便携式紫外-可见分光光度计的设计（二）

    传统紫外可见分光光度计采用单通道的光电倍增管实现光电转换,采用波长扫描机构(如正弦机构)实现整个光谱范围内的波长扫描,该类仪器一般体积庞大、测量速度慢、不能进行在线测量,导致其只能在实验室内应用,不能在工业、农业等现场得到广泛的应用,从而使其应用范围受到了一定的限制。因此人们希望光谱仪器小型化、便携式、现场应用的呼声也就越来越高,到了20世纪70年代,随着各种相关技术,如电子技术、固态多通道检测技术、光纤技术、平场凹面全息光栅技术、触摸屏技术等的不断发展,设计便携式紫外-可见光谱仪就成为了可能,本文将介绍一种便携式紫外-可见光谱仪器的设计方法。

   小型化光纤光源的选择：传统的紫外可见分光光度计光源(氘灯和钨灯)自身体积较大,正常工作还需外加驱动电路与散热电路从而使总体体积更大,不利于光谱仪器整体小型化；随着小型化光纤光源的发展,使光源的小型化成为可能,现在已经有几个国外的公司开发出相应的紫外-可见光纤光源,接口为SMA905标准接口。该光源内部安装了钨灯和氘灯,还集成了氘灯和钨灯的供电电路,另外在底部还安装有用于散热的风扇。在光源的出口处安装有标准样品池(10mm比色皿)的支架。

   小型化紫外可见光谱仪的总体结构设计：本设计中采用触摸屏作为仪器的输入与输出设备，代替传统的紫外- 可见分光光度计的输入与输出模式(计算机显示器输出、键盘输入以及液晶显示屏输出和键盘输入),从而使输入输出一体化,在此我们选择的液晶显示屏的体积大小为100 mm×80mm×5mm。

   紫外可见分光光度计内部有以下几个部分:小型化色散系统。(包括多通道检测器件的驱动与采集电路 , 考虑到该部分电路极容易受到外部的电磁干扰, 因此将其放入色散系统的内部)；集成光纤光源(具体结构如上图 5 所示)；电池(主要是在野外或现场作业时使用, 可连续使用 8 h)；触摸屏(在野外或现场作业时使用———脱离计算机的控制)；主控电路板(主控电路板驱动触摸屏工作,同时与多通道检测器件的驱动与采集电路进行通讯,获得光谱数据,处理光谱数据,将光谱图或者各种数据显示在触摸屏上)。

   紫外可见分光光光度计将测试样品所用的样品池或测试探针放置在系统的外部,通过光纤将来自光源的光传导到样品池,光通过样品池被试样吸收后由另外一根光纤传导进入色散系统,这样安排空间可节省仪器的体积和能够进行远距离的测量。