紫外可见光谱范围的可变光程流通池及其控制方法与流程

本申请涉及光学流通池的领域，尤其是涉及一种紫外可见光谱范围的可变光程流通池及其控制方法。

背景技术：

1、流通池是一种具有样品入口和样品出口的密闭容器，其上通常安装有各类传感器，用于测定流通池内流过的样品参数。

2、光谱分析在线检测相比于色谱分析，可以不用取样，样品的预处理简单，适用范围广。与其他传感器在线检测方式相比，光谱分析具有抗干扰性强，准确度高，线性范围宽的特点。光谱分析的样品浓度与测量光程有关；但是传统的固定光程流通池的光谱在线分析，存在样品检测浓度区间较小，当涉及到浓度范围大的样品时，往往超出仪器的检测范围，测量结果不准。为了满足不同浓度范围的样品测定，通常需要更换不同规格的流通池或者比色皿，限制了光谱分析在在线检测中的应用。

技术实现思路

1、为了方便流通池在较大浓度范围内的样品浓度在线检测，本申请提供一种紫外可见光谱范围的可变光程流通池及其控制方法。

2、一方面，本申请提供的一种紫外可见光谱范围的可变光程流通池采用如下的技术方案：

3、一种紫外可见光谱范围的可变光程流通池，包括支撑机构、动力机构、流通池和可变光程的光耦系统；所述动力机构和所述流通池安装于所述支撑机构；所述光耦系统包括可移动光耦组件和固定光耦组件，所述可移动光耦组件伸缩连接在所述流通池内，且所述可移动光耦组件固定连接在所述动力机构的动力输出端，所述固定光耦组件固定安装于所述流通池内。

4、通过采用上述技术方案，在线检测的过程中，通过动力机构实时带动可移动光耦组件在流通池内产生位移，从而改变与固定光耦组件的距离，即改变光耦系统的光程；因此光程改变，可以扩大待测样品的测试浓度范围。

5、作为优选，所述可变光耦组件包括依次连通的光纤尾座、移动端光纤头和光纤法兰管，所述光纤尾座固定连接于所述动力机构的动力输出端，所述移动端光纤头一端固定连接在所述光纤尾座上，另一端伸缩连接于所述流通池内；所述光纤法兰管位于所述流通池内，且固定连接于所述移动端光纤头远离所述光纤尾座的一端。

6、通过采用上述技术方案，光源发出设备发出光依次经过光纤尾座、移动端光纤头和光纤法兰管；且在动力机构的带动下，光纤法兰管靠近或远离固定光耦组件，从而改变光耦系统的光程。

7、作为优选，所述固定光耦组件包括固定端光纤头和光纤座，所述固定端光纤头固定连接于所述流通池内，用于接收所述光纤法兰管射出的光线；所述光纤座的一端连通至所述固定端光纤头，另一端用于连接至外部光谱分析设备。

8、通过采用上述技术方案，光纤法兰管发出的光经待测样品后由固定端光纤头接收，再经光纤座连通至光谱分析设备，从而分析样品的光谱照射结果。

9、作为优选，还包括移动端透镜部和固定端透镜部，所述移动端透镜部固定连接在所述光纤法兰管远离所述光纤尾座的一端；所述固定端透镜部固定连接在所述固定端光纤头远离所述光纤座的一端；所述移动端透镜部和固定端透镜部中的透镜均为平凸透镜，且两个平凸透镜的平面相对，所述光纤法兰管的出光口匹配于所述移动端透镜部的焦距，所述固定端透镜部的焦距匹配于所述固定端光纤头的入光口，以使得所述光纤法兰管出光口输出的光经所述移动端透镜部输出为准直光束，所述准直光束经所述固定端透镜部后的光束的焦点位于所述固定端光纤头入光口处。

