專利名稱：智能光柵單色儀的波長(zhǎng)校正裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于波長(zhǎng)自動(dòng)校正裝置及方法，特別涉及的是智能光柵單色儀的波長(zhǎng)校正裝置及其方法。
光柵單色儀(又稱分光儀)隨著室溫的變化，由于材料的熱脹冷縮等特性，出射光波長(zhǎng)的峰值位置會(huì)發(fā)生變化。常常會(huì)發(fā)生下列現(xiàn)象操作者要求單色儀的出射光波長(zhǎng)為λ。輸入了λ值，但是單色儀實(shí)際出射光波長(zhǎng)值通常不是λ，出射光波長(zhǎng)總與λ值相差0.1-幾個(gè)A(埃)。只有當(dāng)單色儀的輸入值為校正波長(zhǎng)λ1時(shí)，單色儀的出射光波長(zhǎng)才為λ。我們通常稱λ與λ1的差值Δλ為波長(zhǎng)飄移，它不是常數(shù)，隨室溫等因素的變化而變化。目前，國(guó)內(nèi)外的光學(xué)儀器廠(公司)解決這一問(wèn)題的辦法是采用局部恒溫技術(shù)即在光柵單色儀的外圍做一個(gè)夾層，加熱夾層中的氣體，使整個(gè)單色儀的溫度恒定在35-38℃之間的某一溫度點(diǎn)。
加熱器受溫度控制器控制，溫度控制器設(shè)定在35-38℃范圍中的某一恒定溫度值(±0.1℃)。夾層中循環(huán)氣體的溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，加熱器停止工作。如果夾層中氣體溫度低于設(shè)定值，加熱器及風(fēng)扇開始工作，加熱夾層中氣體，并使它在夾層內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。局部恒溫系統(tǒng)在以上狀態(tài)下工作6-8小時(shí)后，光柵光譜儀內(nèi)的溫度才能較均勻地恒定在設(shè)定的溫度值。當(dāng)溫度恒定后，計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的出射光波長(zhǎng)值λ(I)，控制光柵驅(qū)動(dòng)器的控制系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)單色儀內(nèi)的光柵，使波長(zhǎng)為λ(I)的出射光依次通過(guò)出射狹縫。該系統(tǒng)用恒定整個(gè)單色儀溫度的辦法，來(lái)消除溫度對(duì)光柵單色儀出射光波長(zhǎng)的影響，或簡(jiǎn)稱為消除″波長(zhǎng)飄移″。例如，美國(guó)PERKIN-ELMER公司1994年10月在北京展出該公司生產(chǎn)的最新產(chǎn)品Optima 3000 ICP Emission Spectrometer電感耦合等離子體光量計(jì)上以及美國(guó)Thermo Jarrell Ash公司生產(chǎn)的最新產(chǎn)品TraceScan掃描式ICP光量計(jì)上都采用了″局部恒溫系統(tǒng)″。

圖1給出Optima3000上所使用的局部恒溫系統(tǒng)示意圖。圖中1-Heater—加熱器2-Blower—風(fēng)扇 3-Optics—光學(xué)系統(tǒng)4-Air Plenum—強(qiáng)制循環(huán)空氣 5-Insulation—絕熱層目前使用的局部恒溫系統(tǒng)有以下不足之處1.使用儀器前的預(yù)熱時(shí)間太長(zhǎng)(6-8小時(shí))。對(duì)于研究單位和大專院校來(lái)說(shuō)，單色儀每次的實(shí)際使用時(shí)間經(jīng)常較短。長(zhǎng)時(shí)間的預(yù)熱給使用帶來(lái)不便。有時(shí)使用時(shí)間儀十幾分鐘，但預(yù)熱需8小時(shí)。
