專(zhuān)利名稱(chēng)：組合式原子吸收光譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及原子吸收光譜儀功能模塊化組合設(shè)計(jì)，由不同的功能模塊根據(jù)需要組合成不同規(guī)格、性能、品種的原子吸收光譜儀，具體為一種組合式原子吸收光譜儀。
背景技術(shù)：
自1971年北京科學(xué)儀器廠(chǎng)研制成第一代商品原子吸收光譜儀(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“原吸”)樣機(jī)至今，國(guó)產(chǎn)“原吸”走過(guò)了四十個(gè)年頭。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠(chǎng)商從一家發(fā)展到數(shù)十家，產(chǎn)量從一個(gè)廠(chǎng)商年產(chǎn)幾臺(tái)發(fā)展到一個(gè)廠(chǎng)商月產(chǎn)上百臺(tái)，但由于傳統(tǒng)多品種小批量生產(chǎn)模式，仍然難以達(dá)到規(guī)模生產(chǎn)，限制了生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提高、產(chǎn)量進(jìn)一步增加。目前“原吸”現(xiàn)狀除引進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)和隨著電子元器件品種的增加和質(zhì)量提高，自動(dòng)化程度有了長(zhǎng)足進(jìn)步外，大多是低水平的惡性競(jìng)爭(zhēng)，結(jié)果是小公司越來(lái)越多，市場(chǎng)越來(lái)越分散，而長(zhǎng)期困擾國(guó)產(chǎn)儀器的可靠性問(wèn)題一直未能得到有效改善。數(shù)年前，發(fā)明人便開(kāi)始針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)研究，尤其在研制高端塞曼原子吸收光譜儀中進(jìn)行了大膽嘗試。本實(shí)用新型打破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，把這種實(shí)驗(yàn)室大型精密儀器分割、整合成光、機(jī)、電相對(duì)獨(dú)立的功能模塊，各功能模塊可獨(dú)立完成裝配、調(diào)試和檢驗(yàn)，然后根據(jù)需要組合成不同規(guī)格、性能、品種的原子吸收光譜儀。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種組合式原子吸收光譜儀，以解決背景技術(shù)中存在的原子吸收光譜儀難以規(guī)模生產(chǎn)，限制了生產(chǎn)效率、質(zhì)量和產(chǎn)量的技術(shù)問(wèn)題。為此，本實(shí)用新型的一種組合式原子吸收光譜儀，沿光路方向順次包括燈室模塊、原子化器模塊和單色器模塊，電源模塊與所述燈室模塊、原子化器模塊和單色器模塊均相連，并共同裝置于殼體模塊內(nèi)，所述多個(gè)模塊彼此相對(duì)獨(dú)立裝配。所述原子化器模塊為石墨爐原子化器模塊或火焰原子化器模塊。所述單色器模塊為小單色器模塊或大單色器模塊。所述原子化器模塊為光路相連的石墨爐原子化器模塊和火焰原子化器模塊，沿光路方向順次包括燈室模塊、石墨爐原子化器模塊、火焰原子化器模塊和大單色器模塊，所述電源模塊與所述燈室模塊、石墨爐原子化器模塊、火焰原子化器模塊和大單色器模塊均相連，并共同裝置于殼體模塊內(nèi)，組成中高檔火焰-石墨爐原子吸收光譜儀。沿光路方向順次包括燈室模塊、火焰原子化器模塊和大單色器模塊，所述電源模塊與所述燈室模塊、火焰原子化器模塊和大單色器模塊均相連，并共同裝置于殼體模塊內(nèi)，組成中高檔火焰原子吸收光譜儀。沿光路方向順次包括燈室模塊、火焰原子化器模塊和小單色器模塊，所述電源模塊與所述燈室模塊、火焰原子化器模塊和小單色器模塊均相連，并共同裝置于殼體模塊內(nèi)，組成普及型火焰原子吸收光譜儀。沿光路方向順次包括燈室模塊、石墨爐原子化器模塊、大單色器模塊、所述電源模塊與所述燈室模塊、石墨爐原子化器模塊和大單色器模塊均相連，并共同裝置于殼體模塊內(nèi)，組成中高檔石墨爐原子吸收光譜儀。