10、通过采用上述技术方案，设置有平凸透镜组，使得光从光纤发出后后经透镜呈准直光束射出，然后再将准直光束聚焦后射入固定端光纤头，有利于减少光的损耗。

11、作为优选，所述动力机构包括固定连接在所述支撑机构上的导轨和滑移连接在所述导轨上的滑块结构，所述滑块结构上固定连接有丝杆螺母，所述丝杆螺母螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆固定连接有丝杆电机，所述丝杆电机固定安装于所述支撑机构，所述螺纹杆的轴向方向与所述光耦系统的可变光程的变化方向一致。

12、通过采用上述技术方案，采用丝杠的滑移方式，结构简单，且方便实现控制，丝杆电机可方便控制设备根据样本浓度自动调节光程，从而有利于实现光程的自动控制。

13、作为优选，所述支撑机构包括固定连接的支撑滑槽和光纤底座，所述导轨固定安装于所述支撑滑槽，所述光纤底座固定连接所述流通池。

14、通过采用上述技术方案，支撑滑槽和光纤底座提供基本的支撑作用。

15、作为优选，所述流通池包括流通管体和设置在所述流通管体两端的密封帽，所述流通管体内设置有待测样品的流通腔，所述流通管体包括位于下端的样品入口和位于上端的样品出口；所述流通管体的一端连接所述固定光耦组件，另一端连接所述可移动光耦组件。

16、通过采用上述技术方案，采用下进上出的流通方式，可以使得液态或气态的待测样品能够充斥流通腔，从而有利于光谱分析的样品浓度的测定。

17、作为优选，所述流通管体分别与所述固定光耦组件和所述可移动光耦组件设置有密封圈。

18、另一方面，本申请公开一种紫外可见光谱范围的可变光程流通池的控制方法，基于上述紫外可见光谱范围的可变光程流通池，包括如下方法：实时获取吸收光谱中对应的测试样品浓度值，将测试样品浓度值与预设标准样品浓度值进行比较，控制丝杆电机的转动角度以实时调节光耦系统的光程，其中，所述光耦系统的光程与所述测试样品浓度值呈反比例关系。

19、通过采用上述技术方案，当待测的浓度较低时，需要的光程越大；反之，当待测的浓度较高时，需要的光程较小，因此，可以控制丝杆电机，改变光耦系统的光程，以适应不同的样品浓度需求，从而提高流通池的可测浓度范围。

20、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

21、1.紫外可见光谱范围的光程连续可变的流通池，适用于浓度变化范围大的样品，在实际使用过程中，可以通过吸光度动态调节流通池光程，从而使吸光度保持在合理区间，提高了检测的准确性；

22、2.增加透镜，减少光能的损耗，进一步提高样品浓度检测的准确性；

23、3.通过丝杠实现光程的改变，样本采用下进上出的方式，有利于样品的分析检测，减少其他因素如气泡的干扰。

技术特征：

1.一种紫外可见光谱范围的可变光程流通池，其特征在于：包括支撑机构（1）、动力机构（2）、流通池（3）和可变光程的光耦系统（4）；所述动力机构（2）和所述流通池（3）安装于所述支撑机构（1）；所述光耦系统（4）包括可移动光耦组件（41）和固定光耦组件（42），所述可移动光耦组件（41）伸缩连接在所述流通池（3）内，且所述可移动光耦组件（41）固定连接在所述动力机构（2）的动力输出端，所述固定光耦组件（42）固定安装于所述流通池（3）内。

2.根据权利要求1所述的一种紫外可见光谱范围的可变光程流通池，其特征在于：所述可变光耦组件包括依次连通的光纤尾座（411）、移动端光纤头（412）和光纤法兰管（413），所述光纤尾座（411）固定连接于所述动力机构（2）的动力输出端，所述移动端光纤头（412）一端固定连接在所述光纤尾座（411）上，另一端伸缩连接于所述流通池（3）内；所述光纤法兰管（413）位于所述流通池（3）内，且固定连接于所述移动端光纤头（412）远离所述光纤尾座（411）的一端。