2.使用若干年后，即使有局部恒溫系統(tǒng)，單色儀的出射光仍會(huì)產(chǎn)生微小的″波長(zhǎng)飄移″。需要重新調(diào)節(jié)光路來(lái)進(jìn)行校正，很不方便。
3.因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)飄移Δλ是波長(zhǎng)λ的函數(shù)，光柵單色儀的使用波長(zhǎng)范圍一般為170-900nm左右，所以當(dāng)出射光波長(zhǎng)變化時(shí)，即使加上局部恒溫系統(tǒng)，也會(huì)出現(xiàn)″波長(zhǎng)漂移″。
本發(fā)明的目的是甩掉傳統(tǒng)的、原始的局部恒溫系統(tǒng)，找出出射光波長(zhǎng)λ(I)、溫度T、波長(zhǎng)飄移Δλ(I)三個(gè)變量間的變化規(guī)律，并制定溫度T與波長(zhǎng)飄移Δλ之間的函數(shù)關(guān)系，以及光柵單色儀出射光波長(zhǎng)值λ與單色儀出射光波長(zhǎng)飄移值Δλ之間的函數(shù)關(guān)系，編制成計(jì)算機(jī)程序，裝在計(jì)算機(jī)內(nèi)，制成一種能準(zhǔn)確地自動(dòng)校正出射光波長(zhǎng)值變化的智能光柵單色儀裝置。
本發(fā)明的另一目的是應(yīng)用智能光柵單色儀的波長(zhǎng)校正裝置提供全自動(dòng)波長(zhǎng)校正方法或半自動(dòng)波長(zhǎng)校正方法。
本發(fā)明的內(nèi)容要點(diǎn)是發(fā)明人通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了光柵單色儀溫度與波長(zhǎng)飄移間的變化規(guī)律以及波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移間的變化規(guī)律，并以圖形和多項(xiàng)式的形式表達(dá)了它們間的函數(shù)關(guān)系。發(fā)明人將所發(fā)現(xiàn)的溫度、波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移間的規(guī)律性應(yīng)用于解決光柵單色儀的波長(zhǎng)飄移問(wèn)題，得到了滿意結(jié)果。可以甩掉傳統(tǒng)的局部恒溫系統(tǒng)。
本發(fā)明的內(nèi)容是這樣實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)一種智能光柵單色儀的波長(zhǎng)校正裝置，主要由下列部件組成A.用于分光的光柵單色儀(又稱分光儀)B.測(cè)光系統(tǒng)，包括檢測(cè)器和光電轉(zhuǎn)換裝置；C.驅(qū)動(dòng)光柵旋轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng)；D.CPU主機(jī)及顯示器；
E.鍵盤；F.打印機(jī)；G.在單色儀腔內(nèi)裝有可以采集溫度信號(hào)T的溫度傳感器，溫度信號(hào)T通過(guò)與裝置中裝設(shè)的數(shù)顯溫度計(jì)、A/D變換器和計(jì)算機(jī)接口，輸入到CPU主機(jī)上，溫度傳感器、數(shù)顯溫度計(jì)、A/D變換器、計(jì)算機(jī)接口、CPU主機(jī)它們之間通過(guò)導(dǎo)線電連接；H.CPU主機(jī)內(nèi)裝有單色儀對(duì)輸入的出射光波長(zhǎng)λ(I)進(jìn)行波長(zhǎng)校正的程序a，根據(jù)出射光波長(zhǎng)λ(I)、溫度T、波長(zhǎng)飄移Δλ(I)三個(gè)變量間的變化規(guī)律，即光柵單色儀的出射光波長(zhǎng)飄移值隨出射光波長(zhǎng)的增加而減小，隨溫度升高而增大的關(guān)系，制定了程序中的函數(shù)關(guān)系式可以是①溫度T與波長(zhǎng)飄移Δλ間的函數(shù)關(guān)系可以用M階多項(xiàng)式來(lái)近似Δλ＝α0＋α1T＋α2T2＋……＋αMTM其中系數(shù)可以通過(guò)以下方程聯(lián)立解出 其中Σm=Σn=1NTnm]]>(m＝0－(M＋M))ΣΔλm=Σn=1NΔλnTnm]]>(N為測(cè)量次數(shù))②波長(zhǎng)λ與波長(zhǎng)飄移Δλ間的函數(shù)關(guān)系可以用M階多項(xiàng)式來(lái)逼近Δλ＝α0＋α1λ＋α2λ2＋……＋AMλM
