅(qū)動的光柵型分光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種分光裝置，具體是指一種由步進電機直接驅(qū)動的光柵 型分光裝置。
背景技術(shù)：
生化分析儀是醫(yī)學(xué)檢驗中使用頻率最高、檢測范圍最廣、最具代表性的設(shè) 備之一，它以快捷、準(zhǔn)確、便攜等優(yōu)點在各級醫(yī)院中具有很重要的地位。由于 生化分析儀在檢測的時候，主要是使用試劑與血清或血液反應(yīng)后生成有特定吸 光度的物質(zhì)，再由分光裝置輸出單一波長的單色光，該單色光照射上述反應(yīng)后 的生成物并通過儀器分析吸光度或吸光度的變化來判斷被測血清或血液樣本 是否某種醫(yī)學(xué)項目超標(biāo)，從而確定生命體是否健康，因此，在進行生化分析時， 都會應(yīng)用到分光裝置。由于傳統(tǒng)的生化分析儀的光柵分光裝置大多采用如圖1
所示的結(jié)構(gòu)，即由電機2帶動絲桿11再由滑塊8帶動螺桿17來使光柵支架5 轉(zhuǎn)動，從而輸出單色光。該結(jié)構(gòu)對電機的控制要求低，完全通過絲桿11的旋 轉(zhuǎn)運動驅(qū)動直線滑塊8實現(xiàn)對波長的精細調(diào)節(jié)，其缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且光柵轉(zhuǎn) 動的任何部件只要出現(xiàn)松動或磨損都會使單色光輸出不準(zhǔn)確，使檢測結(jié)果產(chǎn)生 錯誤，因此采用傳統(tǒng)單色光分光裝置不僅會延長波長設(shè)定時間，甚至還會使測 試結(jié)果極為不可靠。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種由步進 電機直接驅(qū)動的光柵型分光裝置，本裝置不僅能夠大大的縮短波長設(shè)置時間， 而且除電機外的運動部件外沒有機械接觸，沒有摩擦力，不會出現(xiàn)松動及磨損， 從而保證了單色光輸出準(zhǔn)確及檢測結(jié)果的可靠性。
本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn) 一種由步進電機直接驅(qū)動的光柵型分光裝置，主要由電機、光柵支架，以及固定在光柵支架上的光柵、電機 控制器，固定在光柵支架頂端并位于光柵上部的回零片，設(shè)置在回零片上方的 光耦，以及均設(shè)置在底板上的兩個平面反射鏡和反射鏡組成。所述的底板與電 機的端面固定相連，且光柵支架固定在電機的轉(zhuǎn)軸上，所述的電機和光耦還均 與電機控制器相連接。
為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述的光柵支架的中心以及回零片的中心均 與電機的轉(zhuǎn)軸的軸心在同一條直線上；所述光柵的光學(xué)平面與電機的轉(zhuǎn)軸的軸 心在同一平面內(nèi)。
進一步的，所述的光柵支架的橫截面呈L型。
所述底板上設(shè)有一個用于電機的轉(zhuǎn)軸穿過的通孔；在該底板上還設(shè)置有入 射狹縫和出射狹縫，且入射狹縫和出射狹縫分別設(shè)置在通孔的兩側(cè)；所述的兩 個平面反射鏡分別固定在入射狹縫和出射狹縫的附近；同時，兩個平面反射鏡 與反射鏡還分別設(shè)置在光柵支架的兩側(cè)。
所述的反射鏡與兩個平面反射鏡之間呈等腰三角形分布。 所述的回零片為圓形薄片，且在該回零片上還設(shè)有一個以上的通光狹縫。 所述兩個平面反射鏡的中心與反射鏡的中心位于同一水平面上。 所述的反射鏡為球面反射鏡；所述的電機為步進電機。 所述的電機控制器上還設(shè)有輸入、輸出控制端口及電源輸入端口。 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果
(1) 本實用新型采用步進電機直接驅(qū)動，由于歩進電機的負載很小，因 此由步進電機直接驅(qū)動光柵轉(zhuǎn)軸后，除電機外所有運動件沒有機械摩擦，在儀 器使用多次后也能準(zhǔn)確的輸出單色光，提高產(chǎn)品的使用壽命、重復(fù)性及可靠性。
(2) 本實用新型采用由步進電機直接驅(qū)動光柵轉(zhuǎn)軸后，由于沒有絲桿的 傳導(dǎo)及減速過程，在單色光輸出設(shè)定時可以快速到位，減少設(shè)定時間，從而能

圖1為傳統(tǒng)的光柵型分光裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)俯視面示意圖； 圖4為本實用新型光柵的部分剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進一步地的詳細說明，但本實用 新型的實施方式不限于此。 實施例
