专利名称:数字显示标尺直读全差示光度计的制作方法
本实用新型涉及分析化学领域的光度分析仪器。
光度分析是目前最常用的分析手段之一，为了提度对高含量成分分析的准确度和对微量成分分析的灵敏度，C·N·Reilley等人在高吸收光度法(差示光度法)和低吸收光度法(另一类差示光度法)的基础上于1955年提出了“最精密光度法”(C·N·Reilley等，Anal Chem、27，716(1955))，但该方法在应用上尚存在若干问题，又没有专门的仪器与之相适应，因而未获得进展。本实用新型的研制者于1978年首次提出了用微电流和光电流使标尺向左右扩展的全差示光度法，並研制成功了771型，82型全差示光度计、克服了最精密光度法难于实用的几个问题，使全差示光度法进入了实用阶段。〔湖南冶金(1－2)143，(1978)，理化检验(化学分册)16(4)5(1980)，理化检验(化学分册)20(1)59(1984)〕另一研制者也研制了一种“7215型全差示分光光度计”(理化检验(化学分册)19、(4)，5，(1983)，理化检验(化学分册)21(1)54 1985)现有的全差示光度计采用检流计或微安表头的非线性刻度进行读数，然后用作图法求得结果。其微电流放大线路，信号显示，浓度直读等方面都有待于进一步提高。
本实用新型的目的在于，提供一种包括有数字显示的信号检测装置和浓度直读标尺的全差示光度计，省去常规光度计的微电流放大系统和对数转换系统，以此简化仪器的结构，降低仪器的造价，减少仪器的误差来源，提高仪器的精度，並通过浓度直读标尺使仪器的使用方便化。
本实用新型的全差示光度计仪器部份外观整体如图一所示。图二指出了本实用新型仪器部分的结构，它包括稳压电源(1)、数字电压表(2)，光源筒(13)，单色器一滤光片(10)，光电管(15)，及数字显示信号检测装置的电路元件。图三是该数字显示信号检测装置的电路图。该电路由光电管(15)，数字电压表(2)，电阻R1，R2，R3，R4，R5，电位器W1，W2直流电源，波段开关(8)组成。直流电源的电压通过电阻R5和W1分压，一部分加在光电管上，使光电管在有光照射时产生光电压，另一部分通过电阻R4形成一个与光电压方向相反的电压，两电压通过分压电阻R1，R2，W2，R3及波段开关(8)加在数字电压表上。反向电压的大小由W1调节，数字电压表显示的是光电压和反向电压的差值，这个差值的大小可通过分压电阻R1，R2，W2，R3的阻值来进行调节，用以改变量程(档次)，数字电压表在各档的读数与待测样品的浓度呈全差示的函数关系。
该信号检测装置的显著特点在于结构简单，仅由光电管、数字电压表，少量电阻和电源构成，省去了常规光度计的微电流放大系统和对数转换关系，这不仅简化了仪器结构，降低了仪器造价，更重要的是减少了仪器的误差来源，减少了仪器对元器件的依赖程度，提高了仪器的精度。
适当改变该信号检测装置各电阻的阻值还可以构成火焰光度计的一种构造简单的信号显示装置。
因数字电压表读数与试液浓度不成线性关系，作图、计算均不方便，由此建立了本实用新型的全差示测量用浓度直读标尺。标尺由固定分度尺和可延伸橡皮分度尺两部分组成。固定分度尺由全差示标尺扩展的数学关系确定，代表数字电压表读数。橡皮分度尺用等分刻度，代表被测样品的浓度。图四指出了该浓度直读标尺的结构，它包括可延伸的橡皮分度尺(24)，固定分度尺(25)，基座(23)，橡皮分度尺的压板(22)，橡皮尺终点的联接金属块(26)，与26相连接的螺杆(27)，螺杆支架(28)，螺杆转动手柄(29)。可延伸橡皮分度尺(24)用弹性好，弹力均匀的硅橡胶制作，橡皮宽15毫米，厚1－2毫米，面上印制有醒目的等分刻度，该分度尺标线的起点与固定分度尺(25)标线的起点0处对齐，然后用压板(22)和固紧螺钉将其固定在基座(23)上。橡皮分度尺刻度部分全长300毫米，均为等分刻度，规格有300分格、250分格、200分格、150分格等。根据分析对象的浓度范围选择不同规格的橡皮分度尺，在橡皮分度尺上标上被测样品的浓度，再旋转螺杆(27)将橡皮分度尺适当拉长，使固定分度尺所代表的数字电压表读数与橡皮分度尺所代表的相应浓度读数对齐，就能将数字电压表的读数直接转化为浓度读数。
这种浓度直读标尺造价低廉，由于采用了可延伸的橡皮分度尺，非常方便的实现了数学变换，对于不同的分析对象使用相应的直读标尺，比用坐标纸的作图法和计算法求结果都要快速、方便。
根据这种全差示浓度直读标尺的制作原理和方法，将上述固定分度尺的非等分刻度也作成适宜的等分刻度，就制成了在分析实验室具有通用性的线性浓度直读标尺，适于常规光度法、容量法、重量法的浓度直读。