其中系數(shù)可以通過(guò)以下方程聯(lián)立解出 其中Σm=Σn=1Nλnm]]>(m＝0－(M＋M))ΣΔλm=Σn=1NΔλnλnm]]>(N為測(cè)量次數(shù))b.根據(jù)出射光波長(zhǎng)λ(I)、室溫T、波長(zhǎng)飄移Δλ(I)三個(gè)變量間的變化規(guī)律確定了出射光波長(zhǎng)飄移值Δλ(I)是波長(zhǎng)變化對(duì)波長(zhǎng)飄移的貢獻(xiàn)Δλ1(I)與溫度變化對(duì)波長(zhǎng)飄移的貢獻(xiàn)D之和。即Δλ(I)＝Δλ1(I)＋Dc.根據(jù)輸入的出射光波長(zhǎng)與校正波長(zhǎng)間相差一個(gè)波長(zhǎng)飄移的關(guān)系確定波長(zhǎng)校正值。即λ1(I)＝λ(I)＋Δλ(I)d.CPU主機(jī)將輸入的出射光波長(zhǎng)λ(I)進(jìn)行波長(zhǎng)校正程序運(yùn)算，并將運(yùn)算出的校正波長(zhǎng)λ1(I)值輸給驅(qū)動(dòng)光柵旋轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng)，使波長(zhǎng)為λ(I)的出射光經(jīng)光柵單色儀的出射狹縫順序射出，通過(guò)測(cè)光系統(tǒng)將波長(zhǎng)λ(I)、校正波長(zhǎng)λ1(I)、光強(qiáng)以及譜圖輸給顯示器和打印機(jī)。
上述智能光柵單色儀的波長(zhǎng)校正裝置的溫度T和波長(zhǎng)飄移ΔλT之間的函數(shù)關(guān)系式可以是ΔλT＝α0＋α1T＋α2T2……(1)以及波長(zhǎng)λ和波長(zhǎng)飄移Δλ之間的函數(shù)關(guān)系式是Δλ1＝α0＋α1λ＋α2λ2……(2)(1)式和(2)式中的系數(shù)α0、α1和α2都按以下公式計(jì)算α0={(ΣΔλ0)-(Σ1)[A0/A3-A11(A2-A0)/(A3(A12-]]>A11))]-(∑2)(A2－A0)/(A12－A11)}/(∑0)……(3)α1＝A0/A3－A11(A2－A0)/A3(A12－A11)……(4)α2＝(A2－A0)/(A12－A11)……(5)其中A0=(Σ1)(ΣΔλ0)-(Σ0)(ΣΔλ1)]]>A11＝(∑2)(∑1)－(∑0)(∑3)A12＝[(∑2)(∑3)－(∑1)(∑4)][(∑1)2－(∑0)(∑2)]/[(∑2)2－(∑1)(∑3)]A2={[(ΣΔλ1)(Σ2)-(ΣΔλ2)(Σ1)][(Σ1)2-]]>(∑0)(∑2)]}/[(∑2)2－(∑1)(∑3)]A3＝(∑1)2－(∑0)(∑2)其中，對(duì)(1)式Σm=Σn=1NTn]]>(m＝0-4)ΣΔλm=Σn=1NΔλTnTnm]]>(N為測(cè)量次數(shù))對(duì)(2)式Σm=Σn=1Nλn(m=0-4)]]>ΣΔλm=Σn=1NΔλlnλnm]]>(N為測(cè)量次數(shù))以上述公式為基礎(chǔ)編制了程序流程圖，如圖5所不。