圖1為傳統(tǒng)的光柵型分光裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其工作過程為由電機2帶動
絲桿11再由滑塊8帶動螺桿17來使光柵支架5轉(zhuǎn)動，從而輸出單色光。
如圖2、 3、 4所示，電機2為本實用新型的驅(qū)動裝置，為了減少機械摩擦 和便于控制，電機2優(yōu)先采用步進電機；同時，為了防止各部件之間的機械摩 擦和松動，光柵支架5固定在步進電機2的轉(zhuǎn)軸上。在底板7上開有一個通孔 10，電機2的轉(zhuǎn)軸通過該通孔10伸出于底板7，而底板7則固定在電機2的 端面上，從而使電機2和底板7連成一個整體。
為了方便放置光柵3，光柵支架5制作成橫截面為L型，光柵3則緊貼于 光柵支架5的底面和側(cè)面之間，從而確保光柵3能隨著光柵支架5同步旋轉(zhuǎn)。 光柵支架5的底面固定在電機2的轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)電機2轉(zhuǎn)動時，光柵支架5能隨 該轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)?；亓闫?為一塊圓形的薄片，通過螺釘固定在光柵支架5 的頂端并位于光柵3的頂部。為了確?；亓闫?、光柵支架5和光柵3之間能 同步的旋轉(zhuǎn)，回零片4的中心、光柵支架5的中心與電機2的轉(zhuǎn)軸的中心在一 條直線上，而光柵3的光學(xué)平面則與電機2的轉(zhuǎn)軸的軸心在同一平面內(nèi)。
光耦6通過固定在底板7上的支架位于回零片4的上方，為了方便光耦6 給電機控制器1發(fā)出控制信號，在回零片4上設(shè)有一個或一個以上的通光狹縫9。當(dāng)通光狹縫9的數(shù)量為一個以上時，這些通光狹縫9需要均勻的分布在回 零片4上。
為了將光源發(fā)出的復(fù)合光轉(zhuǎn)換成單色光，在底板7上還設(shè)有一個入射狹縫 15、出射狹縫14、兩個平面反射鏡12及一個球面反射鏡16。入射狹縫]5和 出射狹縫14分布在光柵支架5的兩側(cè)(即在底板7的通孔10的兩側(cè))并固定 在底板7上。在入射狹縫15和出射狹縫14的附近，即正對著入射狹縫15和 出射狹縫14，還分別的固定有一塊平面反射鏡12。該平面反射鏡12與入射狹 縫15和出射狹縫14之間的距離可以根據(jù)實際的情況進行調(diào)節(jié)。球面反射鏡 16和兩塊平面反射鏡12也分布在光柵支架5的兩側(cè)，為了確保光線的反射， 該球面反射鏡16和兩塊平面反射鏡12之間呈等腰三角形布置，即以兩塊平面 反射鏡12為底邊位于光柵支架5的一側(cè)，而球面反射鏡16為頂點位于光柵支 架5的另一側(cè)。為了確保球面反射鏡16、兩塊平面反射鏡12和光柵3之間的 光線傳播，兩塊平面反射鏡12的中心和球面反射鏡16及光柵3的中心要保持 在同一個水平面內(nèi)。
電機控制器1用于接收光耦6發(fā)出的控制信號并控制電機2的起停，因此 電機控制器1分別與電機2和光耦6相連接。同時，為了使該電機控制器1 能正常工作，在電機控制器1上還設(shè)有輸入、輸出端口及電源輸入端口。
本實用新型的工作時，光源發(fā)出的復(fù)合光首先通過入射狹縫15射到平面 反射鏡12上，再由平面反射鏡12將復(fù)合光反射到球面反射鏡16上；球面反 射鏡16接收到復(fù)合光后便進行聚焦，并將聚焦后的復(fù)合光反射到光柵3上； 光柵3接收到聚焦后的復(fù)合光后進行分光，并將分光后的復(fù)合光再反射到球面 反射鏡16上；最后球面反射鏡16再次將分光后的復(fù)合光聚焦并反射到出射狹 縫14附近的平面反射鏡12上，由平面反射鏡12反射并通過出射狹縫14輸出。 由于出射狹縫14的寬度一般在lmm以內(nèi)，因此輸出的光波寬度很窄，可以近 似為單色光。
步進電機控制設(shè)計原理首先根據(jù)光柵公式mX=d(sina±Sin(3)，通過計算得到出射狹縫14單色光波長每增加lnm時，光柵3所需轉(zhuǎn)動的角度A，再根據(jù)算出的角度A計算出步進電機2的步距角B，并通過電機控制器1將歩進電機細分，從而保證單色光輸出的波長準(zhǔn)確度小于lnm。
單色光輸出控制原理通過電機控制器1驅(qū)動電機2轉(zhuǎn)動，由于光柵支架5、光柵3、回零片4都是直接或間接裝在電機2的軸上的，此時光柵支架5、光柵3、回零片4都會隨著電機2的轉(zhuǎn)動同歩轉(zhuǎn)動。
當(dāng)電機控制器1發(fā)出回零指令時，回零片4轉(zhuǎn)動到通光狹縫9對著光耦6的中心，光耦6就會輸出信號通知電機控制器1發(fā)出停止指令控制電機2停止轉(zhuǎn)動；當(dāng)電機控制器1發(fā)出波長設(shè)置指令時，電機2帶動光柵3轉(zhuǎn)動到設(shè)定的波長值相對應(yīng)的位置時停止轉(zhuǎn)動，從出射狹縫14輸出某單色光。
