一種消光池及裝配該消光池的光學分析儀器的製作方法

2023-04-27 15:56:31 1

專利名稱：一種消光池及裝配該消光池的光學分析儀器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種使用壽命長、光學穩定性好、測量精密度高的一種消光池 ，具體涉及一種應用於分光光度法的專用分析儀器中的吸收池部分更新的替代產品 ，是應用分光光度法檢測複雜光學體系的專用吸收池。
背景技術：
分光光度法是基於物質對光的選擇性吸收而建立起來的一種分析方法，也是
目前廣泛採用的儀器分析方法之一。分光光度法的理論依據是Lamber-Beer定 律。當一束平行的單色光通過溶液時，這束光可以被溶液吸收，也可以被溶液中 的粒子散射，可以在容器界面上反射，也可以通過溶液，因此，入射光強度可以 看作是吸收光強度(sbsorption)、散射光強度(scattering)、反射光強度 (reflection)及透射光強度(transmission)的總和。當溶液為均勻非散射性 時，散射光強度不存在，而且在光度分析法中，樣品試劑溶液與空白試劑溶液置 於同一材質及厚度的吸收池中，反射光強度基本保持不變，其影響可以相互抵消。 入射光強度與透射光強度的比值的對數值即被稱為吸光度A (absorbance)，又稱 為消光值(extinction)或光密度(optical density)。因此，均勻分布的溶液對 消光池(吸收池)的要求並不嚴格。當溶液為非均勻散射性時，入射光強度除了 部分被溶液吸收減弱外，入射光強度的減弱主要由溶液的散射光強度部分決定， 米氏(GMie)理論指出，對於平面單色波在一個均勻媒質中具有任意直徑及任意 成分的均勻微粒體系中，散射光強取決於微粒的直徑和相對摺射率、微粒的分散 程度、入射光的光強、波長和偏振度以及散射角。因此，當粒子的相對摺射率、 分布情況、入射光的光強、波長、偏振度以及散射角均一致時，散射光的強度與 粒子的直徑和形狀相關，而且單位體積的總散射光強度就等於單個微粒散射的光 強與散射粒子總數的乘積。
依據以上理論就可以檢測出溶液中所含溶質在溶液總量一定的情況下的變化 量。在這種情況下，應該用特殊設計的消光池才能將Lamber-Beer定律在非均勻 散射的溶液中，把分光光度法的分析方法準確地表達出來。可是現在的消光池靈 敏度低，測試的結果也不穩定和準確，設計的結構不合理，使用壽命低。

實用新型內容
本實用新型的目的在於提供一種新型消光池，可以將Lamber-Beer定律更好 地應用在非均勻散射的溶液體系中，這種新型消光池，壽命長、穩定性好、精密 度高，它的應用提高了儀器的可靠性和測量精度。
為達上述目的，本實用新型提供的消光池，包括消光池主體，在消光池主體 的上、下面對稱裝設一入射光反射鏡和一反射光反射鏡，且該入射光反射鏡和反 射光反射鏡平行且鏡面相對，並與消光池主體的入射光光學玻璃面呈45度角。
其中，所述消光池主體的上、下面為斜面，與消光池主體的側面呈45度角， 所述入射光反射鏡鑲嵌在消光池主體的上斜面，所述反射光反射鏡鏡面鑲嵌在消 光池主體的下斜面。
具體的，消光池主體上端設進樣口；所述進樣口與一自動進樣裝置的自動進 樣口相配合；或者消光池主體上端設進樣管，下端設出樣管；下端出樣管上設閥 門。
具體的，消光池主體為圓柱狀，其上端設圓柱狀進樣管，下端設圓柱狀出樣管。
