專利名稱：多功能光電比色計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬化驗分析用和物理實驗用儀器。
農(nóng)業(yè)院校和科研單位進行各種化學(xué)實驗，測定土壤養(yǎng)分，化驗肥料成分，以及鄉(xiāng)村醫(yī)療衛(wèi)生工作等，都很需要便攜式光電比色計，目前此類儀器普遍存在光電元件易衰老失效、靈敏度低，必須附加放大系統(tǒng)等問題。儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜和換件頻繁，對儀器的穩(wěn)定性、使用和維修都將產(chǎn)生不利影響，再加上用途單一，不適應(yīng)養(yǎng)分速測要求等缺陷，給儀器在基層的推廣使用造成一定困難。
本發(fā)明的目的是研制一種功能多、性能穩(wěn)定、攜帶方便的光電比色計。
本實用新型——多功能光電比色計與一般光電比色計相比，有以下的新功能和優(yōu)點1.本儀器所用比色皿比一般常用比色皿約小三分之一到二分之一，有容易沖洗、耗蒸餾水少、節(jié)省藥品等優(yōu)點；可以用光電比色代替目視(比色卡)比色，速測土壤養(yǎng)分。
2.儀器與反光比色盒聯(lián)用，可用反光比色法測定物質(zhì)表面的反光比；并根據(jù)濕土與干土的反光比不同這一性質(zhì)，仿照光電比色(透光)分析的做法，用反光比色法速測土壤水分。
3.本儀器采用高靈敏光電元件和低電壓集光燈泡光源，不需要放大電路和任何聚光裝置，即可達到儀器需要的靈敏度和獲得足夠強的小錐角比色光束；集光燈泡額定電壓為2.2伏，在無交流電時，用3伏干電池供電很容易做到，多余的電壓就貯存在調(diào)滿度用的電位器上，該結(jié)構(gòu)可在保證儀器正常(燈泡亮度)工作的條件下，既節(jié)省電能又延長燈泡的使用壽命。
4.本儀器可與偏振光旋光實驗儀等其他儀器聯(lián)用，進行驗證馬呂斯定律，布懦斯特定律、菲涅耳公式和觀測旋光色散規(guī)律等多項物理實驗。

發(fā)明內(nèi)容
功能多，一機多用；用光電比色法速測土壤養(yǎng)分；
用反光比色法測反光比和速測土壤水分；采用UR型光導(dǎo)管為光電轉(zhuǎn)換元件和2.2伏集光燈泡為比色光源；采用六孔轉(zhuǎn)盤比色架結(jié)構(gòu)和小型比色皿。


圖1多功能光電比色計面板布置圖。該圖比例為12。圖中1是比色架蓋，2是比色盒，3是轉(zhuǎn)盤比色架，13是轉(zhuǎn)盤定位標(biāo)線，14是濾光片孔，23是外燈光插孔，24是外電源插孔，25是讀數(shù)表頭，26是表頭調(diào)零螺旋，27是波段開關(guān)，28是電橋電路調(diào)零旋鈕，29是滿度粗調(diào)旋鈕，30是細調(diào)旋鈕。
圖2多功能光電比色計電路結(jié)構(gòu)圖。圖中L是比色光源燈泡，g是指示表頭，UR是光導(dǎo)管，E1是燈泡及調(diào)零電源，E2是表頭指標(biāo)及光導(dǎo)管電源，CZ1是外電源插座，CZ2是外燈光插座，R1及R2分別是滿度粗、細調(diào)電位器，R2是調(diào)零電位器，K1、K2、K3、K4是波段開關(guān)。
圖3多功能光電比色計比色盒俯視圖。該圖是按圖1的位置順時針轉(zhuǎn)過90度后繪出的，為顯示六孔轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)，原圖1中的比色架蓋1未畫出，圖的比例也從原圖的12改為11。圖中2是比色盒，3是轉(zhuǎn)盤比色架，4是比色架孔，10是比色皿，13是轉(zhuǎn)盤定位標(biāo)線，14是濾光片孔，15是固定直角鐵片用螺栓，16是燈泡，17是燈座，18是壓緊和固定燈座尾端用直角形鐵片，20是套在燈泡頂端的橡皮圈。