图1为本实用新型的全差示光度计仪器部分的外观整体图，图2为本实用新型仪器部分的结构图((2－a)是主体结构)图3为本实用新型的数字显示信号检测装置电路图其中1－稳压电源部分。2－数字电压表。3.5－灯电压调节多圈电位器。4－与3－5相联接的换向钮子开关。6－反向电压调节电位器(W1)，7－暗调电位器(W2)，8－波段开关。9－比色皿插入孔，10－滤光片，11－滤光片拉竿，12－平面反射镜，13－光源筒部分，14－电路暗盒，15－光电管暗盒，20－电路暗盒盖板，图(2－b)是电路暗盒盖板反面图，21－仪器盖。图(2－C)是图2－a的光源筒部分(13)的局部纵向剖面图，其中，16－灯泡，17、19－透镜，18－隔热片。
图4为浓度直读标尺的构造图，其中22－橡皮分度尺的压板，23－基座。24－可延伸橡皮分度尺，25－固定分度尺，26－橡皮尺终端的联接金属块。27－与26相连接的螺杆，28－螺杆支架。29－螺杆手柄。
本实用新型的实施例之一一种根据前述实质结构的全差示光度计，其构成数字显示信号检测装置的电路元件参数是R1＝R2＝10MΩ，W2＝2.2MΩ，R3＝130MΩ，R4＝470MΩ、R5＝W1＝220KΩ；並采用GD－24型光电管，SMB－35型数字电压表。22V直流电源，单色器为滤光片结构时，灯泡(16)为2V，0.2A聚光灯泡，由稳压精度为0.02％的稳压电源供给0.5A，0－2V连续可调的电压。
由此构成的仪器，其吸光精度达±0.0002A，用适当浓度溶液作参比，可使测定准确度达99.9％。
使用方法A、接通各电源、光路关闭，数字电压表所联波段开关(8)在关档，此时数字电压表读数为0。
B、波段开关指向校档，调节W1使电压表读数为接近满量程的某一定值，如180.0毫伏。
C、打开光路、光通过盛装空白试液的吸收池进入光电管，产生光电流，调节光强使数字表读数为0，将标准溶液或样品溶液吸入吸收池，在8－1，8－2或8－3档，从数字电压表读取相应读数。配合相应的浓度直读标尺就可以读出被测物的浓度值。
D、由于滤光片是拖动式的，可以通过滤光片的拖动和灯电压调节电位器(3、5)的交换实现双波长测定。
E、在单波长测定时，也可以通过灯电压调节电位器(3，5)的交换加入光参比，提高测定的浓度范围。
在上述实施例中，单色器还可以采用棱镜分光系统(波长360－800纳米)或Ⅳ型全息凹面光栅分光系统(波长360－800纳米)，此时光源灯泡采用12伏50瓦溴钨灯並由稳压精度为0.02％以上的稳压电源供电。光路结构则改为常规的分光式结构。
本实用新型的另一个实施例是一种本质上与上述实施例相同，但将信号检测装置中的下述电阻值变换为R1＝0.522MΩ，R2＝4.7MΩW2换成为47MΩ的电阻，8－2的接头接到电阻的一端，R3＝470MΩ，R4＝1000MΩ，即可构成火焰光度计的一种简单的信号检测装置。其数字电压表读数与火焰信号强度成线性关系。每档的灵敏度依次提高约10倍。
权利要求
1.一种涉及分析化学领域中光度分析仪器的数字显示，标尺直读全差示光度计，它包括稳压电源(1)、光源筒(13)、单色器-滤光片(10)，本实用新型的特征在于数字信号检测装置由光电管(15)、数字电压表(2)，电阻R1、R2、R3、R4、R5，电位器W1、W2，直流电源以及波段开关(8)组成，浓度直读标尺包括可延伸的橡皮分度尺(24)，固定分度尺(25)、基座(23)、橡皮分度尺压板(22)、橡皮分度尺终点联接金属块(26)、与(26)相连的螺杆，螺杆支架(28)、螺杆手柄(29)。
2.根据权利要求
1所述的光度计，其特征在于，信号检测装置的直流电源可以是22伏。
3.根据权利要求
1所述的光度计，其特征在于，所述电阻的阻值可以是R1＝R2＝10MΩ，R3＝130MΩ，R4＝470MΩ，R5＝W1＝220KΩ，W2＝2.2MΩ。
4.根据权利要求
1所述的光度计，其特征在于，所述光电管的型号可以是“GD－24型光电管”。
5.根据权利要求
1所述的光度计，其特征在于所述数字电压表可以是“SMB－35”型数字电压表。
6.根据权利要求
1所述的光度计，其特征在于，所述浓度直读标尺的可延伸橡皮分度尺用弹性好、弹力均匀的硅橡胶制作。
7.根据权利要求
1、7所述的光度计，其特征在于，所述浓度直读标尺的可延伸橡皮分度尺的规格有300分格，250分格200分格、150分格等。
8.根据权利要求
1所述，其特征在于，单色器可以采用滤光片，也可以采用棱镜或光栅分光系统。
专利摘要
数字显示标尺直读全差示光度计。单色光通过吸收池进入光电管，不同浓度的样品产生不同的光信号，由光电管将光信号变为电压信号，再由数字电压表直接显示光电压与加入的恒定电压的差值，并通过特殊设计的标尺达到浓度直读。该全差示光度计的吸光度精度达±0.0002A，加一适当参比，测量准确度达99.9％。将仪器中信号检测装置的电阻适当调整就可用于火焰光度计，将浓度直读标尺的刻度适当调整就可成为通用的线性直读标尺。
文档编号G01J1/00GK85202112SQ85202112
公开日1986年4月23日 申请日期1985年6月3日
发明者杜治坤, 张汉敏, 杨素卿 申请人:湖南有色金属研究所, 浙江省新安江分析仪器厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan