雷射微量物質分析儀的製作方法
2023-08-08 05:20:16 4
專利名稱：雷射微量物質分析儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用雷射-時間分辨螢光分析法測定溶液樣品中痕量物質含量的儀器，具體說是一種雷射微量物質分析儀。
雷射-時間分辨螢光分析法是近十幾年發展起來的一種全新分析技術，正被廣泛地研究和應用。加拿大先達利公司1978年生產出一種UA-3鈾分析儀(見UA-3 Uranium Analyser)，它是利用雷射激發鈾樣品，產生螢光，測量鈾螢光強度來測定溶液樣品中鈾的含量。但是，該分析儀在其主要部分，即測量電路系統中沒有延遲時間、測量時間和測量累計次數可變的控制電路，沒有適應測不同發光波長的光學系統，即不能根據不同物質發光壽命和波長的差異來測定溶液中其他微量物質的含量，只能在固定的延遲時間和測量時間及固定的鈾螢光波長的條件下測定鈾的含量，所以限制了該分析儀的使用範圍。
本發明的目的是設計出一種能根據不同物質發光壽命和波長的不同，在對被測物質發光波長選擇基礎上再對其進行雷射-時間分辨螢光測量，具有選擇性好、靈敏度高、精度高、應用範圍廣、穩定可靠的雷射微量物質分析儀。
本發明是這樣實現的雷射微量物質分析儀由樣品測量裝置、雷射器部件、雷射器電路系統、光電耦合器和測量電路系統組成。所說的雷射器部件採用一個小型封閉式紫外脈衝雷射器，所說的測量電路系統包括螢光信號獲取電路、與該電路輸出端相連的螢光線性門、與螢光線性門輸出端相連的A/D轉換器，該A/D轉換器設有螢光強度顯示器，雷射信號獲取電路、與該電路輸出端相連的雷射線性門，與雷射線性門相連接的A/D轉換器，該A/D轉換器也設有雷射強度顯示器，螢光取樣控制信號產生電路、雷射取樣控制信號產生電路、延遲時間和測量時間產生電路及主控電路。其中，延遲時間和測量時間產生電路的輸出端與螢光取樣控制信號產生電路的輸入端相連，螢光取樣控制信號產生電路的輸出端接螢光線性門的另一個輸入端，雷射取樣控制信號產生電路的輸出端接雷射線性門的另一個輸入端，主控電路的輸入端接光電耦合器的輸出端，主控電路的一個輸出端分別與螢光取樣控制信號產生電路和雷射取樣控制信號產生電路的輸入端連接，其另一個輸出端分別連接螢光A/D轉換器和雷射A/D轉換器的輸入端。所說的樣品測量裝置設有濾光片更換部件。
將選定的延遲時間和測量時間置入延遲時間和測量時間產生電路，在該電路中顯示出此置入數據，按動啟動開關，來自雷射器部件的信號經光電耦合器輸出端通過主控電路產生主控信號，該信號一方面使螢光取樣控制信號產生電路和雷射取樣控制信號產生電路產生螢光和雷射取樣信號，另一方面當主控電路產生的主控信號的個數等於預先設定的測量累計次數時，主控電路還輸出一個A/D轉換控制信號，控制兩個A/D轉換器把已經累計的螢光和雷射強度轉換成數字量，並在各自的顯示器上顯示出來。
由此可見，本發明的測量電路系統不但能夠進行時間分辨，而且還可以對信號多次累計後做A/D轉換，同步讀出與被測物質含量成正比的螢光強度和用於激發樣品的雷射強度數據;採用更換濾光片辦法，可測量不同發光波長;同時還可以通過標準計算機的接口和微電腦連接，進行數據處理。
現結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細敘述
圖1是雷射微量物質分析儀的框圖;
圖2是雷射器部件及雷射電路系統框圖;
圖3是測量電路系統框圖;
圖4是延遲時間和測量時間產生電路示意圖;
圖5是主控電路示意圖;
圖6是螢光取樣控制信號產生電路示意圖;
圖7是雷射取樣控制信號產生電路示意圖;
圖8是A/D轉換器示意圖。
如圖1所示，雷射微量物質分析儀由樣品測量裝置1、雷射器部件2、雷射器電路系統3、光電耦合器4和測量電路系統5組成。