裝置各部分是通過(guò)以下運(yùn)行過(guò)程來(lái)完成波長(zhǎng)校正功能的首先，操作者通過(guò)鍵盤輸入所要求的I個(gè)出射光波長(zhǎng)值λ(I)及停留時(shí)間t(I)，當(dāng)光源的光通過(guò)單色儀的入射狹縫，照在光柵上后，運(yùn)行波長(zhǎng)校正程序；同時(shí)溫度傳感器將采集到的溫度信號(hào)T，通過(guò)數(shù)顯溫度計(jì)、A／D轉(zhuǎn)換線路及計(jì)算機(jī)的接口線路輸入到CPU，計(jì)算機(jī)波長(zhǎng)校正程序利用輸入的出射光波長(zhǎng)值λ(I)，每束出射光的出射時(shí)間t(I)以及溫度信號(hào)T值，或利用溫度與波長(zhǎng)飄移的函數(shù)關(guān)系式(1)，或?qū)δ骋粭l特征線描跡，以及出射光波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移間的函數(shù)關(guān)系式(2)，求出λ(I)所對(duì)應(yīng)的校正波長(zhǎng)λ1(I)值。CPU將校正波長(zhǎng)λ1(I)值輸給驅(qū)動(dòng)光柵旋轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng)，使光柵在λ(I)的每個(gè)位置上分別停留t(I)時(shí)間，而光柵單色儀的出射狹縫上則順序射出I個(gè)波長(zhǎng)分別為λ(I)的出射光，每條出射光的射出時(shí)間分別為t(I)。測(cè)光系統(tǒng)在每束出射光從出射狹縫射出時(shí)，同步接收各束光信號(hào)，并通過(guò)光電檢測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，最后將每束出射光的波長(zhǎng)信號(hào)、光強(qiáng)大小以及譜圖形狀等信息顯示在顯示器上，或者由打印機(jī)輸出。
應(yīng)用智能光柵單色儀的波長(zhǎng)校正裝置測(cè)定出射光波長(zhǎng)λ(I)的校正波長(zhǎng)λ1(I)，該裝置的CPU主機(jī)將出射光波長(zhǎng)值λ(I)的校正波長(zhǎng)λ1(I)值傳送給驅(qū)動(dòng)光柵旋轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng)，控制光柵旋轉(zhuǎn)，在I個(gè)位置停留t(I)秒，使波長(zhǎng)為λ(I)的I個(gè)出射光依次通過(guò)出射狹縫，通過(guò)測(cè)光系統(tǒng)將λ(I)、λ1(I)、光強(qiáng)以及譜圖輸給顯示器和打印機(jī)，其λ1(I)值是該裝置運(yùn)行全自動(dòng)波長(zhǎng)校正方法(A)取得的。
校正方法的步驟如下A，通過(guò)鍵盤輸入所要求的I個(gè)出射光波長(zhǎng)值λ(I)及停留時(shí)間t(I)；
B.通過(guò)溫度傳感器讀取穩(wěn)定的溫度信號(hào)T，該信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)顯溫度計(jì)，再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換線路及計(jì)算機(jī)接口線路，將T信號(hào)輸入CPU；C.利用溫度與波長(zhǎng)飄移間的函數(shù)關(guān)系式(1)，求出任意一波長(zhǎng)W，溫度T時(shí)所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)飄移ΔλT值；D.求出溫度變化對(duì)波長(zhǎng)飄移的貢獻(xiàn)值D根據(jù)W值，利用波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移的函數(shù)關(guān)系式(2)，可以求出W波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)飄移Δλ1w，則D＝ΔλT－Δλ1w；E.