半导体发光管双波长光度吸收计制造技术

本实用新型专利技术是一种半导体发光管双波长光度吸收计，它由二个不同波长的半导体发光二极管或一个半导体双色发光管发射不同波长的光，经过被测物质溶液后，由一个半导体探测器接收，转换成电信号，进行处理后输入显示或记录仪测试或分析材料成份。是一种测试分析方便、灵敏、准确，使用寿命长、体积小、成本低的分析仪器。（*该技术在1998年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种采用半导体发光管交替发射不同波长的光，经物质吸收后，由检测器接收光信号变化，进行测量分析的光度吸收计，属于利用光学手段测试或分析材料成份的分析仪器。光度吸收测量分析仪是将一定波长的光送入吸收物质，然后由探测器测量光度变化量来测试或分析材料成份的。这种分析测量仪有的采用半导体发光二极管作为单波长光源。如《光通信》(OuticsLetters，Vol.8，No.1，p54－56，1983)发表的用发射波长为560毫米的发光二极管和高氯酸盐做成的，用以测定氨的可逆光导传感器；《分析化学学报》(Anal.Chim.ActaVol.177，p121－128)发表的用发射波长为820毫微米的发光二极管作光源制成的，用以监测电镀液中铜离子浓度的光纤吸收池。然而，由于单波长测量分析仪采用的是单波长光测试或分析材料成份，故存在着干扰大，灵敏度低的不足。由此，近年来双波长光度吸收计引起了重视。《分析化学》12卷7期630页中根据波格——比尔定律报导了一种应用双波长光进行测量的方法和装置。双波长分析测量仪主要是应用二束不同波长的光，送入被测物质，然后测量光束信号差进行测试或分析材料成份的。它的光源要求发射光谱平滑，波长覆盖面宽且光强大。通常采用钨丝白炽灯、卤钨灯或氙灯。分析测量时，一种是把经过样品后的光束用裂光器将其分成二束，再用二块干涉滤光片选出不同波长的光，由检测器(光敏电阻、光电池、光电管或光电倍增管等光敏元件)接收，用减法器得出不同波长光间的信号差，据此测试或分析材料成份；另一种是用切光器机械地将光调制成交替的双波长光，通过被测物质后，由同一个检测器同步检测光信号，经减法器得出不同波长光的信号差，测试或分析材料成份。双波长光度吸收计以其误差小，灵敏度高，适用范围广而日益得到广泛应用。然而，目前的双波长测试分析仪还存在一些不足之处，如采用的光源为白炽灯，功率大，热辐射强，不易散热；接受信号以及仪器构造还比较复杂等。为了克服这种双波长光度吸收计存在的缺点，本技术改进并提供了一种半导体发光管为光源的双波长光度计，从而进一步简化了仪器的构造，缩小了仪器体积，提高了仪器的使用寿命。本技术的目的是，采用二个选定波长的半导体发光二极管或一个双色发光管(中国专利CN86200588U)作光源，交替供电，发射光束。交替光束经过被测吸收物质后，由一个光敏元件检测，输入放大器，整流，然后根据光信号的改变分析材料。从而简化了光吸收分析仪的结构，提高了仪器的可靠性和准确性。本技术半导体发光管双波长光度吸收计由半导体发光二极管或双色发光管、透镜、被测物质、反光镜、光敏探测器、光源电路、检测电路、显示或指示器构成。二个半导体发光二极管或一个双色半导体发光管的二个发光管芯由光源电源交替供电，不断轮换交替发射两束不同波长的光束，并通过反光镜或透镜调整在同一光路上成为“平行光”。调整后的双波长“平行光”经过被测物质后，由同一检测器接收。这样，检测器接收到的是一连串相互啣接的信号，即当发射的双波长光经过被测物质后，检测器接收到的光信号相等时，检测器输出近似直流信号，显示指示器不动。但是，当检测器接受到的双波长光信号不相等时，则检测电路输出互相啣接的直流信号上叠加有脉冲信号。这个脉冲信号实际上就是二束光经过被测吸收物质后，产生的不同波长光度信号差。将这种直流上叠加有脉冲信号的电流信号用电容器隔离后，便输出脉冲信号。经整流后，输入到指示或记录或显示器中。利用这个光信号差便可判断滴定终点或分析测量被测材料的成份。如果安装上报警或自动控制机构还可直接控制材料组份的变化。本技术光度吸收计用于滴定分析，先根据所采用的指示剂的最灵敏吸收波长，选择不同波长的半导体发光管做光源。