樣品測量裝置1的結構是公知的，它包括雷射聚光鏡和反射鏡、透紫外濾光片，測量暗室和置於暗室內的樣品皿，由於不同物質激發產生的螢光波長不同，故在樣品皿外側與雷射出射方向成90°的位置設有可更換螢光濾光片的窗口，根據發光波長，更換不同濾光片，選擇有效信號，提高儀器的選擇性。
圖2示出了雷射器部件和雷射器電路系統，雷射器部件2由雷射管2-1、閘流管2-2、電阻R1和R2、電容C1和C2按公知的線路連接而成的，且C1和C2皆是由多個高壓無感電容並聯而成的，雷射器是小型封閉式紫外脈衝雷射器，光脈衝寬度約為5毫微秒，瞬時功率為15～20千瓦，輸出光脈衝波長主要是3371 ，此外尚有3577 和3805 等，發光頻率為12～15Hz。由於瞬時功率高，且能把光脈衝聚焦到一個光點上，所以對那些發光效率低的物質，仍具有相當高的激發靈敏度。
本儀器的封閉式紫外脈衝雷射器由於採用了閘流管ZQM-50/5做脈衝形成開關，所以予熱四分鐘後才能工作。預熱以後，由定時電路送來一個定時控制電平，該電平加到由1/4CO36組成的控制電路6-1，只有這時由3/4CO36組成的時鐘電路7送來的時鐘信號才能送到由1/2CO43組成的控制電路6-2。控制電路6-2輸出的控制電平又送到由CO36組成的高壓振蕩器8，並使之工作。如果雷射開關K是接通的，則將使由3DG27×2、DF104×2、級間變壓器、高壓變壓器、阻容器件及一些二極體組成的高壓產生電路9工作，其輸出又送到由2CLG×2及電容組成的二倍壓電路10倍壓，形成雷射高壓，送到雷射器部件2。此外，隨著雷射高壓的形成，由電阻分壓形成的取樣電路11把取樣信號反饋到由CH3130組成的比較電路12。當取樣電壓高於標準電壓產生電路16產生的標準電壓時，比較電路12狀態更換，其輸出送到控制電路6-2，致使控制電路6-2的輸出狀態改變，於是高壓振蕩器8停振。雷射高壓被保持到雷射器部件2的電容C1和C2上。時鐘電路7送出的時鐘信號還經由1/2J210組成的單穩態電路13做20～40微秒的延遲，之後一方面經由另外1/2J210組成的單穩態電路14整形成寬度為40微秒的方波送到光電耦合器4，另一方面還送到閘柵觸發信號形成電路15形成閘流管柵極觸發信號送到閘流管柵極。該閘柵觸發信號形成電路15是由2/4CO33並聯，3DA87T、2CLG及一些電阻、電容和一個高Q值電感組成。閘柵信號的到來，使閘流管導通，於是雷射器件形成雷射。同時雷射管輝光放電，雷射器件電容C1和C2上的電壓消失，取樣電路11取樣電壓恢復到零，致使比較器電路12又恢復到原來狀態，控制電路6-2的輸出控制電壓又使雷射高壓振蕩電路8工作，重新形成雷射高壓。如此不斷循環，形成一連串雷射脈衝輸出。
光電耦合器4採用二極體-二極體耦合，為了提高輸入阻抗，減小輸入電流，採用跟隨輸入以後做電流放大，以提高耦合器傳輸電流效率。
如圖3所示，測量電路系統是由螢光信號獲取電路17，與該電路輸出端相連的螢光線性門18，與螢光線性門18輸出端相連的A/D轉換器19，該A/D轉換器設有螢光強度顯示器20，雷射信號獲取電路21，與該電路輸出端相連的雷射線性門22，與雷射線性門22相連接的A/D轉換器23，該A/D轉換器也設有雷射強度顯示器24、螢光取樣控制信號產生電路25、雷射取樣控制信號產生電路26、延遲時間和測量時間產生電路27及主控電路28組成。延遲時間和測量時間產生電路27的輸出端與螢光取樣控制信號產生電路25的輸入端相連，螢光取樣控制信號產生電路25的輸出端接螢光線性門18的另一輸入端，雷射取樣控制信號產生電路26的輸出端接雷射線性門22的另一輸入端，主控電路28的輸入端接光電耦合器4的輸出端，主控電路28的一個輸出端分別與螢光取樣控制信號產生電路25和雷射取樣控制信號產生電路26的輸入端連接，其另一個輸出端分別連接螢光A/D轉換器19和雷射A/D轉換器23的輸入端。
