光纤双波长光度滴定仪制造技术

本实用新型专利技术是一种光纤双波长光度滴定仪，属于用光学手段分析溶液成份的分析仪器。它用一根三分叉多股光导纤维将白炽灯发出的光送入溶液后，再由反射镜将经过溶液的光反射回光纤。安置在分支光纤输出端的滤色片和光电探测二极管将特定波长的光信号转换成电信号，处理后由显示器或记录仪显示或记录。用本实用新型专利技术进行测试分析方便、灵敏、准确，且能适应特殊要求。是一种成本低、体积小的分析仪器。（*该技术在1997年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术是一种用三分叉多股光纤将光送入溶液后，再由光纤把经过溶液的光输出，进行测量的滴定仪，属于利用光学手段来测试或分析材料成份的分析仪器。滴定分析和比色分析在成份分析中占有重要的地位，使用的分析仪器也有多种。《分析化学》12卷7期630页报导了一种《光度滴定终点检测装置》。其基本原理为根据波格——比尔定律I＝Ioe－kcl(Io为入射光强；I为透射光强；k为吸收系数；c为吸收物质浓度；l为吸收光程)被测组份1及组份2分别用波长λ1及λ2的入射光进行测定。光信号转换成电压后，其值分别为V1＝V1=V10e-k1c1l1]]>V2＝V2=V20e-k1c1l]]>其中V10和V1分别代表波长为λ1的入射光强I10和透射光强I1转换的电压信号；V20和V2分别代表波长为λ2的入射光强I20和透射光强I2产生的电压信号。从一个稳定的光源得到的光强，不同波长之间应有一定的比例，并可由常数R来变换，即V20＝RV10。如果取出透射电压信号V2中的一部分PV2(0＜P＜1)与V1相减，则透射电压信号差为ΔV=V10(e-k1c1l1-PRe-k1c1l1)]]>当△V＝0时，只能是e- k1c1l1]]>－PRe- k2c2l2]]>＝0。从而避免了光程长度变化、气泡和浊度等引起的误差，也改善了滴定终点的判断。用如上原理做成的滴定终点检测装置进行分析不但提高了准确度，而且简单、可靠。然而，当滴定杯冷却时，在透光窗上冷凝有水雾而影响测定，或样品需要加热恒温时，这样的装置难以安装庞大的加热、恒温设备，给分析带来了困难。为了克服上述光滴定终点检测装置的不足，本技术改进并提供了一种由光纤直接把光送入溶液，然后又用光纤将经过溶液的光输出进行测试、分析的分析仪。本技术的目的是利用白炽灯发出的混合光经光纤直接输到溶液中，由溶液中的反光镜反射进光纤，再经二块滤色片滤色后送入光电探测二极管，将光信号转变为电信号进行测试分析，从而扩大了滴定分析仪的应用范围，且灵敏、准确。附图说明图1是本技术的结构图。其中，1是白炽小灯泡；2是滤热片FH；3是特定波长λ1的滤色片F2；4是光电探测二极管D2；5是三分叉光导纤维F；6是烧杯；7是待测溶液S；8是比色小室C；9是反射镜M；10是光电探测二极管D1；11是特定波长λ2的滤色片F1。 图2是本技术的光电原理图。其中，1是白炽小灯泡；12是稳压电源电路；10是光电探测二极管D1；4是光电探测二极管D2；13是双通道放大器；14是负载电位器RL1、RL2；15是减法器；16是电流表或数字电压表或记录仪。 图3是本技术的测试分析探头。其中，6是烧杯；7是待测溶液；8是比色小室；17是磁力搅拌机；18是搅拌子。 图4是连续检测流动样品的装置图。其中，19是流动样品池；20是蠕动泵。 如图1、2、3、4，本技术由白炽灯T，滤热玻片FH、三分叉多股光导纤维F、反光镜M、比色小室或流动样品池、特定波长的滤色片F1和F2、光电探测二极管D1和D2、双通道放大器、减法器和电流表或数字电压表或记录仪构成。钨丝白炽灯T发出的光，经光导纤维F传送到溶液S中，溶液中的反射镜M将射入溶液的光反射回光导纤维，由分叉光导纤维输到特定波长的滤色片F1、F2上，滤色后由光电探测二极管D1和D2转变为电信号。滤色片的透射波长根据需要来选择。比色小室C的长度可适当调节。凹面反光镜的作用是使光能二次经过溶液，它的曲率半径与比色小室的长度一致以使反射光能会聚在光纤端面上。光信号由二个光电探测二极管变换成电信号后，经双通道高阻运放电路放大，输入减法器。减法器将信号处理后，差分信号在显示器或记录仪上表示出测试分析量。使用本技术进行测试分析时，把比色小室浸入待测溶液中或将待测溶液通入流动样品池中。