具體的，消光池主體的內腔為微容量腔。
本實用新型還提供裝配有該消光池的光度法分析儀器，其中，分析儀器的光 源設於消光池主體的入射光光學玻璃面一側位於入射光反射鏡的中心法線上，分 析儀器的檢測器設於消光池主體出射光光學玻璃面一側位於反射光反射鏡的中心 法線上。
其中，消光池的主體由光學玻璃加工製成；入射光反射鏡和反射光反射鏡是 由光學玻璃經鍍銀工藝加工製成；所述光學玻璃為紫外石英玻璃或紅外石英玻璃 或其它普通光學石英玻璃及其它光學材料。
本實用新型採用以上設計的消光池，其中消光池主體可以為立方體結構或者 為圓柱型立體結構，外觀結構意在實現本實用新型的光學與化學功能，在本實施 例中不做特別限制；所述消光池的體積可以做成常量、微量、超痕量等，具體依
據所檢測的物質而定，在本實施例中不做特別限制；所述消光池材料為紫外石英 玻璃、紅外石英玻璃或其它光學玻璃及其它光學塑料材料，被檢測物質不同就選 擇不同材料製作的消光池，反射光光程尺寸的大小可依據被檢測物質對靈敏度的 要求來選擇，消光池容積尺寸的大小可依據被檢測物質的量來選擇。具體可按照 Lamber-Beer定律進行計算；所述入射光反射鏡面、反射光反射鏡面可以為鍍銀的光學玻璃或者直接將銀鍍在消光池上下不同兩個側面上，入射光反射鏡面、反 射光反射鏡面的安裝位置及安裝角度，依據光學理論確定；具體為入射光通過入 射光反射鏡面將入射光反射後通過溶液到達反射光反射鏡面，反射光反射鏡面將 反射光反射出消光池，整體光路要求入射光與反射光保持平行；入射光反射鏡面、 反射光反射鏡面的尺寸與消光池主體相配合；所述消光池在使用時，它的進樣方 式可以為手動進樣、自動進樣、流動方式進樣，在本實施例中意在實現其功能， 因此不做特別限制；所述消光池在使用時，它的入射光光路系統部分，可以為光 纖、光導、直接介入等方式；所述消光池的使用功能，可以做成吸收池，散射池， 螢光池，或者二合一等多種形式在本實施例中意在實現其功能，因此不做特別限 制。
本實用新型採用上述技術方案，其顯著特點是
1、 以Lamber-Beer定律為理論依據，更準確地檢測非均勻散射的溶液中的物質。
2、 以光學理論為基礎，消光池光路系統更加合理。
3、 體積小，光程長，靈敏度高，使用方便。
4、 可以多種方式組合，應用範圍廣，使用靈活。


圖1為本實用新型外部結構示意圖。
圖2為本實用新型流動進樣方式外部結構示意圖。
圖3為本實用新型圓柱流動進樣方式外部結構示意圖。
圖4為本實用新型微量消光池外部結構示意圖。
圖5為本實用新型自動進樣方式外部結構示意圖。
圖6為本實用新型原理示意圖。
圖7為檢測牛奶摻水與A/E關係曲線。
具體實施方式
以下就本實用新型一種新型消光池的結構組成及所能產生的功效，配合附圖
以較佳實施例詳細說明如下
本實用新型的消光池，包括消光池主體l，和現有消光池一樣，消光池主體l 為由光學玻璃製成的柱體，包括四個側面和上、下兩個面。如圖l所示，本實用
新型的改進之處是在該消光池主體1兩平行的側面玻璃面2和2'之間上下對應 裝設兩平行鏡面4和5，其中玻璃面2對著入射光，入射光以垂直於玻璃面2的 方向射入消光池l內，鏡面4和5與玻璃面2呈45度角，入射光鏡面4射於消光 池側壁上方，鏡面朝下，它與入射光光學玻璃面2成45度角，依據光學原理，入 射光通過溶液照射到入射光鏡面4後向下反射，反射光穿過溶液照射到側壁下方 設置的反射光鏡面5上，反射光鏡面5平行於入射光鏡面4，鏡面朝上，因此， 通過反射光鏡面5將以上光路中的光束以垂直於光學玻璃面的方向從另一側光學 玻璃面2'射出(參見圖6所示的光路)。在具體實施中，為加工和安裝簡便，消 光池主體1的上、下玻璃面加工成與側面呈45度角的斜面，鏡面4和5可以直接 貼附在該上、下玻璃面上。
