技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種便攜式光譜儀定鏡磁懸浮支撐結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

光譜測(cè)量分析技術(shù)是當(dāng)今國內(nèi)外研究的熱門領(lǐng)域，對(duì)其研究和應(yīng)用給無損檢測(cè)帶來了一次革命。農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、收購、流通、儲(chǔ)藏和深加工中，質(zhì)量檢測(cè)已成為必不可少的技術(shù)環(huán)節(jié)，糧油品質(zhì)專用近紅外光譜儀和在線油菜種子質(zhì)量控制近紅外光譜儀在我國具有廣闊的應(yīng)用和發(fā)展空間。另外在環(huán)境礦物分析、石油化工產(chǎn)品檢驗(yàn)和藥品生產(chǎn)在線檢驗(yàn)上也同樣具有廣泛的應(yīng)用。隨著人們對(duì)環(huán)境礦物和治理污染研究的深入，需要能在現(xiàn)場(chǎng)作快速的成份分析，便攜式近紅外光譜儀正是能在這一領(lǐng)域大顯身手的儀器。

傅里葉變換紅外光譜（FT-IR; Fourier transformation infrared spectroscopy）是近幾十年來才發(fā)展起來的一種新的分析測(cè)試技術(shù)，與傳統(tǒng)的光柵型紅外光譜儀相比，傅里葉變換紅外光譜儀有以下主要優(yōu)點(diǎn)：光通量大、掃描速度快、分辨率高、波數(shù)精度高、靈敏度高和研究光譜范圍寬。作為中、高端的紅外分析儀器，F(xiàn)T-IR光譜儀已廣泛地用于石油化工、農(nóng)林、輕工、地礦、煤炭、氣象、環(huán)保、醫(yī)藥、衛(wèi)生、國防軍工、科研教學(xué)、司法鑒定、海關(guān)商檢等領(lǐng)域。

目前，從事FT-IR 光譜儀研究開發(fā)的國外廠商主要有Thermo-Nicolet(美)、Bruker(德)、Perkin-Elmer(美)、Bio-Rad(美)、Bomen(加拿大)、Shimadzu(日)、Lumex(俄羅斯)等，在技術(shù)上的創(chuàng)新和發(fā)展表現(xiàn)在：Nicolet儀器公司推出Nexus系列智能型研究級(jí)FT-IR光譜儀；Bio-Rad分析生化儀器公司推出Excalibur系列FT-IR光譜儀；Perkin-Elmer公司推出Spectrum GX 系列FT-IR光譜儀；Bruker公司推出的Tensor系列和Equinox系列光譜儀。國內(nèi)自70年代末，中科院山西煤化所從美國Digilab引進(jìn)了我國第一臺(tái)FT-IR光譜儀以來，20多年間引進(jìn)數(shù)量在快速增加，至今已超過3500臺(tái)；90年代，北京瑞利分析儀器公司引進(jìn)國外技術(shù)，也相繼組裝推出WQF300、WQF400、 WQF310、 WQF410型和 WQF-400N型等系列 FT-IR光譜儀，但存在著分析精度和速度不足的問題，且無自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種便攜式光譜儀定鏡磁懸浮支撐結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種便攜式光譜儀定鏡磁懸浮支撐結(jié)構(gòu)：包括用于設(shè)置定鏡的定鏡軸，定鏡軸的側(cè)面設(shè)有電磁鐵，電磁鐵的線圈連接功率放大器；還包括設(shè)置在定鏡軸側(cè)面的位移傳感器，位移傳感器連接位移信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，位移信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸出端和存儲(chǔ)器的信號(hào)輸出端連接誤差比較電路的信號(hào)輸入端，誤差比較電路的信號(hào)輸出端連接調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器連接功率放大器。

