用于icp光譜儀具有二維可調(diào)功能透射式前置光路結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于ICP光譜儀分光系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種應(yīng)用于ICP光譜儀具有二維可調(diào)功能的透射式前置光路結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]電感耦合等離子體光譜儀(ICP光譜儀)利用原子發(fā)射特征譜線所提供的信息進行元素分析，具有多元素同時、快速、直接測定的優(yōu)點，在冶金、石油化工、機械制造、金屬加工等工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大作用，是材料領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的元素分析方法之一。在冶金分析領(lǐng)域，如鋼鐵、原材料、鐵合金中每次要求測定幾十至幾百個樣品，而每個樣品需要同時分析Mn、Cu、Al、Cr、S1、P、N1、T1、V、Nb、Ca、Mg等幾十種低含量元素，因此對測試儀器的光譜范圍、光譜分辨率、靈敏度、檢出限要求十分嚴格。鑒于這種需求，ICP光譜儀正不斷向全譜直讀、智能化、小型化、低分析成本的方向發(fā)展。分光系統(tǒng)作為ICP光譜儀的核心部分，直接決定整體儀器的性能水平。以中階梯光柵為分光模塊的ICP光譜儀，具有波段范圍寬、分辨率高、靈敏度高、全譜瞬態(tài)測量、檢出限低等優(yōu)點，已成為原子發(fā)射光譜分析技術(shù)研究的重點。
[0003]圖1是ICP光譜儀的分光系統(tǒng)。為了使中階梯光柵光譜儀的上述優(yōu)點得到良好的體現(xiàn)，則需要保證系統(tǒng)光通量最大化，這就對以中階梯光柵作為分光元件的光譜儀的前置光路提出嚴格的安裝要求?，F(xiàn)有的前置光路多采用固定前置透鏡的安裝方式，但是，在加工固定前置透鏡的機械件以及在對前置透鏡進行裝配的過程中，無法避免機械件加工和裝配的偏差，不能保證前置透鏡和入射針孔的中心等高同軸，因此不能確保系統(tǒng)光通量是否最大化，這將對ICP光譜儀的檢出能力產(chǎn)生直接影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于ICP光譜儀具有二維可調(diào)功能的透射式前置光路結(jié)構(gòu)，克服了上述已有技術(shù)存在的缺陷，實現(xiàn)光學系統(tǒng)光通量最大化。通過對前置透鏡的二維調(diào)節(jié)，實時監(jiān)測探測器接收探測信號值的變化，當探測器的信號達到最大時，即可認為前置透鏡的中心孔與入射針孔的中心等高同軸，此時中階梯光柵光譜儀的光通量實現(xiàn)最大化，保證ICP光譜儀的分析性能最優(yōu)；同時，在調(diào)節(jié)環(huán)上設(shè)計6個空氣排放孔，對分光系統(tǒng)充氬氣的同時排放光室內(nèi)部空氣，限制空氣對紫外波段的吸收，降低紫外波段的檢出限，進一步拓寬ICP光譜儀的使用范圍。
[0005]本發(fā)明包括:前光筒1、透鏡固定座2、第一密封圈3、調(diào)節(jié)基座4、螺套5、螺桿6、第二密封圈7、后鏡筒8、調(diào)節(jié)環(huán)9、第三密封圈10、彈簧11、頂銷12、鎖拇13、滑動環(huán)14、第四密封圈15、透鏡基環(huán)16、透鏡壓環(huán)18。前光筒I用于引導ICP光源，透鏡固定座2用于承載透鏡17。第一密封圈3用于實現(xiàn)安裝減震柔性接觸，調(diào)節(jié)基座4用于安裝固定調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，螺套5用于和調(diào)節(jié)基座4和螺桿6實現(xiàn)螺紋配合，螺桿6用于實現(xiàn)調(diào)節(jié)環(huán)9調(diào)節(jié)，第二密封圈7用于調(diào)節(jié)基座4和后鏡筒8兩者之間的密封，后鏡筒8用于實現(xiàn)與光室連接及消除雜散光，調(diào)節(jié)環(huán)9用于實現(xiàn)透鏡固定座2的調(diào)節(jié)和光室氣體排放，第三密封圈10用于實現(xiàn)滑動環(huán)14與后鏡筒8之間的柔性調(diào)節(jié)，彈簧11用于完成頂銷12往返運動，頂銷12用于實現(xiàn)調(diào)節(jié)環(huán)9的運動，鎖拇13用于承載彈簧11的壓力，滑動環(huán)14用于保證調(diào)節(jié)環(huán)9的柔性運動，第四密封圈15用于保證透鏡固定環(huán)2和調(diào)節(jié)環(huán)9兩者之間的密封，透鏡基環(huán)16用于調(diào)整透鏡17，透鏡壓環(huán)18用于透鏡17固定。