所述石墨爐原子化器模塊的石墨爐、屏蔽支架、互感器、電源變壓器、可控硅、溫控板、水流開(kāi)關(guān)、水氣路接頭支架、排風(fēng)扇和氬氣閥島均集成在所述石墨爐原子化器模塊的石墨爐基板上。所述火焰原子化器模塊的火焰原子化器、乙炔電磁閥、點(diǎn)火電磁閥、質(zhì)量流量計(jì)、火焰控制板、接插頭支架和通訊板均集成在所述火焰原子化器模塊的火焰基板上。所述單色器模塊的入射出射狹縫、準(zhǔn)直鏡、光柵旋轉(zhuǎn)臺(tái)和光電倍增管均集成在所述單色器模塊的單色器基板上，且所述單色器基板還是所述燈室模塊、原子化器模塊和殼體模塊組合時(shí)的聯(lián)接件。組合式原子吸收光譜儀達(dá)到的有益技術(shù)效果在于針對(duì)原子吸收光譜儀這種實(shí)驗(yàn)室大型精密儀器，分割、整合成數(shù)個(gè)光、機(jī)、電相對(duì)獨(dú)立又能單獨(dú)完成裝配、調(diào)試和檢驗(yàn)的功能模塊，能通過(guò)不同的相互獨(dú)立功能模塊，根據(jù)需要組合不同規(guī)格、性能、品種的原子吸收·光譜儀，不僅同檔次“原吸”之間各零部件可以完全通用，不同檔次“原吸”之間零部件也達(dá)到最大限度通用化，從而打破傳統(tǒng)多品種小批量生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)按功能模塊組織生產(chǎn)，而不是傳統(tǒng)的以品種組織生產(chǎn)，達(dá)到規(guī)模生產(chǎn)的目的。

圖I為中高檔火焰-石墨爐原子吸收光譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為普及型單火焰原子吸收光譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為中高檔單石墨爐原子吸收光譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為燈室模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5A為石墨爐原子化器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5B為火焰原子化器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6A為小單色器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6B為大單色器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為電源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明燈室模塊I ;燈室底板11 ;燈罩12 ;旋轉(zhuǎn)燈架13 ;半透半反鏡R/T ;第一消色差透鏡組LI ;氘燈D2 ;燈電源板PC2 ;石墨爐原子化器模塊2 ;排風(fēng)扇20 ;石墨爐21 ;屏蔽支架22 ;互感器23 ;電源變壓器24 ;可控硅25 ;溫控板26 ;水流開(kāi)關(guān)27 ;水氣路接頭支架28 ;氬氣閥島29 ;火焰原子化器模塊3 ;火焰原子化器31 ;隔板32 ;乙炔電磁閥33 ;點(diǎn)火電磁閥34 ;質(zhì)量流量計(jì)35 ;火焰控制板36 ;接插頭支架37 ;通訊板38 ;大單色器模塊4 ;大單色器基板41 ;大單色器外罩42 ;平面轉(zhuǎn)向鏡M2 ;入射狹縫SI ;出射狹縫S2 ;光柵旋轉(zhuǎn)臺(tái)G ;準(zhǔn)直鏡M3、M4 ;光電倍增管PMT ;主控板PCl ；電源模塊5 ；電器底板51 ;儀器開(kāi)關(guān)52 ;小變壓器53 ;開(kāi)關(guān)電源54 ;排風(fēng)扇55 ;電源線(xiàn)56 ;電源板57 ;殼體模塊6 ;小單色器模塊7 ;小單色器基板71 ;小單色器外罩72。
具體實(shí)施方式