在本實施例中，螢光信號獲取電路17是由光電倍增管GDB-23T，電晶體和運算放大器FCO54組成，光電倍增管獲取螢光信號，經電晶體匹配和運算放大器FCO54組成的放大器放大後輸出;雷射信號獲取電路21由矽光電池和運算放大器CH3130組成，矽光電池把雷射信號轉換成電信號，經運算放大器CH3130組成的放大器放大後輸出。兩個放大器FCO54、CH3130組成的放大器輸出後送到由兩個線性門組成的公知取樣電路進行取樣，取樣信號被分別送入兩個相同的A/D轉換器19和23進行A/D轉換。
如圖4所示，延遲時間和測量時間產生電路包括由一個10/BCD碼編碼器C304及十個按鍵組成的鍵盤輸入器27-1。由CH283×8(即SCR301×8)和CH4081串聯組成的寄存顯示器27-2、由C187、CO32、J210、CO39、及CD4071組成的時序方波產生電路27-3和由CO36和CO43組成的1KHz驅動掃描器27-4。按鍵和編碼器C304按常規方法連接，編碼器C304的輸出端與寄存顯示器27-2的一個輸入端連接，同時鍵盤輸入器27-1的輸出端還同時與時序方波產生電路27-3的輸入端相連。時序方波產生電路27-3和驅動掃描器27-4的輸出端接寄存顯示器27-2的輸入端。
鍵盤輸入器27-1輸出BCD碼送到寄存顯示器27-2中，每鍵輸入一個十進位數碼，同時鍵盤輸入器27-1還產生一個送數控制脈衝使時序方波產生電路27-3產生一個相應的接收信號，通過其相應的輸出線0.1.2.…8把BCD碼接收到寄存顯示器27-2上相應位寄存並顯示出來，顯示共八位，其中四位顯示延遲時間，另四位顯示測量時間。鍵盤輸入是逐位進行，為了減小功耗，採用1KHz驅動掃描器27-4驅動顯示。寄存顯示器27-2中CH283還可以做無效零消隱。
主控電路28的主要功能是產生主控信號使螢光取樣控制信號產生電路25和雷射取樣控制信號產生電路26工作，同時根據預定的累計測量次數在累計完畢時產生一個A/D轉換控制信號。如圖5所示，主控電路28包括由1/2CO43組成的R-S觸發器28-1、由1/2CO43組成的二進位計數器28-2、由1/4CH4081組成的與門28-3、28-4、28-5、28-6、由1/4CO36組成的與非門28-7、28-8、28-9、28-10、由1/4CH4071組成的或門28-11、28-12、28-13、28-14、由1/2CO43搭成的二進位計數器28-15、由CH4071組成的或門28-16、28-17、兩級C187組成的÷100電路28-18、由1/2J210組成的單穩態觸發器28-19及啟動鍵A、停止鍵B、清零鍵C、單次-重複轉換開關K、電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、電容C4、C5、C7、C8、C9和二極體D。停止鍵B和電阻R2相連後與或門28-13的一個輸入端連接，或門28-13的輸出端與R-S觸發器28-1的R輸入端連接，R-S觸發器28-1的Q輸出端接與門28-4的一個輸入端，清零鍵C和電阻R3相連後分別與二進位計數器28-2的R輸入端和或門28-14、28-17的一個輸入端連接，或門28-17的輸出端與單穩態觸發器28-19的Tr輸入端連接，單穩態觸發器28-19的Q輸出端接A/D轉換器的邏輯控制器19-11的2Hz輸入端，與門28-3和28-5的輸入端接光電耦合器4的輸出端，與門28-3的輸出端接R-S觸發器28-1的S輸入端，R-S觸發器28-1的Q輸出端接與門28-5的另一個輸入端，與門28-5的輸出端分別接與門28-6、與非門28-7、28-8和28-9的一個輸入端，與非門28-9的輸出端接與非門28-10的兩個輸入端，與非門28-8和28-10的輸出端經各自的R-C微分電路R8-C8和R9-C9後分別接或門28-12的兩個輸入端，或門28-12的輸出端接或