圖4多功能光電比色計比色盒剖面圖。為使圖線清晰，只在比色盒2及比色架3的剖開面上用斜線標(biāo)出，其他剖開面(如比色架蓋1等)上的斜線都省略。圖中其他部分有比色架孔4，比色架上的透光窗口5，光導(dǎo)管引線6，光導(dǎo)管7，光導(dǎo)管固定孔8，光導(dǎo)管固定臺9，比色皿10，比色架透光窗口11，比色盒透光圓孔12，燈泡16，燈座17，壓緊并固定燈座尾端用直角鐵片18，固定鐵片用螺檢15，儀器面板19，套在燈泡頂端的橡皮圈20，濾光片架21，轉(zhuǎn)盤比色架定位用凹槽凸臺結(jié)構(gòu)22。
圖5多功能光電比色計反光比色盒的立體圖。該圖比例為12。圖中31是比色盒外殼，36是濾光片架，37是光導(dǎo)管插孔，38是標(biāo)準樣品孔，39是抽屜式比色架，40是待測樣品孔，46是防護罩，47是燈泡電源插孔。
圖6多功能光電比色計反光比色盒的剖面圖。該圖比例為11，只在其比色盒及比色架的剖開面上畫出斜線。圖中31是反光比色盒外殼，32是樣品反光面高度標(biāo)線，33是燈泡導(dǎo)線，34是隔板，35是入射光束和透光孔，37是反射光束和接受反射光的光導(dǎo)管插孔，39是抽屜(推拉)式比色架，41是濾光片，42是橡皮圈，43是燈泡，44是燈座，45是壓緊并固定燈座尾端的直角鐵片，46是防護罩，47是燈泡電源導(dǎo)線插孔。
最佳實施方案本光電比色計集光燈泡的光束都從燈泡頂部射出，但方向并不指向正前方，而且光束偏離的角度和方位，也隨燈泡各異。為能簡便地調(diào)正光束并使之固定，比色盒(2)最右端的透光孔(20)的剖面要做成梯形(立體圖截錐形)，集光燈泡頂部套上一小段黑橡皮管后再插入該透光孔內(nèi)，并適當(dāng)壓緊致使燈泡能在任一方位上靠摩擦力停住。調(diào)燈座尾部使其輕微擺動，并通電用光束監(jiān)視，直到光束垂直穿過比色皿(10)并對準光導(dǎo)管定位孔(8)時，推上直角形鐵片(18)使之與燈座尾端接觸并壓緊，再用螺栓(15)將其固定在比色盒(2)右端之底部，如圖4所示。直角形鐵片(18)與燈座尾端和面板(19)接觸的部分，要用黑膠帶纏包2至3層，以加大燈座尾端與鐵片(18)接觸處的摩擦力，增強光束定向后的抗震能力，并消除因鐵片(18)和面板(19)等部件導(dǎo)電可能出現(xiàn)的短路隱患。
六孔轉(zhuǎn)盤比色架取凸臺、凹槽式定位結(jié)構(gòu)，即在比色盒(2)透光孔(12)的正上方，圖3的定位標(biāo)線(13)的延長(向左)線上做球面(或柱面)形小凸臺，而在轉(zhuǎn)盤孔口外緣從0到5的序號數(shù)字的正下方，即轉(zhuǎn)盤外緣的背面，做球面(或柱面)形凹槽，并使其與凸臺曲面相密合，如圖4中的(22)所示。這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)盤比色架上的凹槽與比色盒上的凸臺重合時，也就是比色皿對準光路之時。
多功能光電比色計的外殼由金屬鐵片壓制而成。比色盒為膠木壓鑄件。
儀器的電路結(jié)構(gòu)見圖2。圖的左半部為比色光源電路，由2.2伏0.25安集光燈泡L、3伏(不小于5瓦)直流電源E1、粗調(diào)電位器R1和細調(diào)電位器R2組成。R1為20Ω，R2為2Ω，都要采用功率不小于2瓦的密線繞型電位器。CZ1是用本儀器所配電源E1以外的電源供電時的插座，即圖1中的外電源插孔24，CZ2是多功能光電比色計與反光比色盒等儀器聯(lián)用時的插孔，即圖1中的外燈光插孔23。K1是比色燈泡電源開關(guān)。圖的右端是光電流電路，由UR6910型光導(dǎo)管、9伏小電池、1.5級50μA表頭g及開關(guān)K2組成。圖的中部是電橋調(diào)零電路，R5＝R6＝20KΩ，R3＝R4＝10KΩ，R7是20KΩ電位器，即圖1中的調(diào)零旋鈕28。該旋鈕在開關(guān)27撥“2”擋，儀器與偏振光旋光實驗儀等聯(lián)用時才用到。