較佳地，包括沿定鏡軸軸向?qū)ΨQ設(shè)置的兩個(gè)電磁鐵。

較佳地，兩個(gè)電磁鐵的線圈的一端相互連通。

較佳地，兩個(gè)電磁鐵的線圈的相互連通一端同時(shí)連接電阻R的一端。

較佳地，兩個(gè)電磁鐵的線圈的另一端分別連接一個(gè)功率放大器，兩個(gè)功率放大器的另一端連接電阻R的另一端。

較佳地，位移傳感器設(shè)置在任一個(gè)電磁鐵的同一側(cè)。

本發(fā)明的有益效果在于：定鏡軸在一組電磁鐵的吸力作用下處于懸浮狀態(tài)。定鏡軸要實(shí)現(xiàn)完全懸浮，需要在五個(gè)自由度上施加控制力，即需要兩個(gè)徑向軸承和一個(gè)止轉(zhuǎn)軸承。正常情況下，定鏡軸處于中心平衡位置，兩邊的氣隙相等。當(dāng)定鏡軸在外力作用下偏離一個(gè)距離，其偏移量由位移傳感器測(cè)出，經(jīng)轉(zhuǎn)換電路后的信號(hào)電壓與位置參考電壓相比較，其誤差值送入調(diào)節(jié)器，輸出量經(jīng)放大電路，改變兩個(gè)可控電磁鐵的電磁力，從而產(chǎn)生回復(fù)力，使定鏡軸回到原平衡位置，從而保證定鏡運(yùn)動(dòng)方向的準(zhǔn)確性，并且使其真正成為無摩擦、無磨損、無需潤滑，并且壽命長，可靠性高，剛度和阻尼特性可調(diào)的定鏡支撐系統(tǒng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，

圖中：1-定鏡軸，2-電磁鐵，3-線圈，4-功率放大器，5-位移傳感器，6-位移信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，7-誤差比較電路，8-調(diào)節(jié)器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

一種便攜式光譜儀，包括定鏡和動(dòng)鏡，定鏡設(shè)置于定鏡軸1，定鏡軸1的側(cè)面設(shè)有電磁鐵2，電磁鐵2的線圈3連接功率放大器4；還包括設(shè)置在定鏡軸1側(cè)面的位移傳感器5，位移傳感器5連接位移信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，位移信號(hào)轉(zhuǎn)換電路6的信號(hào)輸出端和存儲(chǔ)器的信號(hào)輸出端連接誤差比較電路7的信號(hào)輸入端，誤差比較電路7的信號(hào)輸出端連接調(diào)節(jié)器8，調(diào)節(jié)器8連接功率放大器4。

包括沿定鏡軸1軸向?qū)ΨQ設(shè)置的兩個(gè)電磁鐵2，兩個(gè)電磁鐵2的線圈3的一端相互連通，同時(shí)連接電阻R的一端，兩個(gè)電磁鐵2的線圈3的另一端分別連接一個(gè)功率放大器4，兩個(gè)功率放大器4的另一端連接電阻R的另一端。位移傳感器5設(shè)置在任一個(gè)電磁鐵2的同一側(cè)。

定鏡軸1在一組電磁鐵2的吸力作用下處于懸浮狀態(tài)。定鏡軸1要實(shí)現(xiàn)完全懸浮，需要在五個(gè)自由度上施加控制力，即需要兩個(gè)徑向軸承和一個(gè)止轉(zhuǎn)軸承。正常情況下，定鏡軸1處于中心平衡位置，兩邊的氣隙相等。當(dāng)定鏡軸1在外力作用下偏離一個(gè)距離，其偏移量由位移傳感器5測(cè)出，經(jīng)轉(zhuǎn)換電路后的信號(hào)電壓與位置參考電壓相比較，其誤差值送入調(diào)節(jié)器8，輸出量經(jīng)放大電路，改變兩個(gè)可控電磁鐵2的電磁力，從而產(chǎn)生回復(fù)力，使定鏡軸1回到原平衡位置，從而保證定鏡運(yùn)動(dòng)方向的準(zhǔn)確性，并且使其真正成為無摩擦、無磨損、無需潤滑，并且壽命長，可靠性高，剛度和阻尼特性可調(diào)的定鏡支撐系統(tǒng)。

因此跟邁克爾遜干涉光譜儀中常用的直線軸承和面彈簧支撐相比，定鏡磁懸浮支撐系統(tǒng)應(yīng)該是比較理想的支撐系統(tǒng)。其具有直線軸承所具有的較大行程和面彈簧方案的直線運(yùn)動(dòng)精確性高之特點(diǎn)，克服了直線軸承精度較低、潤滑困難和面彈簧支撐運(yùn)動(dòng)行程較小的缺點(diǎn)。在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的傅里葉光譜儀中，雖然只有日本IMG的直線電機(jī)采用了磁懸浮支撐技術(shù)，但是根據(jù)文獻(xiàn)資料來看，最終解決高分辨率光譜儀定鏡支撐問題的方案只能是磁懸浮支撐技術(shù)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。本說明書中未作詳細(xì)描述的部分屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。