根据需要选择不同的滤色片，即若溶液滴定前后的吸收峰值波长分别为λ1和λ2，则应选取透射峰值波长为λ1和λ2的滤色片F1和F2。测试中，稳压电源供电点燃白炽灯T，光由光纤送入溶液。光透过溶液到予先放置在比色小室底部的凹面反射镜，经反射后再次经过溶液返回到光导纤维。设置在三分叉光导纤维二个分叉端的光电探测二极管把经滤色片滤色后的不同波长的光变成电信号输入放大电路。调节负载电位器RL1和RL2，使连接在减法器后面的电流表或电压表指示为零。开始滴定后，一边搅拌一边滴入滴定剂，直到被测溶液转变颜色。滴定剂的加入量可由人工计量或由步进马达控制。当被测溶液颜色转变时，必然会使差分电信号产生一个△V的最大变化。这时可根据记录仪记下的差分电信号从零变到最大值时加入的滴定剂量，算出待测溶液中元素的含量。另外，将本技术用作比色计时，滤色片F1的透射波长λ1应选取比色溶液的吸收峰值波长；滤色片F2的透射峰值波长应选取与λ1相近但又不与比色溶液的吸收峰相重迭的波长。测定方法为配制一组标准溶液，分别盛于不同烧杯中，测出它们的吸收值，以吸收值和标准含量作工作曲线，然后测定未知溶液的吸收值，从工作曲线上算出未知含量。双波长比色测试可扣除气泡、悬浮物等非特征吸收，从而提高了测定的准确度。 本技术的优点是解决了对试样溶液环境有特殊要求的技术困难，例如可在滴定杯外安装加热、冷却、恒温装置，且可进行对连续流动样品的测试分析。此外，由于采用了光纤传导，大大缩小了仪器的光学部件体积，降低了成本。将本技术用于比色分析可代替现有比色计。因此，这是一种操作简单、清洗方便，便于推广，节约试剂，灵敏度高、准确度好的化学测试分析仪。 下面结合附图说明本技术的实施例。 如图1、4，将三分叉多股光导纤维F5的中路光导纤维束按图1用螺纹套管联结带有滤热玻片的钨丝白炽灯光源T1，白炽灯由稳压电源12供电。三分叉多股光导纤维5的另外二端同样用螺纹套管联结带有特定波长λ1和λ2滤色片F1和F2的光电探测二极管D110和D24。三分叉多股光导纤维的公共端也用螺纹套管连接比色小室8或流动样品池19，比色小室或样品池的底部安置有反射凹面镜或平面镜9，并且调节连接螺纹套管，使比色小室长度与凹面反光镜M的曲率半径一致。使用平面镜时需在光导纤维的公共端增加透镜将光变为平行光通过溶液。比色小室8的壁上开有许多小缝，溶液能自由进出比色小室，且便于比色小室的清洗。光电探测二极管D110和D24分别连接双通道运算放大器13，运放电路连接减法器15。减法器的输出端连接电流表或数字电压表或记录仪16。运放电路上的负载电阻RL1和RL214选用精密多圈电位器，用它可精密调节输出信号，使减法器在滴定前的输出△V＝0。测试分析时，将比色小室8放入盛有溶液的烧杯6中或将流动样品池19与蠕动泵20相连，由蠕动泵20将流动样品溶液送入样品池19。然后接通电源，调节负载电阻RL1和RL2，使电流表或电压表16的指示为零。滴定开始后，一边搅动一边记下滴定剂量，直到被测溶液7的颜色发生突变。由于被测溶液颜色发生变化，则光电信号也发生变化，电流表或记录仪指示出最大输出信号△Vmax。据此，可计算出分析结果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双波长光度滴定仪，包括稳压电源１２、比色小室８或流动样品池１９、滴定剂、双通道放大器１３、二个负载电位器１４、减法器１５、电流表或电压表或记录显示仪１６，其特征在于有一根传输光的三分叉多股光导纤维５、三分叉多股光导纤维中路光纤端耦合的白炽灯１、三分叉多股光导纤维的另二个分叉光纤端耦合的二个光电探测二极管４和１０、光电探测二极管前二块特定波长的滤色片３和１１以及比色小室或样品池底部的反射镜９。

【技术特征摘要】
1.一种双波长光度滴定仪，包括稳压电源12、比色小室8或流动样品池19、滴定剂、双通道放大器13、二个负载电位器14、减法器15、电流表或电压表或记录显示仪16，其特征在于有一根传输光的三分叉多股光导纤维5、三分叉多股光导纤维中路光纤端耦合的白炽灯1、三分叉多股光导纤维的另二个分叉光纤端耦合的二个光电探测二极管4和10、光电探测二极管前二块特定波长的滤色...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建中，盛娟娟，金云龙，
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]