斩波的辐射源制造技术

斩波的辐射源包括辐射源部件、斩波部件和光纤连接器部件。这些部件中的每个以这样的方式设置在壳体内，使得在使用期间这些部件中的每个的元件不以非故意的方式运动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及斩波的辐射源，优选地，涉及用于诸如光度计和分光光度计的分析仪器中，特别是在用于监控化学生产过程的光度计中的斩波的光学辐射源。
技术介绍
用于分析材料并且监控反应过程的光度计和分光光度计仪器是已知的并且可以在市场上买到。这些仪器比较源发出的辐射与从同一个源发出并且已经传递通过被评价的样本材料并且由被评价的样本材料改变的辐射。一种用于改进使用光度计和分光光度计测量的精度的技术为对辐射“斩波”。在此技术中，辐射流定间隔被打断或“斩波”。被斩波的信号对于放大器级的AC耦合是必要的，以便改进热稳定性。被斩波的信号允许使用调整到斩波频率的电子滤波器来减小背景噪声。使用斩波器参考信号允许使用信号处理，有时称作锁定放大，来减小背景噪声。例如，在美国专利2,678,581中描述的信号比较设备中，使用了电子滤波器和参考信号。在此披露的设备中，一束光通过马达驱动的旋转的快门或斩波器轮以某些预定频率打断或脉冲。使用旋转的扇形镜来沿一个或两个路径偏移光脉冲，并且有效地充当处于较低脉冲频率的第二斩波器。两个固定的镜子将光脉冲引导向与第一旋转的扇形镜同相的第二旋转的扇形镜，以将光引导向光敏元件。样本的各种性质，诸如光谱特性或反射特性，可以通过定位在被引导的光脉冲的路径内的适合的仪器比较。通过在快门内提供若干开口扇区并且通过使用互补的半圆形扇形镜，使得光脉冲重复率充分地大于束切换率。通过光敏元件接收的光脉冲被转换成电脉冲，该电脉冲在放大器级之间电容耦合以消除与温度有关的直流漂移。该信号通过调整到斩波器频率的电子滤波器，以限制带宽和减小背景噪声。该信号随后通过与束切换扇形镜的斩波率机械同步的锁定放大器处理。这导致带宽降低、噪声降低和灵敏度增加。使用诸如在美国专利2,678,581中披露的旋转的斩波器轮的一个缺点为运动部分的磨损和斩波器频率的稳定性。然而，音叉斩波器没有磨损的运动部分并且具有自然的谐振频率。因此，在许多可靠性为重要的因素的深空间实验中已经使用了音叉斩波器。这样的斩波器在美国由Electro-Optical Products Corporation制造，并且可以从BostonElectronics Corporation购买到。然而，音叉斩波器并不适合所有应用，特别是有空间限制的应用。振簧斩波器用于那些有空间限制的应用，因为振簧斩波器可以封装在比音叉斩波器更小的空间内。光学斩波器也已经用于仪器中，诸如在美国专利5,653,537中披露的红外温度计，其中从对象发出的光通过光缆传送到检测器。检测器产生电输出。这些输出或信号随后被放大并且线性化。然而，与现有技术的高温计不同，在此专利中披露的高温计不连续地采集并且在采集的光进入检测器以前重复地斩波该采集的光。而是，采集的红外光被分色镜反射并且随后通过压电斩波器来斩波该红外光。斩波通过由压电元件驱动的振簧的振荡实现。斩波的红外光随后进入光缆并且通过该缆线转播到红外检测器，该红外检测器重新聚焦光并且随后将该红外光分光成为两个宽波段。这两个宽波段中的一个通过光滤波器变窄并且通过红外检测器检测。另一个宽波段直接通过另一个红外检测器检测，该红外检测器的上波长截止限制了波段。检测器产生AC信号，该AC信号随后被放大并且线性化，然后转播到模数转换器，模数转换器产生发送到微处理器的信号。在这些和多数其它已知的光度计、分光光度计和高温计仪器中，光源与用于将光转播到样本并且转播到检测器的装置对准是影响测量的精度并且限制这样的仪器必须放置的位置的一个因素，这样的仪器安置得远离反应器，化学反应在该反应器中进行。已知的仪器还存在调节斩波仪器的占空比的问题。使用易受磨损和撕裂的运动部分也引入不准确性和可靠性问题的可能。因此，开发这样的斩波的辐射源组件是有利的，即使当光度计、分光光度计和其它类型的分析仪器定位在生产区域内时，其能够容易的包括在光度计、分光光度计和其它类型的分析仪器内，不需要基于持续的或在使用限定的次数以后更换磨损的运动部分的中断的测量再对准光源与斩波器。
技术实现思路