門28-11的一個輸入端，或門28-11的輸出端接÷100電路28-18的EN輸入端，÷100電路28-18的輸出端接二進位計數器28-2的CL端，二進位計數器28-2的Q輸出端分別接與門28-6和與非門28-7的另一個輸入端，並經過一個R7-C7微分電路接或門28-16的一個輸入端，其Q輸出端分別接與非門28-8和28-9的另一個輸入端，同時經過R4-C4微分電路接或門28-17的另一個輸入端，或門28-16的輸出端分別接二進位計數器28-15和÷100電路28-18的R輸入端，與非門28-7的輸出端接二進位計數器28-15的CL輸入端，二進位計數器28-15的輸出端接或門28-11的另一個輸入端，與門28-6的輸出端分別接螢光取樣控制信號產生電路25和雷射取樣控制信號產生電路26的輸入端及A/D轉換器19中的R-S觸發器19-10輸入端，單穩態觸發器28-19的Q輸出端經R5-C5微分電路後連接單次-重複轉換開關K的一端，單次-重複轉換開關K的刀接二極體D的正極，二極體D的負極分別和或門28-13和28-14的另一輸入端連接，啟動鍵A連接電阻R1後和與門28-4的另一個輸入端連接。
主控電路28工作原理如下按下停止鍵B，經或門28-13使R-S觸發器28-1的Q端輸出高電平打開與門28-4，之後按下清零鍵C，則二進位計數器28-15和÷100電路28-18及R-S觸發器28-1都清零，同時單穩態觸發器28-19輸出一方波，使A/D轉換器19和23進行一次A/D轉換。按下啟動鍵A時，來自光電耦合器4的方波一方面使R-S觸發器28-1的Q端輸出變為高電平，打開與門28-5，同時使此方波通過與門28-5加到與門28-6和與非門28-7、28-8和28-9上，但又由於在清零時二進位計數器28-2的Q端已變成高電平，其Q端為低電平，所以只有與非門28-8和28-9打開，而與門28-6、與非門28-7是關閉的，致使與門28-5的輸出方波只能通過與非門28-8和28-9，與非門28-10，或門28-12的作用是把上述方波的前沿和後沿分別經各自的R-C電路R8-C8，R9-C9微分後形成的兩個尖脈衝整形成兩個脈衝通過或門28-11為÷100電路28-18計數，當÷100電路28-18計數到預定值時，其輸出使二進位計數器28-2改變狀態，此時二進位計數器28-2的Q端變為高電平，Q端為低電平，於是，與門28-6和與非門28-7打開，與非門28-8和28-9關閉，當二進位計數器28-2的Q端由低電平變為高電平時，通過R7-C7微分電路還使或門28-16產生正脈衝輸出，由此，二進位計數器28-15和÷100電路28-18又被清零。由於與門28-6、與非門28-7被打開，當下一個與門28-5的方波輸出時，使在與門28-6輸出端產生主控信號，送螢光取樣控制信號產生電路25和雷射取樣控制信號產生電路26，而且通過與非門28-7和或門28-11給二進位計數器28-15和÷100電路28-18組成的÷200計數器計數，當計數到預定值時，÷100電路28-18的輸出又改變了二進位計數器28-2的狀態，則導致又使非門28-8和28-9打開，與門28-6、與非門28-7關閉，並使二進位計數器28-15和÷100電路28-18清零。此外，二進位計數器28-2的Q輸出端由低電平變為高電平正跳變微分正信號通過或門28-17觸發單穩態觸發器28-19，於是單穩態觸發器28-19產生一個A/D轉換控制信號。顯而易見，在與門28-6和與非門28-7被打開時，與門28-6輸出的主控信號個數恰好等於預定的計數值，如此不斷的循環往復。如果要進行單次測量，則單穩態觸發器28-19Q輸出經微分電路R5-C5的微分正信號經過二極體D及或門28-13反饋到R-S觸發器28-1的R端，使其變為Q狀態便可。