[0027]為了使本實(shí)用新型的形式、結(jié)構(gòu)以及特點(diǎn)能夠更好地被理解，以下將列舉較佳實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。一種組合式原子吸收 光譜儀，由光、機(jī)、電相對(duì)獨(dú)立，又能單獨(dú)完成裝配、調(diào)試和檢驗(yàn)的數(shù)個(gè)功能模塊組成，具體的沿光路方向順次包括燈室模塊I、原子化器模塊和單色器模塊，電源模塊5與上述模塊均有電學(xué)性能相連，并共同裝置于殼體模塊6內(nèi)。該原子化器模塊可以為石墨爐原子化器模塊2和/或火焰原子化器模塊3，單色器模塊為小單色器模塊7或大單色器模塊4。另可根據(jù)需要在殼體模塊6中裝設(shè)外光路第二消色差透鏡組L2和轉(zhuǎn)向輪胎鏡M1，外光路第二消色差透鏡組L2用于同時(shí)使用石墨爐原子化器模塊2和火焰原子化器模塊3時(shí)，裝設(shè)于石墨爐原子化器模塊2和火焰原子化器模塊3的光路中間，以起到聚焦和消色差的作用；轉(zhuǎn)向輪胎鏡Ml裝設(shè)于原子化器模塊和單色器模塊之間，用以將光路轉(zhuǎn)向射入單色器模塊。火焰原子化器模塊2和石墨爐原子化器模塊3同時(shí)使用時(shí)順序不限，但實(shí)踐證明石墨爐原子化器模塊3在前，火焰原子化器模塊2在后是優(yōu)選方案。該燈室模塊I由燈罩12隔開(kāi)，后部為燈電氣控制部分，包括燈電源板PC2，前部包括旋轉(zhuǎn)燈架13、氘燈D2、外光路半透半反鏡R/T和第一消色差透鏡組LI (見(jiàn)圖4)。所有部件均安裝在一塊燈室底板11上；I 6路HCL (hollow cathode lamp空心陰極燈)安裝在二端軸承支撐平衡式結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)燈架13上；光路中旋轉(zhuǎn)燈架13的空心陰極燈HCL后方順次為半透半反鏡R/T和第一消色差透鏡組LI，光線(xiàn)從第一消色差透鏡組LI射出，進(jìn)入其他模塊；而氘燈D2則設(shè)在半透半反鏡R/T旁與光路成90°位置處。石墨爐原子化器模塊2包括石墨爐(及其光控)21、屏蔽支架22、互感器23、電源變壓器24、可控硅25、溫控板26、水流開(kāi)關(guān)27、水氣路接頭支架28、排風(fēng)扇20 (見(jiàn)圖5A)和氬氣閥島29。所有元器件集成在石墨爐基板上；石墨爐21，通過(guò)特制的屏蔽支架22安裝在電源變壓器24的上方，實(shí)現(xiàn)了爐體與變壓器的最短最簡(jiǎn)潔聯(lián)接，在數(shù)百安培大電流下最大限度減少電功率損耗，使得石墨爐升溫速率最大；溫控板26用四根支柱支撐，下端為水流開(kāi)關(guān)27 ;可控硅25在電源變壓器24與溫控板26之間；排風(fēng)扇20安裝在后部的水氣路接頭支架28上。從該燈室模塊I或火焰原子化器模塊3出射的光線(xiàn)，從該石墨爐21的中心通過(guò)?；鹧嬖踊髂K3包括火焰原子化器31、隔板32、乙炔電磁閥33、點(diǎn)火電磁閥34、質(zhì)量流量計(jì)35、火焰控制板36、接插頭支架37和通訊板38(見(jiàn)圖5B)。所有部件均集成在火焰基板上；火焰原子化器31位于光路中心，由隔板32將其與氣路和電路隔開(kāi)；氣路元件有乙炔電磁閥33、點(diǎn)火電磁閥34、質(zhì)量流量計(jì)35和通訊板38，所述氣路元件位于火焰控制板36與隔板32之間；接插頭支架37位于火焰控制板36后，可接電器插頭和氣路進(jìn)氣。從該燈室模塊I或石墨爐原子化器模塊2出射的光線(xiàn)，從該火焰原子化器31的中心通過(guò)。獨(dú)立的單色器模塊包括平面轉(zhuǎn)向鏡M2、入射狹縫SI、出射狹縫S2、光柵旋轉(zhuǎn)臺(tái)G、準(zhǔn)直鏡M3/M4、光電倍增管PMT及主控板PCl(見(jiàn)圖6A和6B)。上述元器件全部集成在單色器基板上；平面轉(zhuǎn)向鏡M2將從原子化器模塊中出射的光引進(jìn)入射狹縫SI、進(jìn)入準(zhǔn)直鏡M3，再到光柵旋轉(zhuǎn)臺(tái)G上的光柵、進(jìn)入準(zhǔn)直鏡M4，再進(jìn)入出射狹縫S2，最后進(jìn)入光電倍增管PMT;單色器外罩將以上光學(xué)系統(tǒng)密封，而主控板PCl緊貼單色器外罩安裝。大單色器模塊4和小單色器模塊7的結(jié)構(gòu)均相同，已達(dá)到最大通用化，只是大單色器模塊4規(guī)格更大，并配合使用更大的基板和外罩。