如上所述，便可較好的實現(xiàn)本實用新型。
8
權(quán)利要求1、一種由步進電機直接驅(qū)動的光柵型分光裝置，主要由電機(2)、光柵支架(5)，以及固定在光柵支架上的光柵(3)組成，其特征在于，還包括有電機控制器(1)，固定在光柵支架頂端并位于光柵上部的回零片(4)，設(shè)置在回零片上方的光耦(6)，以及均設(shè)置在底板(7)上的兩個平面反射鏡(12，12)和反射鏡(16)；所述的底板(7)與電機(2)的端面固定相連，且光柵支架(5)固定在電機(2)的轉(zhuǎn)軸上，所述的電機(2)和光耦(6)還均與電機控制器(1)相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由步進電機直接驅(qū)動的光柵型分光裝置， 其特征在于，所述的光柵支架(5)的中心以及回零片(4)的中心均與電機(2) 的轉(zhuǎn)軸的軸心在同一條直線上；所述光柵(3)的光學(xué)平面與電機(2)的轉(zhuǎn)軸 的軸心在同一平面內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種由步進電機直接驅(qū)動的光柵型分光裝 置，其特征在于，所述的光柵支架(5)的橫截面呈L型。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由步進電機直接驅(qū)動的光柵型分光裝置， 其特征在于，所述底板(7)上設(shè)有一個用于電機(2)的轉(zhuǎn)軸穿過的通孔(10); 在該底板(7)上還設(shè)置有入射狹縫(15)和出射狹縫(14)，且入射狹縫(15) 和出射狹縫(14)分別設(shè)置在通孔(10)的兩側(cè)；所述的兩個平面反射鏡(12， 12)分別固定在入射狹縫(15)和出射狹縫(14)的附近；同時，兩個平面反 射鏡(12， 12)與反射鏡(16)還分別設(shè)置在光柵支架(5)的兩側(cè)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種由步進電機直接驅(qū)動的光柵型分光裝置， 其特征在于，所述的反射鏡(16)與兩個平面反射鏡(12， 12)之間呈等腰三 角形分布。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種由步進電機直接驅(qū)動的光柵型分光裝 置，其特征在于，所述的回零片(4)為圓形薄片，且在該回零片(4)上還設(shè) 有一個以上的通光狹縫(9)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1、 4或5所述的一種由步進電機直接驅(qū)動的光柵型分光裝置，其特征在于，所述兩個平面反射鏡(12， 12)的中心與反射鏡(16)的 中心位于同一水平面上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1、 4或5所述的一種由步進電機直接驅(qū)動的光柵型分光 裝置，其特征在于，所述的反射鏡(16)為球面反射鏡。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或4所述的一種由步進電機直接驅(qū)動的光柵型分光 裝置，其特征在于，所述的電機(2)為步進電機。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由步進電機直接驅(qū)動的光柵型分光裝置， 其特征在于，所述的電機控制器(1)上還設(shè)有輸入、輸出控制端口及電源輸 入端口。
專利摘要本實用新型公開了一種由步進電機直接驅(qū)動的光柵型分光裝置，主要由電機(2)、光柵支架(5)，以及固定在光柵支架上的光柵(3)組成，其特征在于，還包括有電機控制器(1)，固定在光柵支架頂端并位于光柵上部的回零片(4)，設(shè)置在回零片上方的光耦(6)，以及均設(shè)置在底板(7)上的兩個平面反射鏡(12，12)和反射鏡(16)組成；所述的底板(7)與電機(2)的端面固定相連，且光柵支架(5)固定在電機(2)的轉(zhuǎn)軸上，所述的電機(2)和光耦(6)還均與電機控制器(1)相連接。本實用新型不僅能夠縮短波長設(shè)置時間，而且除電機外的運動部件外沒有機械接觸，沒有摩擦力，能保證單色光輸出準(zhǔn)確及檢測結(jié)果的可靠性。
文檔編號G01N21/17GK201368938SQ20092007893
公開日2009年12月23日 申請日期2009年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月5日
發(fā)明者彬 王 申請人:成都恩普生醫(yī)療科技有限公司;深圳市恩普電子技術(shù)有限公司