如圖6所示，螢光取樣控制信號產生電路25包括一個由CO43組成的R-S觸發器25-1，一個2/4CO36組成的1MHz振蕩器25-2，一個由四位C182級聯組成的四級可預置數的分頻器/除法器25-3，兩個由CO43組成的二進位計數器25-4和25-5，一個由四位C540並聯組成的與或轉換開關25-6，每個C540傳送一組延遲時間和測量時間，其KA控制傳送延遲時間，KB控制傳送測量時間，一個由1/4CH4071組成的或門25-7、一個CO36組成的反相器25-8。或門25-7的輸出端分別連接R-S觸發器25-1、二進位計數器25-4和25-5的R端，二進位計數器25-5的Q和Q輸出端分別接與或轉換開關25-6各級的KA和KB端，與或轉換開關25-6的八個置數輸入端(每個置數輸入端有四條BCD碼輸入線)與寄存顯示器27-2對應的八個輸出端連接，其輸出端分別連接分頻器/除法器25-3的置數輸入端，分頻器/除法器25-3的「0」輸出端分別連接反相器25-8的輸入端和二進位計數器25-4的CL輸入端，反相器25-8的輸出端連接二進位計數器25-5的CL端，R-S觸發器25-1的S輸入端接主控電路28的與門28-6的輸出端，其Q輸出端接振蕩器25-2的輸入端，振蕩器25-2的輸出端接分頻器/除法器25-3的輸入端，二進位計數器25-4的Q輸出端接螢光線性門18的控制輸入端，其Q輸出端接或門25-7的一個輸入端，或門25-7的另一個輸入端接主控電路28的置零輸出端。
螢光取樣控制信號產生電路工作原理是首先置「0」信號通過或門25-7把R-S觸發器25-1和二進位計數器25-4和25-5置成Q狀態，其中，二進位計數器25-5的Q為高電平送與或轉換開關25-6的KA端，通過與或轉換開關25-6把延遲時間送到分頻器/除法器25-3的各置數輸入端，並將數據送到分頻器/除法器25-3內，當分頻器/除法器25-3接到此數據，其第一級「0」輸出端由高電平變低電平，此負電平跳變對二進位計數器25-4不起作用，但卻通過反相器25-8反相成正跳變，使二進位計數器25-5改變狀態，即其Q輸出端變為高電平，Q端變為低電平，即與或轉換開關25-6的KB變為高電平，KA變為低電平。由此通過與或轉換器開關25-6把測量時間數據送到分頻器/除法器25-3的置數輸入端，但此時不能把此數據送到分頻器/除法器25-3內，這是由於延遲時間的置入，使分頻器/除法器25-3的選通端變為低電平的緣故，但如果此時送來一個主控信號使R-S觸發器25-1的Q輸出端變為高電平，則振蕩器25-2起振，分頻器/除法器25-3就開始計數。當把分頻器/除法器25-3內的延遲時間減為零時，它的第一級「0」輸出端又變為高電平，立刻把測量時間置入分頻器/除法器25-3內，使它繼續做減法，但當其中的測量時間減到零時，其「0」輸出端由低電平變為高電平，致使二進位計數器25-4又改變狀態，即其Q端由高電平變為低電平。由此二進位計數器25-4的Q輸出端送出一個方波送到螢光線性門18，此方波起始時間距主控信號寬度恰好等於延遲時間，而自身寬度恰好等於測量時間，同時二進位計數器25-4的Q端輸出正跳變通過或門25-7把R-S觸發器25-1，二進位計數器25-4和25-5置成初始狀態，一次取樣控制信號產生完成。此後再來一個主控信號，上述循環繼續進行。
如圖7所示，雷射取樣控制信號產生電路26採用J210雙單穩觸發器26-1和26-2組成的，雷射取樣時間是固定的，單穩態觸發器26-1產生100微秒延遲，之後用單穩態觸發器26-2輸出一個100微秒寬的雷射取樣控制信號。