[0006]通過使用調(diào)節(jié)螺紋副和壓縮彈簧能夠?qū)崿F(xiàn)微動的二維調(diào)節(jié)，使透鏡處于最佳的通光位置。
[0007]本發(fā)明在實現(xiàn)二維微動調(diào)節(jié)的情況下，透鏡調(diào)節(jié)環(huán)的六個通孔能夠?qū)崿F(xiàn)光室在開始充氣階段，光室內(nèi)部空氣的排放，限制空氣對紫外波段的吸收，降低紫外波段的檢出限。后鏡筒內(nèi)部能夠消除雜散光。通過使用調(diào)節(jié)螺桿和彈簧能夠?qū)崿F(xiàn)微動的二維調(diào)節(jié)，使透鏡處于最佳的通光位置。實時監(jiān)測探測器接收探測信號值的變化，當探測器的信號達到最大時，即可認為透鏡的中心孔與入射針孔的中心等高同軸，此時中階梯光柵光譜儀的光通量實現(xiàn)最大化，保證ICP光譜儀的分析性能最優(yōu)；同時，在調(diào)節(jié)環(huán)上設(shè)計6個空氣排放孔，對分光系統(tǒng)充氬氣的同時排放光室內(nèi)部空氣，限制空氣對紫外波段的吸收，降低紫外波段的檢出限，進一步拓寬ICP光譜儀的使用范圍。
【附圖說明】
[0008]圖1以中階梯光柵為分光元件的ICP光譜儀分光系統(tǒng)示意圖。
[0009]圖2為具有二維可調(diào)功能的透射式前置光路結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
[0010]圖3為二維可調(diào)節(jié)功能前置光路結(jié)構(gòu)外觀示意圖。
[0011 ] 圖2中的標號:前光筒1、透鏡固定座2、第一密封圈3、調(diào)節(jié)基座4、螺套5、螺桿6、第二密封圈7、后鏡筒8、調(diào)節(jié)環(huán)9、第三密封圈10、彈簧11、頂銷12、鎖拇13、滑動環(huán)14、第四密封圈15、透鏡基環(huán)16、透鏡17、透鏡壓環(huán)18。
【具體實施方式】
[0012]如圖2透射式前置光路結(jié)構(gòu)剖面示意圖所示，安裝時:
[0013]第一步:通過螺紋連接將調(diào)節(jié)基座4與螺套5連接在一起，然后將螺桿6和螺套5如圖2所示通過螺紋連接在一起，將螺桿6調(diào)整在初始位置，保證螺桿6的上端面與螺套5的上端面的距離為15mm，然后將鎖拇13按圖2所示擰入調(diào)節(jié)基座4中，將彈簧11按圖2所示穿入調(diào)節(jié)基座4的孔內(nèi)，將頂銷12穿入彈簧11內(nèi)，通過彈簧11與頂銷12和鎖拇13的接觸彈力保證頂銷12的伸縮運動。
[0014]第二步:將第三密封圈裝入如圖2所示的調(diào)節(jié)環(huán)9的端面溝槽中，然后將滑動環(huán)14按圖2所示分別裝入調(diào)節(jié)環(huán)9的兩個端面溝槽中，調(diào)節(jié)環(huán)9上的6個通孔實現(xiàn)光室中氣體的排放；將第三密封圈、調(diào)節(jié)環(huán)9和滑動環(huán)14所組裝的整體結(jié)構(gòu)按圖2所示裝入調(diào)節(jié)基座4中，用手力感覺調(diào)節(jié)環(huán)14在調(diào)節(jié)基座4中的滑動狀態(tài)、受力是否均勻平穩(wěn)，否則更換彈簧11或者檢查滑動環(huán)14的端面是否光滑。
[0015]第三步:將第二密封圈如圖2所示裝入調(diào)節(jié)基座4上，將后鏡筒8與調(diào)節(jié)基座4用螺釘固定在一起。
[0016]第四步:將透鏡基環(huán)16按圖2所示放入透鏡固定座2中，然后透鏡17依次裝入，用透鏡壓環(huán)18將透鏡17與透鏡固定座2固定在一起，將第四密封圈15按圖2所示的位置裝在透鏡固定座2上面，透鏡基環(huán)16起到減震和調(diào)節(jié)尺寸作用，最后將透鏡基環(huán)16、透鏡17、透鏡固定座2、透鏡壓環(huán)18以及4密封圈的組件按圖2所示與調(diào)節(jié)基座通過螺紋連接固定在一起，此時用手感覺一下透鏡的運動是否平穩(wěn)。
[0017]第五步:將第一密封圈按圖2所示裝入前光筒I的端面溝槽中，將前光筒I與調(diào)節(jié)基座4通過螺紋連接，至此整個前置光路結(jié)構(gòu)的裝配完成。