電源模塊5包括電器底板51、儀器開(kāi)關(guān)52、小變壓器53、開(kāi)關(guān)電源54、排風(fēng)扇55、電源線(xiàn)56和電源板57 (見(jiàn)圖7)，此為通用電源模塊，具體結(jié)構(gòu)在此不再贅述。吸塑工藝全塑殼體模塊6,用以將上述各模塊裝設(shè)于內(nèi)，全塑殼體獨(dú)立于主機(jī)不僅有利于批量生產(chǎn)和互換，也有利于最后安裝。由上述各模塊根據(jù)需要能夠組合成中高檔火焰-石墨爐原子吸收光譜儀(見(jiàn)圖I)、普及型單火焰原子吸收光譜儀(圖2)、中高檔單石墨爐原子吸收光譜儀(圖3)等各種不同規(guī)格、性能、品種的原子吸收光譜儀。下面以組合成中高檔火焰-石墨爐原子吸收光譜儀為例詳細(xì)說(shuō)明，并非以此為限。中高檔火焰-石墨爐原子吸收光譜儀沿光路方向順次為燈室模塊I、石墨爐原子化器模塊2、火焰原子化器模塊3和大單色器模塊4，石墨爐原子化器模塊2和火焰原子化器模塊3之間為外光路第二消色差透鏡組L2，火焰原子化器模塊3和大單色器模塊4之間為轉(zhuǎn)向輪胎鏡Ml。所述光源HCL、石墨爐原子化器模塊2、火焰原子化器模塊3、外光路第一消色差透鏡組LI和第二消色差透鏡組L2以及轉(zhuǎn)向輪胎鏡Ml處在同一直線(xiàn)上；獨(dú)立的大單色器模塊4則位于整個(gè)儀器后方，通過(guò)外光路轉(zhuǎn)向輪胎鏡Ml將光路轉(zhuǎn)向射入大單色器模塊
4。電源模塊5位于燈室模塊I下層，與各模塊均電性聯(lián)接，組成完整光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，并共同裝于殼體模塊6內(nèi)。其特點(diǎn)二個(gè)原子化器各處一室互不干擾，無(wú)相互污染之慮，又無(wú)需移動(dòng)，重復(fù)性、可靠性好。燈室模塊I、石墨爐原子化器模塊2和火焰原子化器模塊3并列位于儀器正前方方便操作。電源模塊5則位于下層，便于與各模塊均電性聯(lián)接。中高檔火焰原子吸收光譜儀沿光路方向順次包括燈室模塊I、火焰原子化器模塊3和大單色器模塊4，所述電源模塊5與所述燈室模塊I、火焰原子化器模塊3和大單色器模塊5均相連，并共同裝置于殼體模塊6內(nèi)，組成中高檔火焰原子吸收光譜儀。普及型火焰原子吸收光譜儀沿光路方向順次包括燈室模塊I、火焰原子化器模塊3和小單色器模塊7，所述電源模塊5與所述燈室模塊I、火焰原子化器模塊3和小單色器模塊7均相連，并共同裝置于殼體模塊6內(nèi)，組成普及型火焰原子吸收光譜儀。中高檔石墨爐原子吸收光譜儀沿光路方向順次包括燈室模塊I、石墨爐原子化器模塊2、大單色器模塊4、所述電源模塊5與所述燈室模塊I、石墨爐原子化器模塊2和大單色器模塊4均相連，并共同裝置于殼體模塊6內(nèi)，組成中高檔石墨爐原子吸收光譜儀。其余原子吸收光譜儀的組合結(jié)構(gòu)類(lèi)似，在此不再贅述。組合式原子吸收光譜儀其最大優(yōu)點(diǎn)針對(duì)原子吸收光譜儀這種實(shí)驗(yàn)室大型精密儀器，分割、集成數(shù)個(gè)光、機(jī)、電相對(duì)獨(dú)立、又能單獨(dú)完成裝配、調(diào)試和檢驗(yàn)的功能模塊，能通過(guò)不同的相互獨(dú)立功能模塊，根據(jù)需要組合成單火焰原子吸收光譜儀、單石墨爐原子吸收光譜儀、火焰-石墨爐原子吸收光譜儀、普及型和中/高檔原子吸收光譜儀等不同規(guī)格、性能、品種的原子吸收光譜儀。不僅同檔次“原吸”之間各零部件可以通用，不同檔次“原吸”之間零部件也達(dá)到了最大通用化。從而打破傳統(tǒng)多品種小批量生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)按功能模塊組織生產(chǎn)，而不是傳統(tǒng)的以品種組織生產(chǎn)，達(dá)到規(guī)模生產(chǎn)的目的。電源模塊5直接置于下層，便于與其他模塊的電聯(lián)接。獨(dú)立的單色器模塊則不僅將入射出射狹縫、準(zhǔn)直鏡、光柵旋轉(zhuǎn)臺(tái)和光電倍增管集成在單色器基板上，并獨(dú)立于儀器主體，而且單色器基板作為聯(lián)接件將各功能模塊結(jié)合成一個(gè)整體，是所述燈室模塊、原子化器模塊和殼體模塊組合時(shí)的聯(lián)接件。以上對(duì)本實(shí)用新型的描述是說(shuō)明性的，而非限制性的，本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員理解，在權(quán) 利要求限定的精神與范圍之內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多修改、變化或等效，但是它們都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種組合式原子吸收光譜儀，其特征在于，沿光路方向順次包括燈室模塊、原子化器模塊和單色器模塊，電源模塊與所述燈室模塊、原子化器模塊和單色器模塊均相連，并共同裝置于殼體模塊內(nèi)，所述多個(gè)模塊彼此相對(duì)獨(dú)立裝配。