本實施例中，雷射A/D轉換器23和螢光A/D轉換器19採用相同的電路。如圖8所示，螢光A/D轉換器19包括CH259 4 1/2 位雙積分A/D轉換邏輯控制器19-11、CH3130運算放大器19-1和19-2，C544線性門19-3、19-4、19-5、19-6、19-7、19-8、1/2CO43組成的單穩態電路19-9和1/2CO43組成的R-S觸發器19-10，邏輯控制器19-11、運算放大器19-1、19-2、線性門19-6、19-7、19-8組成一個自穩零積分器，線性門19-3的兩個輸入端分別連接螢光信號獲取電路17和螢光取樣控制信號產生電路25二進位計數器25-4的Q輸出端，線性門19-3、19-4、19-5輸出端相連後連接自穩零積分器的輸入端，邏輯控制器19-11的K2、K3、K4輸出端分別連接線性門19-4、19-5的輸入端和單穩態電路19-9的CL端，單穩態電路19-9的Q輸出端接線性門19-8的輸入端，其Q輸出端經一R-C微分電路接R-S觸發器19-10的S輸入端，R-S觸發器19-10的Q輸出端分別連接線性門19-6和19-7的輸入端，R-S觸發器19-10的R輸入端經一R-C微分電路與主控電路28的與門28-6的輸出端連接，邏輯控制器19-11的2Hz輸入端連接主控電路28的單穩態觸發器28-19的Q輸出端。
A/D轉換器工作原理是當來自邏輯控制器19-11的K4信號觸發單穩態電路19-9後，其Q端輸出的正方波使自穩零積分器歸零，同時其Q端輸出信號經微分後把R-S觸發器19-10觸發成Q狀態，R-S觸發器19-10的Q端輸出高電平打開線性門19-6和19-7，使自穩零積分器自穩零，主控信號的輸入又使R-S觸發器19-10轉換成Q狀態，其Q端變為低電平，使線性門19-6和19-7關閉，自穩零停止，在主控信號之後來的一個個螢光取樣控制信號逐次打開線性門19-3，自穩零積分器便進行逐次積分，而接著送來A/D轉換控制信號加到邏輯控制器19-11的2Hz輸入端，則進行A/D轉換，根據此前輸入信號的極性，邏輯控制器19-11輸出相應的K2或K3控制自穩零積分器向反相積分，待反相積分歸零時，邏輯控制器19-11輸出K4信號，此時一次A/D轉換完成，則與邏輯控制器19-11相連的LED數碼管顯示出螢光測量結果，為了推動LED數碼管19-13顯示，本電路中使用5G1413組成的驅動電路。
本儀器可根據不同物質的螢光壽命差異在10-6～10-2秒四個量級範圍內改變延遲時間和測量時間，並能系統測出被測物質在此時間範圍內的螢光壽命曲線。可根據被測物質的螢光效率及對測量精度的要求，在20、40、60、80、100、120、140、160、180和200次十檔範圍內改變每次測量的累計次數。
利用本儀器對某些物質做痕量測量時已達到如下檢出下限鈾10ppt;硼10ppt;銪0.1ppt;釤0.3ppt;鏑4ppt;鋱6ppt。此外，對釷、鈀、鋯、鉿等的檢出下限皆小於1ppb，對一般難以測定的陰離子，如氯酸根，也得到很理想的分析效果。利用本儀器還可以進行免疫分析，尤其是對於放射免疫分析，本儀器可從根本上消除放射性汙染，也解決了放免分析穩定性不佳問題。因此本儀器可廣泛應用於地質找礦、化學探礦、環境保護、醫療衛生、生物醫學或食品檢驗等部門。
權利要求
1.一種雷射微量物質分析儀，由樣品測量裝置1、雷射器部件2、雷射器電路系統3、光電耦合器4和測量電路系統5組成，其特徵在於所說的雷射器部件2採用一個小型封閉式紫外脈衝雷射器，所說的測量電路系統5是由螢光信號獲取電路17，與該電路輸出端相連的螢光線性門18、與螢光線性門18輸出端相連的A/D轉換器19，該A/D轉換器設有螢光強度顯示器20、雷射信號獲取電路21、與該電路輸出端相連的雷射線性門22、與雷射線性門22相連的A/D轉換器23、該A/D轉換器也設有雷射強度顯示器24、螢光取樣控制信號產生電路25、雷射取樣控制信號產生電路26、延遲時間和測量時間產生電路27及主控電路28組成，延遲時間和測量時間產生電路27的輸出端與螢光取樣控制信號產生電路25的輸入端相連，螢光取樣控制信號產生電路25和雷射取樣控制信號產生電路26的輸出端分別與線性門18和22的另一輸入端連接，主控電路28的輸入端接光電耦合器4的輸出端，其一個輸出端分別與螢光取樣控制信號產生電路25和雷射取樣控制信號產生電路26的輸入端連接，其另一個輸出端分別連接A/D轉換器19和23的輸入端，所說的樣品測量裝置設有濾光片更換部件。
