專利名稱：用于儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模塊化光度分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分析儀器，特別涉及一種用于儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的光度分 析儀。
背景技術(shù)：
化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)起著重要的作用。儀器分析及實(shí)驗(yàn)是 化學(xué)學(xué)科一門重要的基礎(chǔ)課，涉及到化學(xué)學(xué)科的各個領(lǐng)域，以及其它相關(guān)
學(xué)科，是一門綜合性強(qiáng)、涉及學(xué)科廣的教學(xué)課程，同時也是化學(xué)專業(yè)學(xué)生 今后從事各項(xiàng)工作和研究的主要工具和手段。
目前，大學(xué)教學(xué)中所使用的光度分析儀主要還是專用于實(shí)驗(yàn)室的大型 光度分析儀，如紫外-可見分光光度計(jì)和熒光分光光度計(jì)等。這種大型光 度分析儀將電源系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、信號處理與分析系統(tǒng)及分析軟件等高度 集成，其價格十分昂貴。以此作為大型光度分析儀教具， 一般只能由教師 或者助手操作，因此往往只能起到演示作用，不利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手 能力。除此之外，大型光度分析儀數(shù)字化和自動化水平很高，對學(xué)生而言 就是一個黑匣子，高深莫測，給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來不必要的畏懼感。因此， 在大學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有必要開發(fā)一些符合實(shí)驗(yàn)原理、結(jié)構(gòu)簡單、價格低 廉的實(shí)用性強(qiáng)、便于推廣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，以滿足更多的學(xué)生親自進(jìn)行儀 器分析實(shí)驗(yàn)操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模 塊化光度分析儀，它不僅結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，而且可方便地供學(xué)生親自 操作，有利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明的用于儀器分析 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模塊化光度分析儀，其特征是它包括暗箱、電源組件和置于暗箱內(nèi)的石英樣品池，以及安裝在暗箱上的熒光光電轉(zhuǎn)換模塊、紫外光光 電轉(zhuǎn)換模塊，熒光光電轉(zhuǎn)換模塊與第一信號處理與顯示組件電連接，紫外 光光電轉(zhuǎn)換^t塊與第二信號處理與顯示組件。
本發(fā)明的有益效果是，整個系統(tǒng)采用可拆裝的模塊化結(jié)構(gòu)，能方便地
供學(xué)生親自操作，有利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力；結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉， 能很好地滿足大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。


本說明書包括如下三幅附圖
圖1是本發(fā)明用于儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模塊化光度分析儀的結(jié)構(gòu)示 意圖2是本發(fā)明用于儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模塊化光度分析儀中一種激 發(fā)光源的光譜圖3是本發(fā)明用于儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模塊化光度分析儀和紫外可 見分光光度計(jì)用于水樣中不同濃度氮氧化物(NOx)測定時的信號相對強(qiáng) 度比較圖
圖中標(biāo)記及所對應(yīng)的零部件、部位名稱暗箱10、箱蓋11、石英樣 品池12、電源組件20、電源21、發(fā)光二極管22、熒光光電轉(zhuǎn)換才莫塊30、 光敏二極管31、射極跟隨器32、第一信號處理與顯示組件40、放大器41、 A/D轉(zhuǎn)換器42、顯示器43、紫外光光電轉(zhuǎn)換模塊50、光敏二極管51 、射 極跟隨器52、第二信號處理與顯示組件60、放大器61、 A/D轉(zhuǎn)換器62、 顯示器63。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