本专利技术的一个目的为提供斩波的辐射源，优选地，提供光辐射源，即使当分析仪器处于生产环境中时，该光辐射源可以容易地结合到该分析仪器。本专利技术的另一个目的为提供斩波的辐射源，优选地，提供光辐射源，该光辐射源具有减小的漂移和改进的信噪比。本专利技术的再一个目的为提供斩波的辐射源，优选地，提供光辐射源，其特征在于，该辐射源容易对准且斩波器占空比容易调节。本专利技术的再一个目的为提供斩波的辐射源，优选地，提供光辐射源，该光辐射源的运动部分的数量最少。本专利技术的再一个目的为提供斩波的辐射源，该斩波的辐射源具有集成的检测器，以控制辐射的强度。本专利技术的再一个目的为提供斩波的辐射源，该斩波的辐射源具有集成的装置，该集成的装置将来自源的被斩波的辐射耦合进入光纤以传递到远程位置。本专利技术的再一个目的为提供斩波的辐射源，该斩波的辐射源具有用于在不减小光纤的总能量通过量的情况下，引出来自辐射源的耦合进入光纤的被斩波的束的一部分的装置。本专利技术的再一个目的为提供斩波的辐射源，该斩波的辐射源具有集成的检测器，该检测器被从光纤引出的束驱动以输出与斩波器同相的电脉冲，以同步锁定放大器。对于本领域中的普通技术人员显而易见，这些和其它目的通过本专利技术的仪器实现，该仪器通过容纳在这里更加详细地描述的辐射源、光学斩波和光纤连接器部件以使得那些部件在使用期间保持在原位的方式来形成。附图说明图1为本专利技术的斩波的辐射源的一个实施例的等距视图，其中详细示出了辐射源部件、斩波部件和光纤连接器部件。图2为图1所示斩波的辐射源的实施例的正视图。具体实施例方式本专利技术涉及斩波的辐射(优选地，光辐射)源，其适合用于光度计、分光光度计和其它分析仪器，其中对辐射斩波用以增强器械精度或性能。本专利技术的斩波的辐射源包括(1)辐射源部件，(2)斩波器部件，和(3)光纤连接器部件。这些部件中的每个以这样的方式定位在壳体内，使得在使用期间，这些部件中的每个的元件不以非故意的方式运动。辐射源部件的关键元件为(a)辐射源和(b)用于将辐射源发出的辐射引导到焦点的装置。如果辐射源发出的辐射不准直或者没有准直到需要的程度，在辐射源部件中包括用于准直该辐射的装置是有利的。斩波部件的关键元件包括(a)簧片，该簧片能够谐振并且在一端固定并且在另一端自由运动，(b)定位为相对于该簧片的可运动端成某个角度(优选为90度)的斩波器遮光片，(c)用于调节在簧片上的压力的装置，(d)用于导致该簧片在其谐振频率振动的装置，和(e)辐射检测器。压力调节装置(c)应该可以使得斩波器遮光片在静止时与来自辐射源部件(1)的辐射的焦点对准。辐射检测器(e)应该定位为使得其可以接收从光纤连接器部件发出的被斩波的辐射。光纤连接器部件的关键元件包括(a)光纤和(b)具有(c)开口的壳体。光纤定位为使得其终止于来自辐射源部件(1)的辐射的焦点。光纤的壳体包住光纤的大部分并且可以通常用作将光纤保持在正确的位置的装置。壳体(b)内的开口(c)使得光纤的小部分暴露。此开口(c)定位为使得通过该开口发出的任何辐射可以被部件(2)的辐射检测器(e)检测到。在本专利技术的优选的实施例之一中，在辐射源部件中包括用于检测源发出的辐射强度的装置和用于调节要被斩波的辐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种斩波的辐射源，其包括：（ａ）辐射源部件，其包括：（１）在固定的位置的辐射源，（２）如果通过（１）发出的辐射是非准直的，用于准直通过（１）发出的辐射的装置，及（３）用于将准直的辐射引导到焦点的装置，（ｂ）斩波部件，其包括：（１）簧片，其在一端能够自由运动并且在另一端相对固定，（２）斩波器遮光片，其定位为相对于簧片的能够自由运动的端成９０度角，（３）用于以这样的方式调节簧片上的压力的装置，使得在静止时斩波器遮光片与准直的辐射的焦点对准，（４）用于充分地激励簧片以导致簧片以其谐振频率振动的装置，及（５）辐射检测器，其定位为接收和检测从光纤连接器部件发出的斩波的辐射，及（ｃ）光纤连接器部件包括：（１）光纤，其定位为使得一端在准直的辐射的焦点处接收辐射，（２）用于光纤的壳体，具有（３）开口，其定位为使得通过该开口发出的辐射可以被斩波部件（ｂ）内的检测器接收，其中，部件（１）、（２）和（３）中的每个的每个元件在壳体内保持在其正确的位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RN亨特，A赫特里，M雷伊维拉，
申请(专利权)人：拜尔材料科学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]