2.根據權利要求1所說的一種雷射微量物質分析儀，其特徵在於所述的延遲時間和測量時間產生電路27包括由一個10/BCD碼編碼器C304及十個按鍵組成的鍵盤輸入器27-1，由CH283×8(即SCR301×8)和CH4081串聯組成的寄存顯示器27-2，由C187，CO32、J210、CO39、及CD4071組成的時序方波產生電路27-3和由CO36及CO43組成的1KHz驅動掃描器27-4，鍵盤輸入器27-1的編碼器C304的輸出端與寄存顯示器27-2的一個輸入端連接，鍵盤輸入器27-1的輸出端還與時序方波產生電路27-3的輸入端相連，時序方波產生電路27-3和驅動掃描器27-4的輸出端接寄存顯示器27-2的輸入端。
3.根據權利要求1所述的一種雷射微量物質分析儀，其特徵在於所述的主控電路28包括由1/2CO43組成的R-S觸發器28-1、由1/2CO43組成的二進位計數器28-2、由1/4CH4081組成的與門28-3、28-4、28-5、28-6、由1/4CO36組成的與非門28-7、28-8、28-9、28-10、由1/4CH4071組成的或門28-11、28-12、28-13、28-14、由1/2CO43搭成的二進位計數器28-15，由CH4071組成的或門28-16、28-17、兩級C187組成的÷100電路28-18、由1/2J210組成的單穩態觸發器28-19及啟動鍵A、停止鍵B、清零鍵C、單次-重複轉換開關K、電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、電容C4、C5、C7、C8、C9和二極體D，停止鍵B和電阻R2相連後與或門28-13的一個輸入端連接，或門28-13的輸出端與R-S觸發器28-1的R輸入端連接，R-S觸發器28-1的Q輸出端接與門28-4的一個輸入端，清零鍵C和電阻R3相連後分別與二進位計數器28-2的R輸入端和或門28-14、28-17的一個輸入端連接，或門28-17的輸出端與單穩態觸發器28-19的Tr輸入端連接，單穩態觸發器28-19的Q輸出端接A/D轉換器19和23的邏輯控制器19-11的2Hz輸入端，與門28-3和28-5的一個輸入端接光電耦合器4的輸出端，與門28-3的輸出端接R-S觸發器28-1的S輸入端，R-S觸發器28-1的Q輸出端接與門28-5的另一個輸入端，與門28-5的輸出端分別接與門28-6，與非門28-7、28-8和28-9的一個輸入端，與非門28-9的輸出端接與非門28-10的兩個輸入端，與非門28-8和28-10的輸出端經各自的R-C微分電路R8-C8、R9-C9後分別接或門28-12的兩個輸入端，或門28-12的輸出端接或門28-11的一個輸入端，或門28-11的輸出端接÷100電路28-18的EN輸入端，÷100電路28-18的輸出端接二進位計數器28-2的CL端，二進位計數器28-2的Q輸出端分別接與門28-6和與非門28-7的另一個輸入端，並經過一個R7-C7微分電路接或門28-16的一個輸入端，其Q輸出端分別接與非門28-8和28-9的另一個輸入端，並經過R4-C4微分電路接或門28-17的另一個輸入端，或門28-16的輸出端分別接二進位計數器28-15和÷100電路28-18的R輸入端，與非門28-7的輸出端接二進位計數器28-15的CL輸入端，二進位計數器28-15的輸出端接或門28-11的另一個輸入端，與門28-6的輸出端分別接螢光取樣控制信號產生電路25和雷射取樣控制信號產生電路26的輸入端及A/D轉換器19中的R-S觸發器19-10，單穩態觸發器28-19的Q輸出端經R5-C5微分電路後連接單次-重複轉換開關K的一端，單次-重複轉換開關K的刀接二極體D的正極，二極體D的負極分別和或門28-13和28-14的另一輸入端連接，啟動鍵A連接電阻R1後和與門28-4的另一個輸入端連接。