2.如權(quán)利要求I所述的組合式原子吸收光譜儀，其特征在于，所述原子化器模塊為石墨爐原子化器模塊或火焰原子化器模塊。
3.如權(quán)利要求I所述的組合式原子吸收光譜儀，其特征在于，所述單色器模塊為小單色器模塊或大單色器模塊。
4.如權(quán)利要求I所述的組合式原子吸收光譜儀，其特征在于，所述原子化器模塊為光路相連的石墨爐原子化器模塊和火焰原子化器模塊，沿光路方向順次包括燈室模塊、石墨爐原子化器模塊、火焰原子化器模塊和大單色器模塊，所述電源模塊與所述燈室模塊、石墨爐原子化器模塊、火焰原子化器模塊和大單色器模塊均相連，并共同裝置于殼體模塊內(nèi)，組成中高檔火焰-石墨爐原子吸收光譜儀。
5.如權(quán)利要求I所述的組合式原子吸收光譜儀，其特征在于，沿光路方向順次包括燈室模塊、火焰原子化器模塊和大單色器模塊，所述電源模塊與所述燈室模塊、火焰原子化器模塊和大單色器模塊均相連，并共同裝置于殼體模塊內(nèi)，組成中高檔火焰原子吸收光譜儀。
6.如權(quán)利要求I所述的組合式原子吸收光譜儀，其特征在于，沿光路方向順次包括燈室模塊、火焰原子化器模塊和小單色器模塊，所述電源模塊與所述燈室模塊、火焰原子化器模塊和小單色器模塊均相連，并共同裝置于殼體模塊內(nèi)，組成普及型火焰原子吸收光譜儀。
7.如權(quán)利要求I所述的組合式原子吸收光譜儀，其特征在于，沿光路方向順次包括燈室模塊、石墨爐原子化器模塊、大單色器模塊、所述電源模塊與所述燈室模塊、石墨爐原子化器模塊和大單色器模塊均相連，并共同裝置于殼體模塊內(nèi)，組成中高檔石墨爐原子吸收光譜儀。
8.如權(quán)利要求2所述的組合式原子吸收光譜儀，其特征在于，所述石墨爐原子化器模塊的石墨爐、屏蔽支架、互感器、電源變壓器、可控硅、溫控板、水流開(kāi)關(guān)、水氣路接頭支架、排風(fēng)扇和氬氣閥島均集成在所述石墨爐原子化器模塊的石墨爐基板上。
9.如權(quán)利要求2所述的組合式原子吸收光譜儀，其特征在于，所述火焰原子化器模塊的火焰原子化器、乙炔電磁閥、點(diǎn)火電磁閥、質(zhì)量流量計(jì)、火焰控制板、接插頭支架和通訊板均集成在所述火焰原子化器模塊的火焰基板上。
10.如權(quán)利要求I所述的組合式原子吸收光譜儀，其特征在于，所述單色器模塊的入射出射狹縫、準(zhǔn)直鏡、光柵旋轉(zhuǎn)臺(tái)和光電倍增管均集成在所述單色器模塊的單色器基板上，且所述單色器基板還是所述燈室模塊、原子化器模塊和殼體模塊組合時(shí)的聯(lián)接件。
專(zhuān)利摘要一種組合式原子吸收光譜儀，沿光路前進(jìn)方向順次包括燈室模塊、原子化器模塊和單色器模塊，電源模塊與所述各模塊均有電學(xué)聯(lián)接，并共同裝置于同一殼體模塊內(nèi)，所述多個(gè)模塊能夠彼此相對(duì)獨(dú)立的拆裝。本實(shí)用新型將原子吸收光譜儀分割、整合成數(shù)個(gè)光、機(jī)、電相對(duì)獨(dú)立又能單獨(dú)完成裝配、調(diào)試和檢驗(yàn)的功能模塊，并根據(jù)需要組合成不同規(guī)格、性能、品種的原子吸收光譜儀，不僅同檔次“原吸”之間各零部件可以完全通用，不同檔次“原吸”之間零部件也達(dá)到了最大限度通用化，從而打破傳統(tǒng)多品種小批量生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)按功能模塊組織生產(chǎn)，達(dá)到規(guī)模生產(chǎn)的目的。
文檔編號(hào)G01N21/31GK202494636SQ20122000952
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者宋友才 申請(qǐng)人:呂竹青, 宋友才, 酆秀巖