一种光源自恒定光度计制造技术

本发明专利技术是一种光源自恒定光度计，包含光源模块、比色室、光电检测器和控制器，也可以配置触摸显示器、远程通讯接口、键盘等部分。光源模块具有光源(21)、透光孔(22)、侧光孔(23)、光电检测器(24)、电流自动调节系统(25)和凸透镜(26)。控制器根据光电检测器(24)的输出信号来调节光源(21)的工作电流（或电压），保持光源(21)发光亮度的恒定。控制器根据两个标准样品的测量结果自动拟合出标准曲线，并根据待测样品的测量结果和标准曲线自动计算出待测样品的浓度值。光源自恒定光度计具有人机交互界面和远传通讯功能。

A self luminous constant photometer

The invention is a light source self-constant photometer, which comprises a light source module, a colorimetric chamber, a photoelectric detector and a controller, and can also be configured with touch display, remote communication interface, keyboard and other parts. The light source module has a light source (21), a light transmission hole (22), a side light hole (23), a photoelectric detector (24), an automatic current regulation system (25) and a convex lens (26). The controller adjusts the working current (or voltage) of the light source (21) according to the output signal of the photoelectric detector (24) to keep the luminous brightness of the light source (21) constant. The controller automatically fits the standard curve according to the measurement results of two standard samples, and automatically calculates the concentration value of the sample according to the measurement results and the standard curve of the sample to be measured. The light source self consistent photometer has man-machine interface and remote communication function.