[0018]前置光路組裝完畢之后，將前置光路與光室通過螺栓連接在一起，光源發(fā)出的光經(jīng)過前置光路的透鏡17聚焦到中階梯光柵光譜儀分光系統(tǒng)的入射針孔處，在光學系統(tǒng)內(nèi)進行光路傳輸，最后由探測器接收光電信號。通過對前置光路結(jié)構(gòu)上螺桿6的調(diào)節(jié)，實時監(jiān)測探測器DN值的變化，當探測器的信號達到最大時，即可認為透鏡17的中心孔與狹縫中心孔等高同軸，此時中階梯光柵光譜儀的光通量實現(xiàn)最大化，保證ICP光譜儀的分析性能最優(yōu)。同時，在調(diào)節(jié)環(huán)9上設(shè)計了 6個空氣排放孔，對分光系統(tǒng)充氬氣的同時排放光室內(nèi)部空氣，限制空氣對紫外波段的吸收，降低紫外波段的檢出限，進一步拓寬ICP光譜儀的使用范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于ICP光譜儀具有二維可調(diào)功能透射式前置光路結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括:前光筒、透鏡固定座、密封圈、調(diào)節(jié)基座、螺套、螺桿、后鏡筒、調(diào)節(jié)環(huán)、彈簧、頂銷、鎖拇、滑動環(huán)、透鏡基環(huán)、透鏡壓環(huán)；前光筒(I)用于引導ICP光源，透鏡固定座(2)用于承載透鏡(17);第一密封圈(3)用于實現(xiàn)安裝減震柔性接觸，調(diào)節(jié)基座(4)用于安裝固定調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，螺套(5)用于和調(diào)節(jié)基座(4)和螺桿(6)實現(xiàn)螺紋配合，螺桿(6)用于實現(xiàn)調(diào)節(jié)環(huán)(9)調(diào)節(jié)，第二密封圈(7)用于調(diào)節(jié)基座(4)和后鏡筒(8)兩者之間的密封，后鏡筒(8)用于實現(xiàn)與光室連接及消除雜散光，調(diào)節(jié)環(huán)(9)用于實現(xiàn)透鏡固定座(2)的調(diào)節(jié)和光室氣體排放，第三密封圈(10)用于實現(xiàn)滑動環(huán)(14)與后鏡筒(8)之間的柔性調(diào)節(jié)，彈簧(11)用于完成頂銷(12)往返運動，頂銷(12)用于實現(xiàn)調(diào)節(jié)環(huán)(9)的運動，鎖拇(13)用于承載彈簧(11)的壓力，滑動環(huán)(14)用于保證調(diào)節(jié)環(huán)(9)的柔性運動，第四密封圈(15)用于保證透鏡固定環(huán)(2)和調(diào)節(jié)環(huán)(9)兩者之間的密封，透鏡基環(huán)(16)用于調(diào)整透鏡(17)，透鏡壓環(huán)(18)用于透鏡(17)固定。2.用于ICP光譜儀具有二維可調(diào)功能透射式前置光路結(jié)構(gòu)，其特征在于，在調(diào)節(jié)環(huán)9上設(shè)計了 6個空氣排放孔，對分光系統(tǒng)充氬氣的同時排放光室內(nèi)部空氣，限制空氣對紫外波段的吸收，降低紫外波段的檢出限。
【專利摘要】一種用于ICP光譜儀具有二維可調(diào)功能透射式前置光路結(jié)構(gòu)，屬于ICP光譜儀分光系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。包括：前光筒、透鏡固定座、密封圈、調(diào)節(jié)基座、螺套、螺桿、后鏡筒、調(diào)節(jié)環(huán)、彈簧、頂銷、鎖拇、滑動環(huán)、透鏡基環(huán)、透鏡壓環(huán)。通過對前置透鏡的二維調(diào)節(jié)，實時監(jiān)測探測器接收探測信號值的變化，當探測器的信號達到最大時，即可認為前置透鏡的中心孔與入射針孔的中心等高同軸，此時中階梯光柵光譜儀的光通量實現(xiàn)最大化，保證ICP光譜儀的分析性能最優(yōu)；同時，在調(diào)節(jié)環(huán)上設(shè)計6個空氣排放孔，對分光系統(tǒng)充氬氣的同時排放光室內(nèi)部空氣，限制空氣對紫外波段的吸收，降低紫外波段的檢出限，進一步拓寬ICP光譜儀的使用范圍。
【IPC分類】G02B7/02, G01N21/01, G01N21/71
【公開號】CN105115960
【申請?zhí)枴緾N201510256595
【發(fā)明人】董海洋, 何淼, 趙英飛, 曹海霞, 羅建秋, 唐振山
【申請人】鋼研納克檢測技術(shù)有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年5月19日