參照圖1，本發(fā)明的用于儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模塊化光度分析儀，它 包括暗箱10、電源組件20和置于暗箱10內(nèi)的石英樣品池12,以及安裝在 暗箱10上的熒光光電轉(zhuǎn)換模塊30、紫外光光電轉(zhuǎn)換模塊50，熒光光電轉(zhuǎn) 換模塊30與第一信號處理與顯示組件40電連接，紫外光光電轉(zhuǎn)換模塊50 與第二信號處理與顯示組件60。整個系統(tǒng)采用可拆裝的^^莫塊化結(jié)構(gòu)，能方便地供學(xué)生親自操作，有利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力。結(jié)構(gòu)簡單、價 格低廉，能很好地滿足大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。
參照圖1，暗箱10帶有與密閉配合的箱蓋11,以防止外界光線對測 量進(jìn)行干擾。暗箱10帶與箱蓋11可優(yōu)選地采用深色的不透光的PVC塑料 制成。所述電源組件20由電源21和與之電連接的發(fā)光二極管22構(gòu)成，發(fā) 光二極管22通過插撥構(gòu)件設(shè)置在暗箱10的內(nèi)壁上。發(fā)光二極管22作為激 發(fā)光源，對于不同的熒光體系可以選用不同波長的發(fā)光二極管(LED)。暗 箱10底坐用于支撐和固定石英樣品池12,暗箱10與箱蓋11密閉配合， 防止外界光線對測量進(jìn)行干擾。打開箱蓋11，可方便地向石英樣品池12 中注入實(shí)驗(yàn)樣品和更換發(fā)光二極管22。
參照圖1，作為一種優(yōu)選的配置方式，所述熒光光電轉(zhuǎn)換模塊30由 接受熒光的光敏二極管31和與之電連接的射極跟隨器32構(gòu)成，光敏二極 管31設(shè)置在暗箱10的內(nèi)壁上。所述第一信號處理與顯示組件40包括通過 導(dǎo)線順序電連接的放大器41、 A/D轉(zhuǎn)換器42、顯示器43。
參照圖1，作為一種優(yōu)選的配置方式，所述紫外光光電轉(zhuǎn)換模塊50 由接受透射光的光敏二極管51和與之電連接的射極跟隨器52構(gòu)成，光敏 二極管51設(shè)置在暗箱10的內(nèi)壁上。所述第二信號處理與顯示組件60包括 通過導(dǎo)線順序電連接的放大器61、 A/D轉(zhuǎn)換器62、顯示器63。
對于不同的熒光體系可以選用不同波長的LED作為激發(fā)光源。在教學(xué) 實(shí)驗(yàn)中，發(fā)光二極管22通?？蛇x用最大激發(fā)波長為420nm的藍(lán)紫色LED, 其光譜圖如圖2所示，在波長為415nm處，發(fā)光二極管的光強(qiáng)度最大，光 源的半高寬僅為20nm，符合該測量體系對光源的要求。石英樣品池12通 ?？蛇xlxlcm的石英比色皿，其透光性能好，對紫外光吸收較小，用于 盛裝被測量溶液。在焚光通道光敏二極管31前選用適當(dāng)?shù)臑V光片獲得相 應(yīng)波長的熒光信號。利用本發(fā)明模塊化光度分析儀對空氣中的二氧化氮和 曱醛進(jìn)行測量，并且與紫外-可見分光光度計(jì)和熒光分光光度計(jì)的實(shí)驗(yàn)結(jié) 果進(jìn)行比較，得到令人滿意的效果。同時實(shí)現(xiàn)了紫外-可見分光光度和熒 光光度的測定。另外，利用本發(fā)明模塊化光度分析儀對自來水溶液中的氯 離子進(jìn)行測定，并且與離子計(jì)的測量結(jié)果進(jìn)行比較，同樣地得到了令人滿 意的結(jié)果。通過比較本發(fā)明用于儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模塊化光度分析儀與紫外-可見分光光度計(jì)、離子計(jì)的測量結(jié)果得出紫外-可見分光光度計(jì)和 離子計(jì)的靈敏度僅高于本發(fā)明模塊化光度分析儀靈敏度的5%,證明本發(fā) 明達(dá)到了分析儀器的精度的要求。該模塊化光度分析儀完全可以推廣用于 高校儀器分析實(shí)驗(yàn)，從而使大學(xué)學(xué)生有了很好的學(xué)習(xí)和使用儀器的機(jī)會。
分別利用本發(fā)明模塊化光度分析儀的紫外檢測通道和焚光檢測通道 應(yīng)用于水樣中氮氧化物(Nox)和維生素B2的測定，并將其分別與紫外可 見分光光度計(jì)和熒光分析儀對兩種樣品的測定結(jié)果進(jìn)行了比較。圖3是本 發(fā)明模塊化光度分析儀和紫外可見分光光度計(jì)用于水樣中不同濃度氮氧 化物(NOx)測定時的信號相對強(qiáng)度比較圖。結(jié)果表明，該模塊化光度分 析儀的靈敏度達(dá)到了紫外可見分光光度計(jì)的90%。對于熒光檢測來說，其 靈敏度也約熒光分析儀的90%。因此，本模塊化光度分析儀完全可以用于 儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的光學(xué)分析實(shí)驗(yàn)。