【技术实现步骤摘要】
一种光源自恒定光度计
本专利技术涉及一种分析化学领域的分光光度计，特别是一种光源自恒定光度计，可以使该光度计的光源自动平稳的保持在某一个设定的光亮强度。本专利技术涉及的分光光度计的检测波长范围涵盖了远紫外光、紫外光、可见光、红外光和远红外光等波段。
技术介绍
分光光度计就是利用分光光度法对物质进行定量定性分析的仪器。而分光光度法则是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析。一束平行单色光（Io）通过有色的透明溶液时，一部分的光可以透过溶液（It），另一部分被溶液吸收（Ia）,还有一部分被器皿表面反射（Ir）,则有(公式1)：Io=It+Ia+Ir。那么，该溶液透光率为(公式2):T=It/Io。根据Lambert-Beer定律(公式3)：A=lg(Io/It)=lg(1/T)=K*b*c，其中，A为吸光度，b为液层厚度，c为液体浓度，K为常数。即：当入射光波长、吸光溶液的性质和温度一定时，液体的吸光度A与液体的厚度b、液体的浓度c成正比。物质对光的选择性吸收波长，以及相应的吸收系数是该物质的物理常数。当已知某纯物质在一定条件下的吸收系数后,可用同样条件将该供试品配成溶液，测定其吸收度,即可由上式计算出供试品中该物质的含量。由于光度计的单色光纯度、光源的亮度波动等因素，为获得较准确的测量结果，在操作过程中，需要对光度计进行“调节零点“和“调节T=100%”等操作，并配制、检测三组以上标准品，根据测定结果进行标准曲线的绘制。然后测量待测样品的吸光度，并根据待测样品的吸光度和标准曲线来计算出待测样品的浓度。
技术实现思路
本专利技术公开的光度计，可以自动调节光源的亮度，使光度计光源的亮度一直恒定地保持在某个合适的值。由于本专利技术所涉及的光度计的光源恒定，所以在测量过程中，不需要进行“调节零点”和“调节T=100%”等操作，简化了化验操作步骤。本专利技术所涉及的光度计，具有曲线自动标定功能，只需要测量两个不同浓度的标样，就可以自动标定出标准曲线。本专利技术所涉及的光度计，主要包含光源模块、比色室、光电检测器和控制器，也可以配置触摸显示器、远程通讯接口、键盘等辅助部件。本专利技术所涉及的光度计，其光源模块中的发光体可以是白光光源，然后通过滤光镜等分光装置获得单色光；也可以采用多个不同波长的LED灯，根据被测量物质的特征吸收波长来选定对应波长的LED灯，从而实现对不同的物质进行测量。本专利技术所涉及的光度计，主要包含光源模块、比色室、光电检测器和控制器，也可以配置触摸显示器、远程通讯接口、键盘等辅助部件。图1是本专利技术所涉及的光度计的结构示意图。本专利技术所涉及的光度计的光源模块包括光源（LED灯或其它光源）、光电检测器、电流（或电压）自动调节系统。光源模块的结构示意图为图2：图2中，21是LED灯，22是透光孔，透光孔的材质为玻璃或高透光度的塑料等，实现即透光又密封的目的，防止灰尘进去光源模块内部。23是侧光孔，24是光电检测器。图中的θ角度表示透光孔22的中轴线与侧光孔23的中轴线之间的夹角。通过调整侧光孔23或θ角度的大小，可以调整照射到光电检测器24上面的光的强度。如果照射到光电检测器24上面的光的强度太大，会加速光电检测器24的老化，降低使用寿命；如果照射到光电检测器24上面的光的强度太小，会降低检测精度。25是电流（或电压）自动调节系统，其主要功能是根据光电检测器24的电信号的强弱来调节光源的工作电流（或电压），使光源模块发出亮度恒定的光。26是凸透镜，作用是将透光的光变为一束平行光。电流（或电压）自动调节系统可以配置单独的运算控制芯片；也可以不配置单独的运算控制芯片，而是由控制器来完成电流（或电压）自动调节系统的逻辑运算控制功能。本专利技术所涉及的光度计在开机后，自动调节光源的工作电流（或电压），在光源模块发出的光的亮度稳定后，仪器提示“进入工作状态”。通过显示菜单或功能按键，选着进入“曲线标定”状态。按照仪器提示的要求，输入第一个标准样品的浓度，第一个标准样品的浓度用c1表示。然后，将装有第一个标准样品的比色皿放入光度计的比色室内，关闭好比色室的窗口以后，选定确认按键，光度计自动测定出光电检测器2的电信号的大小，待光电检测器2的电信号稳定后，控制器自动记录此时的电信号的大小，该电信号数值为x1。按照仪器提示的要求，输入第二个标准样品的浓度，第二个标准样品的浓度用c2表示。然后，将装有第二个标准样品的比色皿放入光度计的比色室内，关闭好比色室的窗口以后，选定确认按键，光度计自动测定出光电检测器2的电信号的大小，待光电检测器2的电信号稳定后，控制器自动记录此时的电信号的大小，该电信号数值为x2。控制器根据（c1，x1）和（c2，x2）这两组数据，自动拟合出标准曲线的函数公式(公式4)：c=m*lg(x)+n。该函数式中，c表示溶液的浓度，x表示溶液所对应的电检测器2的电信号，m和n为常数。标准曲线的函数公式(公式4)：c=m*lg(x)+n的推导过程如下：在测量第一个标准样品时，一束平行单色光（Io）通过第一个标准样品，一部分的光可以透过溶液（It1），另一部分被溶液吸收（Ia1）,还有一部分被器皿表面反射（Ir1）,则有(公式1)：Io=It1+Ia1+Ir1。光源的强度Io是恒定值，那么，该溶液透光率为(公式5):T1=It1/Io。根据Lambert-Beer定律(公式3)，可以导出(公式6)：A1=lg(Io/It1)=lg(1/T1)=K*b*c1，其中，A1为吸光度，b为液层厚度，c1为液体浓度，K1为常数。照射到光电检测器2上面的光的强度为Kt*It1，Kt为百分系数，表示透光比色皿的光的Kt%照射到光电检测器2上面。则，电检测器2的电信号x1与透光率的关系为(公式7)：x1=Kg*Kt*It1，公式中Kg表示电检测器2的光电转换效率，。由(公式6)和(公式7)推导出(公式8)：lg(Kg*Kt/x1)=K*b*c1。在测量第二个标准样品时，同理，可以推导出(公式9)：lg(Kg*Kt/x2)=K*b*c2。利用(公式8)推导出(公式10)：c1=[1/(K*b)]*lg(Kg*Kt/x1)=[1/(K*b)]*[lg(Kg*Kt)-lg(x1)]=[1/(K*b)]*lg(Kg*Kt)-[1/(K*b)]*lg(x1)。利用(公式9)推导出(公式11)：c2=[1/(K*b)]*lg(Kg*Kt)-[1/(K*b)]*lg(x1)。(公式10)和(公式11)，令([1/(K*b)]*lg(Kg*Kt))=n，令(-[1/(K*b)])=m。则(公式10)和(公式11)可以简化为c1=m*lg(x1)+n和c2=m*lg(x2)+n。公式中，m和n仅与环境温度、设备特性有关，和溶液的浓度无关。当温度恒定且光源强度恒定时，(公式10)和(公式11)是成立的。控制器根据（c1，x1）和（c2，x2）这两组数据，利用(公式10)和(公式11)，可以计算出m和n。m=(c1-c1)/[lg(x1)-lg(x2)],n=c1-lg(x1)*(c1-c1)/[lg(x1)-lg(x2)]。控制器自动拟合出标准曲线的函数公式(公式12)：c=m*lg(x)+n=lg(x)*(c1-c1)/[本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光源自恒定光度计，包括：a)光源模块，可自动调节单色光源的亮度，并自动保持光源的亮度恒定；b)比色室；c)控制器；d)光电检测器；e)触摸显示器；f)远程通讯接口；g)键盘。

【技术特征摘要】
1.一种光源自恒定光度计，包括：a)光源模块，可自动调节单色光源的亮度，并自动保持光源的亮度恒定；b)比色室；c)控制器；d)光电检测器；e)触摸显示器；f)远程通讯接口；g)键盘。2.根据权利要求1所述的光源自恒定光度计，其特征在于，上述光源模块可以自动保持光源亮度的恒定，可以消除光源亮度波动对测量结果的影响；上述光源模块可以感觉被测量物质的特征吸收波长来自动或人工更换相应的工作波长；上述控制器可以储存光度计的出厂参数、自动储存标准曲线的函数表达式、自动储存每次标样或样品的测量结果；上述控制器具有对数运算等数学运算功能。3.根据权利要求1所述的光源自恒定...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈爱美，王在彬，
申请(专利权)人：陈爱美，王在彬，
类型：发明
国别省市：山东,37