然后，将滴定溶液放置在光源和检测器(如光敏二极管、光敏三极管或光电池)之间，或者将半导体发光管光源和探测器安装在光导管中，并在连接光导管的小室底部放置一块反光镜，浸入溶液。这样安置好光源和接收探测器后，使双波长光束通过被测溶液，再由探测器接收光信号，就可测试或分析材料。滴定分析前，先调节与半导体发光管并联的分流电阻，使接收、放大、整流电路后的指示或显示或记录仪器的指示值为最小，即双波长光的初始信号最接近。滴定分析开始后，特别当达到终点突跃阶段时，由于被测吸收物质中指示剂的光吸收发生变化，检测接收到的，整流放大后的信号相应也产生变化，即光信号差引起电信号差使指示或显示或记录仪器表示出滴定已达终点。必需说明的是，在使用本技术进行滴定分析时，由于每次滴定的指示剂浓度等因素不易控制一致，故需在滴定分析前先调整半导体发光管的分流电阻，以使双波长光的初始光信号最接近，即指示仪器不动作，从而使滴定分析更为准确。此外，本技术用于材料成分分析和比色分析，方法基本相同，且具有同样优点。本技术的优点是，采用半导体发光二极管作为双波长光度吸收计的光源，大大简化了光源的结构，缩小了光源部分的体积，且可不考虑散热因素的影响；另外，由于半导体发光管发射的光波长范围窄，采用半导体发光管作光源，可满足一般分子吸收要求，既省去了单色元件(如滤光片等)，又简化了仪器的结构。采用一个光敏元件作探测器，不但可靠而且使仪器更为简单，成本降低。因此，这是一种灵敏度高，体积小，应用广泛的分析测量仪器。 附图说明图1是本技术的主机外形图。其中，1是机壳；2是微安表；3是电源线；4是调零电阻旋钮；5是电源开关；6是输入插座。图2是被测材料溶液置于光源和探测器之间的构造图。其中，7是滴定管；8是盛放被测材料溶液的烧杯；9是探测光电池；10是检测电路的前置放大器；11是支撑板；12是搅拌器；13是透镜；14是二个半导体发光二极管或一个双色发光管；15是被测物质。图3是光导管光源和探测器的测试装置构造图。其中，16是光导管；17是溶液可流进流出的小室；18是置于小室底部的反光镜；19是电缆线；20是小室上溶液流进流出的槽孔。图4是本技术的光源电源电原理图。其中，21是环形振荡器。图5是检测电路电原理图。其中，22是隔直电容器；23是整流放大电路；24是指示或记录或显示器。以下结合附图说明本技术的实施例。实施例1被测材料溶液15置于光源14和探测器9之间的滴定分析装置如图2。将盛有被测材料溶液15的透明烧杯8置于滴定管7的下方搅拌器12上的支撑板11上，然后把安装有二个半导体发光二极管或一个双色发光管光源14和探测光电池9相对地放置于透明烧杯8的外面。发光管和探测器用导线与光度吸收计的主机连接。主机中按图4安装的光源电源和按图5安装的检测电路分别连接发光管14和探测器9的前置放大器10；主机上的微安电表2和检测电路输出端连接。其中，光源部分的实施为，二个半导体发光管或一个双色发光管光源14焊接在晶体管管座上后安装于外壳内的支架上，外壳前面安装有调整光为同一光路“平行光”的透镜13。探测光电池9焊接在管座上后对准光源安装在接收探测外壳内。滴定分析时，接通电源，不同波长的二个半导体发光管或双色发光管14由安装在主机中的光源电源交替供电，不断轮换交替发射二束不同波长的光束，发射出的光通过透镜13调整为“平行光”，射入被测材料溶液15，并由对面的探测光电池9接收，变成电信号输入前置放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双波长光度吸收计，包括被测物质溶液１５、滴定剂、检测电路、显示或记录或指示器２４、光吸收计主机外壳１、电源线３，其特征在于有构成光源的二个不同波长的半导体发光二极管或一个半导体双色发光管１４、交替供电的光源电源、调整光束为“平行光”的反光镜或透镜以及一个探测接收经过被测溶液光信号的半导体探测器９。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄思义，
申请(专利权)人：中国科学院上海冶金研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]