本發(fā)明從儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的特點(diǎn)入手，找出儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué) 環(huán)節(jié)的規(guī)律和學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的切入點(diǎn)，將原有的儀器分析實(shí)驗(yàn)冷的儀器外 殼、生硬的操作程序，使許多學(xué)生望而生畏，難于學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)，改為全開 放、小型化、模塊式自組裝的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?。整個模塊化、集成式分析儀器將 儀器的原理、主要組成部分分別用模塊化的形式完全開放給學(xué)生，并通過 學(xué)生自己組裝儀器，使得學(xué)生不僅全面掌握理論基礎(chǔ)知識，還充分發(fā)揮學(xué) 生的能動性，極大地提高他們的實(shí)驗(yàn)技能，并且配合了高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革 的進(jìn)程，增加了學(xué)生實(shí)踐動手的能力。
權(quán)利要求
1.用于儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模塊化光度分析儀，其特征是它包括暗箱(10)、電源組件(20)和置于暗箱(10)內(nèi)的石英樣品池(12)，以及安裝在暗箱(10)上的熒光光電轉(zhuǎn)換模塊(30)、紫外光光電轉(zhuǎn)換模塊(50)，熒光光電轉(zhuǎn)換模塊(30)與第一信號處理與顯示組件(40)電連接，紫外光光電轉(zhuǎn)換模塊(50)與第二信號處理與顯示組件(60)。
2. 如權(quán)利要求1所述用于儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模塊化光度分析儀， 其特征是所述電源組件(20)電連接的電源(21)、發(fā)光二極管(22) 構(gòu)成，發(fā)光二極管(22)通過插撥構(gòu)件設(shè)置在暗箱(10)的內(nèi)壁上。
3. 如權(quán)利要求1所述用于儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模塊化光度分析儀， 其特征是所述熒光光電轉(zhuǎn)換模塊(30)由接受熒光的光敏二極管(31) 和與之電連接的射極跟隨器(32 )構(gòu)成，光敏二極管(31)設(shè)置在暗箱(10 ) 的內(nèi)壁上。
4. 如權(quán)利要求3所述用于儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模塊化光度分析儀， 其特征是所述第一信號處理與顯示組件(40)包括通過導(dǎo)線順序電連接 的放大器(41)、 A/D轉(zhuǎn)換器(42)、顯示器(43)。
5. 如權(quán)利要求1所述用于儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模塊化光度分析儀， 其特征是所述紫外光光電轉(zhuǎn)換模塊(50 )由接受透射光的光敏二極管(51) 和與之電連接的射極跟隨器(52 )構(gòu)成，光敏二極管(51)設(shè)置在暗箱(10 ) 的內(nèi)壁上。
6. 如權(quán)利要求5所述用于儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模塊化光度分析儀， 其特征是所述第二信號處理與顯示組件(60)包括通過導(dǎo)線順序電連接 的放大器(61)、 A/D轉(zhuǎn)換器(62)、顯示器(M)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模塊化光度分析儀，具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的特點(diǎn)，而且可方便地供學(xué)生親自操作，有利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力。它包括暗箱(10)、電源組件(20)和置于暗箱(10)內(nèi)的石英樣品池(12)，以及安裝在暗箱(10)上的熒光光電轉(zhuǎn)換模塊(30)、紫外光光電轉(zhuǎn)換模塊(50)，熒光光電轉(zhuǎn)換模塊(30)與第一信號處理與顯示組件(40)電連接，紫外光光電轉(zhuǎn)換模塊(50)與第二信號處理與顯示組件(60)。本發(fā)明主要用于儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過全開放、小型化、模塊式自組裝的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，使得學(xué)生不僅全面掌握理論基礎(chǔ)知識，還充分發(fā)揮學(xué)生的能動性，極大地提高他們的實(shí)驗(yàn)技能。
文檔編號G09B5/00GK101408500SQ20071005019
公開日2009年4月15日 申請日期2007年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月10日
發(fā)明者周在德, 楊秀培, 丹 肖, 袁紅雁, 華 陳 申請人:四川大學(xué)