本實用新型中的光學玻璃依據被檢測物質的不同而不同，可以為紫外石英玻 璃、紅外石英玻璃或其它普通光學石英玻璃，也可以為具有同等功能的光學材料 來實現其功能，在此不作具體限制，並且不做具體詳述。入射光反射鏡面4、反 射光反射鏡面5是由專用光學玻璃經專業鍍銀工藝加工製成，可以為加工製作後 鑲嵌在相應位置，也可以直接以專業鍍銀工藝將設於相應位置的光學玻璃經專業 鍍銀來實現其功能，在此不作具體限制。
圖1示出了本實用新型提供的消光池的一種具體實施方式
，除上面描述的結 構外，消光池主體1上面有設有樣品進出口3，而消光池主體l下底面封閉，在 使用時，樣品從進出口3處注入或倒出。為保證消光池使用時的平穩，可在消光 池主體1傾斜的下底面下連設一底託6。
圖2示出本實用新型提供的消光池的另一種具體實施方式
，在圖l所述原理 基礎上，將消光池21設計成流動進樣方式，其包括玻璃面22、入射光鏡面24和 反射光鏡面25，與前例不同之處為在消光池主體1上面設一進樣管23，可與檢測 儀器的手動進樣裝置連接，底部設計成出樣管26，出樣管26旁邊設有閥門27， 來控制消光池中的樣品流出。
以下還有本實用新型提供的消光池的其它具體實施方式
如圖5所示，在圖l所述原理基礎上，設計成自動進樣方式的消光池51，其 包括玻璃面52、入射光鏡面54和反射光鏡面55，與前例不同之處為消光池進樣 口 53的形狀和尺寸設計成與一自動進樣裝置59的自動進樣口 58相配合，通過該 來自動進樣裝置59來實現消光池51的自動進樣功能。該例消光池51在使用時， 檢測儀器的出射光光路系統接收部分56可以為通用的光電傳感器系統放置於反 射光反射鏡面55的中心法線上，入射光光路系統部分57可以為光纖、光導、直
接介入等方式的光源，放置於入射光反射鏡面54的中心法線上，出射光光路系統 以及入射光光路系統的列舉在本實施例中意在實現其功能，不做特別限制。
如圖3所示，在圖l所述原理基礎上，設計成一種圓柱流動進樣方式的消光 池31，其包括玻璃面32、入射光鏡面34和反射光鏡面35，與前例不同之處為在 消光池主體31為圓柱狀，其上面設一圓柱狀進樣管33，底部設計成圓柱狀出樣 管36，入射光鏡面34和反射光鏡面35的形狀也隨消光池主體1上、下面的形狀 而改變。本實施例是適應特殊檢測儀器中的消光池而做的改進，意在說明消光池 本身的形狀和結構形式可以隨檢測儀器的要求有多種改變。
如圖4所示，在圖l所述原理基礎上，設計成一種微量消光池41，其包括玻 璃面42、入射光鏡面44和反射光鏡面45，消光池41上端設樣品進出口43，與 圖1實施例不同之處是，微量消光池的主體41的側面玻璃較厚，從而形成一微量 的容量池46。本實施例是適應樣品較少時進行檢測而設計的微量消光池，使本實 用新型消光池的應用更加廣泛。
在本實施例中多種消光池的設計意在實現其使用功能，因此，它的結構方式 可以為以上方式中相關部分的任意組合，在此不做特別限制。