4.根據權利要求1所述的一種雷射微量物質分析儀，其特徵在於所述的螢光取樣控制信號產生電路25包括由CO43組成的R-S觸發器25-1、2/4 CO36組成的1MHz振蕩器25-2，由四位C182級聯組成的四級可預置數的分頻器/除法器25-3，兩個由CO34組成的二進位計數器25-4和25-5，由四位C540並聯組成的與或轉換開關25-6，由1/4CH4071組成的或門25-7、CO36組成的反相器25-8，或門25-7的輸出端分別連接R-S觸發器25-1、二進位計數器25-4和25-5的R端，二進位計數器25-5的Q和Q輸出端分別接與或轉換開關25-6各級的KA和KB端，與或轉換開關25-6的八個置數輸入端與寄存顯示器27-2對應的八個輸出端連接，其輸出端分別連接分頻器/除法器25-3的置數輸入端，分頻器/除法器25-3的「O」輸出端分別連接反相器25-8的輸入端和二進位計數器25-4的CL輸入端，反相器25-8的輸出端連接二進位計數器25-5的CL端，R-S觸發器25-1的S輸入端接主控電路28的與門28-6的輸出端，其Q輸出端接振蕩器25-2的輸入端，振蕩器25-2的輸出端接分頻器/除法器25-3的輸入端，二進位計數器25-4的Q輸出端接線性門18的控制輸入端，其Q輸出端接或門25-7的一個輸入端，或門25-7的另一個輸入端接主控電路28的置「O」輸出端。
5.根據權利要求1所述的一種雷射微量物質分析儀，其特徵在於所述的A/D轉換器19包括CH259 4 1/2 位雙積分A/D轉換邏輯控制器19-11，CH3130運算放大器19-1和19-2，C544線性門19-3，19-4、19-5、19-6、19-7、19-8、1/2CO43組成的單穩態電路19-9和1/2CO43組成的R-S觸發器19-10，邏輯控制器19-11、運算放大器19-1、19-2、線性門19-6、19-7和19-8組成一個自穩零積分器，線性門19-3的兩個輸入端分別連接螢光信號獲取電路17和螢光取樣控制信號產生電路25的二進位計數器25-4的Q輸出端，線性門19-3、19-4、19-5的輸出端相連後連接自穩零積分器的輸入端，邏輯控制器19-11的K2、K3和K4輸出端分別連接線性門19-4、19-5的輸入端和單穩態電路19-9的CL端，單穩態電路19-9的Q輸出端接線性門19-8的輸入端，其Q輸出端經一個R-C微分電路接R-S觸發器19-10的S輸入端，R-S觸發器19-10的Q輸出端分別連接線性門19-6和19-7的輸入端，R-S觸發器19-10的R輸入端經-R-C微分電路與主控電路28的與門28-6的輸出端連接，邏輯控制器19-11的2Hz輸入端連接主控電路28的單穩態觸發器28-19的Q輸出端。
全文摘要
本發明公開了一種雷射微量物質分析儀，主要由小型封閉式紫外脈衝雷射器和測量電路系統組成，該測量電路系統不但能進行時間分辨，而且可以對信號多次累計後做A/D轉換，還可以通過更換濾光片以適應不同發光波長的需要，測量系統用雷射器同步，可以直讀出與被測物質含量成正比的數據和雷射強度數據，還可通過標準的計數機接口與微電腦連接進行數據處理。可廣泛應用於地質找礦，化學探礦，環保，醫療、生物醫學或食品檢驗等部門。
文檔編號G01N21/64GK1048452SQ8910422
公開日1991年1月9日 申請日期1989年6月28日 優先權日1989年6月28日
發明者張乃昌, 毛利南, 賈維莊, 趙寶玲, 焦義寬, 關喜峰, 黨建明, 王克全, 成其謹 申請人:核工業北京地質研究院