儀器使用前(或用完后)開關(guān)27要撥“關(guān)”(0)位，滿度粗、細調(diào)鈕均反時針轉(zhuǎn)到底(即兩電位器都處于阻值最大狀態(tài))。如做反光比色測定，應(yīng)將六孔轉(zhuǎn)盤加(3)取出(參看圖3和圖4)，再將光導(dǎo)管(7)從固定臺柱(9)上取下，并從比色盒(2)中拉出(導(dǎo)線6夠長)插入反光比色盒光導(dǎo)管插孔(37)內(nèi)(參看圖5和圖6)。再用兩端帶雙線插頭的導(dǎo)線將圖1中的外燈光孔(23)，與反光比色盒上的燈泡電源孔(47)(圖5)插聯(lián)起來。反光比已知為R0的面放在比色架孔(38)內(nèi)，反光比未知為Rx的面放在比色架孔(40)內(nèi)，使比色架孔(38)對準光路，開關(guān)(27)撥“1”擋，此時燈泡并不亮，表頭(25)的指針應(yīng)指0位(即透光度T＝0，吸光度A＝∞)，否則要調(diào)表頭螺旋(26)使表針指0位。依序轉(zhuǎn)滿度粗、細調(diào)旋針，使表針正指100透光度，然后將反光比未知為Rx的面推進光路，并讀出表針示數(shù)Tx(為百分數(shù))，待測面的反光比就是Rx＝R0Tx。如令干土對準光路時T0＝100，測出不同濕度土樣的透光度(應(yīng)為反光比)分另為T1，T2……。以透光度T為縱軸，土壤濕度(已知)為橫軸繪標(biāo)準曲線，即可用反光比色法速測土壤水分。比色法速測土壤水分要求(1)土樣的粉碎和表面整平要統(tǒng)一操作規(guī)程；(2)干土與濕土的物理性質(zhì)應(yīng)相近，否則要換標(biāo)準(干土)土樣或重作標(biāo)準曲線。
本儀器在透光比色中的用法與一般光電比色計同，可與其聯(lián)用的偏振光旋光實驗儀等不屬本專利范圍，均從略。
權(quán)利要求1.一種多功能光電比色計，由光電轉(zhuǎn)換裝置、比色光路、六孔轉(zhuǎn)盤式透光比色裝置和推拉式反光比色盒構(gòu)成，其特征在于光電元件采用光導(dǎo)管，比色光源為集光燈泡，比色架為轉(zhuǎn)盤式，以及用反射光進行光電比色的裝置，反光比色裝置由光源燈泡、測樣比色架和接受反射光的光導(dǎo)管組成，反射比從透光度上讀出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能光電比色計，其特征在于光電元件采用UR型光導(dǎo)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能光電比色計，其特征在于比色光路系統(tǒng)采用低電壓集光燈泡光源，燈泡頂部基本固定，燈座尾端裝有平面直角鐵片，以調(diào)正燈泡光束后固定燈泡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能光電比色計，其特征在于比色裝置采用六孔轉(zhuǎn)盤式比色架和小型比色皿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的多功能光電比色計，其特征在于六孔轉(zhuǎn)盤比色架采用凹槽與凸臺相密合的轉(zhuǎn)盤定位結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能光電比色計，其特征在于比色盒上插入燈泡的一個透光孔的內(nèi)腔為截錐形。
專利摘要一種多功能光電比色計，可用于化驗分析和物理實驗。本儀器采用長壽命、高靈敏光電元件，低電壓集光燈泡比色光源，及六孔轉(zhuǎn)盤式比色架和小型比色皿。插入并固定燈泡的一個透光孔內(nèi)腔為截錐形，反光比色盒為推拉式，六孔轉(zhuǎn)盤采用凹槽與凸臺密合的定位結(jié)構(gòu)。本儀器除具有一般光電比色的功能外，可用光電比色法速測土壤養(yǎng)分和用反光比色法速測土壤水分，還可與偏振光旋光實驗儀等聯(lián)用進行其他物理實驗。本儀器與同類儀器相比，結(jié)構(gòu)簡化，適應(yīng)性強，功能多、體積小、節(jié)省藥品、操作方便。
文檔編號G01N21/25GK2082414SQ9021427
公開日1991年8月7日 申請日期1990年8月29日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月29日
發(fā)明者聶修和, 聶俊華, 聶宜民, 王成章 申請人:山東農(nóng)業(yè)大學(xué), 萊州市無線電一廠