3.根据权利要求2所述的一种可变光程流通池，其特征在于：所述固定光耦组件（42）包括固定端光纤头（422）和光纤座（423），所述固定端光纤头（422）固定连接于所述流通池（3）内，用于接收所述光纤法兰管（413）射出的光线；所述光纤座（423）的一端连通至所述固定端光纤头（422），另一端用于连接至外部光谱分析设备。

4.根据权利要求3所述的一种紫外可见光谱范围的可变光程流通池，其特征在于：还包括移动端透镜部（414）和固定端透镜部（421），所述移动端透镜部（414）固定连接在所述光纤法兰管（413）远离所述光纤尾座（411）的一端；所述固定端透镜部（421）固定连接在所述固定端光纤头（422）远离所述光纤座（423）的一端；所述移动端透镜部（414）和固定端透镜部（421）中的透镜均为平凸透镜，且两个平凸透镜的平面相对，所述光纤法兰管（413）的出光口匹配于所述移动端透镜部（414）的焦距，所述固定端透镜部（421）的焦距匹配于所述固定端光纤头（422）的入光口，以使得所述光纤法兰管（413）出光口输出的光经所述移动端透镜部（414）输出为准直光束，所述准直光束经所述固定端透镜部（421）后的光束的焦点位于所述固定端光纤头（422）入光口处。

5.根据权利要求1所述的一种紫外可见光谱范围的可变光程流通池，其特征在于：所述动力机构（2）包括固定连接在所述支撑机构（1）上的导轨（21）和滑移连接在所述导轨（21）上的滑块结构（22），所述滑块结构（22）上固定连接有丝杆螺母（23），所述丝杆螺母（23）螺纹连接有螺纹杆（24），所述螺纹杆（24）固定连接有丝杆电机（25），所述丝杆电机（25）固定安装于所述支撑机构（1），所述螺纹杆（24）的轴向方向与所述光耦系统（4）的可变光程的变化方向一致。

6.根据权利要求5所述的一种紫外可见光谱范围的可变光程流通池，其特征在于：所述支撑机构（1）包括固定连接的支撑滑槽（11）和光纤底座（12），所述导轨（21）固定安装于所述支撑滑槽（11），所述光纤底座（12）固定连接所述流通池（3）。

7.根据权利要求1所述的一种紫外可见光谱范围的可变光程流通池，其特征在于：所述流通池（3）包括流通管体（31）和设置在所述流通管体（31）两端的密封帽（32），所述流通管体（31）内设置有待测样品的流通腔（33），所述流通管体（31）包括位于下端的样品入口和位于上端的样品出口；所述流通管体（31）的一端连接所述固定光耦组件（42），另一端连接所述可移动光耦组件（41）。

8.根据权利要求7所述的一种紫外可见光谱范围的可变光程流通池，其特征在于：所述流通管体（31）分别与所述固定光耦组件（42）和所述可移动光耦组件（41）之间设置有密封圈。

9.一种紫外可见光谱范围的可变光程流通池的控制方法，基于权利要求1-8任意一项所述的一种紫外可见光谱范围的可变光程流通池，其特征在于：包括如下方法：实时获取吸收光谱中对应的测试样品浓度值，将测试样品浓度值与预设标准样品浓度值进行比较，控制丝杆电机（25）的转动角度以实时调节光耦系统（4）的光程，其中，所述光耦系统（4）的光程与所述测试样品浓度值呈反比例关系。

技术总结
本申请涉及一种紫外可见光谱范围的可变光程流通池及其控制方法，紫外可见光谱范围的可变光程流通池包括支撑机构、动力机构、流通池和可变光程的光耦系统；动力机构和流通池安装于支撑机构；光耦系统包括可移动光耦组件和固定光耦组件，可移动光耦组件伸缩连接在流通池内，且可移动光耦组件固定连接在动力机构的动力输出端，固定光耦组件固定安装于流通池内。本申请具有方便流通池在较大浓度范围内的样品浓度在线检测的效果。

技术研发人员：魏枫,熊海江,吕海周,左金鹏,郭震毅
受保护的技术使用者：上海富科思分析仪器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12