本實用新型提供的多種消光池，使用時，裝入檢測儀器中相關位置。如圖6 所示，示出本實用新型消光池在使用時的工作原理入射光61通過入射光光學玻 璃面射入消光池中的溶液62後，照射到入射光反射鏡面63上，通過入射光反射 鏡面的反射，光線穿過溶液62，然後照射到反射光反射鏡面64上，依據光學原 理和Lamber-Beer定律，光路系統中攜帶了所需檢測物質的信息，這一信息通過 光線65傳遞給檢測傳感器。傳感器安放在消光池外光線射出處，通過該傳感器接
收檢測信號並傳遞給檢測儀器的運算單元。
以下結合具體操作來介紹本實用新型一種新型消光池的使用方法。
本實用新型使用非常簡單，在用於分光光度法檢測時，裝配於一光度法分析 儀器中，以圖5為例，使分析儀器的光源置於入射光光學玻璃面52—側且入射光 線依據光學原理匯聚在入射光反射鏡面4的中心法線上。將分析儀器接收檢測信 號的傳感器56 (檢測器)安放在出射光光學玻璃面52' —側，具體位置為以反射 光鏡面55反射的光路交匯於入射光光學玻璃面52上的光斑處即可。
權利要求1、一種消光池，包括消光池主體，其特徵在於，在消光池主體的上、下面對稱裝設一入射光反射鏡和一反射光反射鏡，且該入射光反射鏡和反射光反射鏡平行且鏡面相對，並與消光池主體的入射光光學玻璃面呈45度角。
2、 如權利要求1所述的消光池，其特徵在於，其中所述消光池主體的上、下 面為斜面，與消光池主體的側面呈45度角，所述入射光反射鏡鑲嵌在消光池主體 的上斜面，所述反射光反射鏡鏡面鑲嵌在消光池主體的下斜面。
3、 如權利要求1或2所述的消光、瓶其特徵在於，消光池主體上端設進樣口 。
4、 如權利要求3所述的消光池，其特徵在於，所述進樣口與一自動進樣裝置 的自動進樣口相配合。
5、 如權利要求1或2所述的消光、瓶其特徵在於，消光池主體上端設進樣管， 下端設出樣管。
6、 如權利要求5所述的消光池，其特徵在於，消光池主體下端出樣管上設閥門。
7、 如權利要求1或2所述的消光池，其特徵在於，消光池主體為圓柱狀，其 上端設圓柱狀進樣管，下端設圓柱狀出樣管。
8、 如權利要求1或2所述的消光池，其特徵在於，消光池主體的內腔為微容 量腔。
9、 一種光學分析儀器，包括光源和檢測器，其特徵在於，裝配有前述任一權 利要求所述的消光池，所述光源設於消光池主體的入射光光學玻璃面一側位於入 射光反射鏡的中心法線上，所述檢測器設於消光池主體出射光光學玻璃面一側位 於反射光反射鏡的中心法線上。
專利摘要本實用新型公開一種新型消光池及裝配該消光池的光學分析儀器，所述消光池包括入射光反射鏡面、反射光反射鏡面及消光池主體，其中，所述入射光反射鏡面、反射光反射鏡面是由專用光學玻璃經專業鍍銀工藝加工製成，所述消光池主體由專用光學玻璃加工製成，入射光反射鏡面、反射光反射鏡面相對鑲嵌在消光池主體呈45度角的上、下斜面上。所述光學分析儀器包括光源和檢測器，光源設於消光池主體的入射光光學玻璃面一側位於入射光反射鏡的中心法線上，檢測器設於消光池主體出射光光學玻璃面一側位於反射光反射鏡的中心法線上。本實用新型所述消光池光學性能穩定，用於檢測儀器重可提高儀器的測量精度，可廣泛裝配於光度法的專用分析儀器中。
文檔編號G01N21/03GK201203575SQ200720187369
公開日2009年3月4日 申請日期2007年12月21日 優先權日2007年12月21日
發明者燮 張, 明 李, 李成波, 陳煥文 申請人:陳煥文;李成波;李 明;張 燮