根據(jù)輸入的λ(I)值，利用波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移間的函數(shù)關(guān)系式(2)，求出λ(I)值對(duì)應(yīng)的Δλ1(I)，Δλ1(I)代表了波長(zhǎng)變化對(duì)波長(zhǎng)的貢獻(xiàn)，波長(zhǎng)飄移Δλ(I)＝Δλ1(I)＋D，由此得到校正波長(zhǎng)λ1(I)＝λ(I)＋Δλ(I)；應(yīng)用智能光柵單色儀的波長(zhǎng)校正裝置，測(cè)定出射光波長(zhǎng)λ(I)的校正波長(zhǎng)λ1(I)，該裝置的CPU主機(jī)將出射光波長(zhǎng)值λ(I)的校正波長(zhǎng)λ1(I)值傳送給驅(qū)動(dòng)光柵旋轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng)，控制光柵旋轉(zhuǎn)，在I個(gè)位置停留t(I)秒，使波長(zhǎng)為λ(I)的I個(gè)出射光依次通過(guò)出射狹縫，通過(guò)測(cè)光系統(tǒng)將λ(I)、λ1(I)、光強(qiáng)以及譜圖輸給顯示器和打印機(jī)，其λ1(I)值是通過(guò)該裝置運(yùn)行半自動(dòng)波長(zhǎng)校正方法(S)取得的，校正方法的步驟如下A.通過(guò)鍵盤輸入所要求的I個(gè)出射光波長(zhǎng)值λ(I)及停留時(shí)間t(I)值；B.計(jì)算機(jī)將對(duì)波長(zhǎng)為λ(1)的特征譜線描跡，求出其峰值波長(zhǎng)為λx1以及Δλx1＝λx1－λ(1)；C.求出溫度變化對(duì)波長(zhǎng)飄移的貢獻(xiàn)值D計(jì)算機(jī)根據(jù)λx1值，利用波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移間函數(shù)關(guān)系式(2)，求出λx1對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)飄移Δλx1，則D＝(λx1-λ(1))-Δλx1；D.利用波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移間的函數(shù)關(guān)系式(2)，求出操作者所輸入的λ(I)值所對(duì)應(yīng)的Δλ1(I)值，進(jìn)而求出波長(zhǎng)飄移Δλ(I)＝Δλ1(I)＋D值，最后求出校正波長(zhǎng)λ1(I)＝λ(I)＋Δλ(I)。
本發(fā)明的效果
1.本發(fā)明通過(guò)對(duì)光柵光學(xué)性質(zhì)的深入研究，找出了影響單色儀出射光波長(zhǎng)值準(zhǔn)確性的各因素的本質(zhì)函數(shù)關(guān)系，并根據(jù)函數(shù)關(guān)系設(shè)計(jì)了智能光柵單色儀波長(zhǎng)校正裝置，因此本發(fā)明能有效地校正由于波長(zhǎng)的變化、溫度的變化以及單色儀的系統(tǒng)誤差對(duì)光柵單色儀出射光波長(zhǎng)值的影響，校正以上因素所造成的″波長(zhǎng)漂移″?？梢栽谌庾V范圍內(nèi)，準(zhǔn)確地給出單色儀出射光的波長(zhǎng)值。
2.″局部恒溫″需要8小時(shí)的恒溫預(yù)熱時(shí)間，而本裝置只需15秒預(yù)熱后就可得出準(zhǔn)確出射光波長(zhǎng)值，大大提高了工作效率。
3.與傳統(tǒng)的局部恒溫系統(tǒng)相比，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、校正準(zhǔn)確、快速、安全的特點(diǎn)。
4.″局部恒溫″只能克服溫度對(duì)單色儀出射光波長(zhǎng)的影響，本裝置不但可以校正溫度的影響，還可以校正波長(zhǎng)變化以及單色儀的各種系統(tǒng)誤差對(duì)出射光波長(zhǎng)的影響，因此使誤差率降到±0.05以下。
圖1.美國(guó)P-E公司Optima 3000上所用的局部恒溫系統(tǒng)示意2.智能光柵單色儀的波長(zhǎng)校正裝置結(jié)構(gòu)方框3.美國(guó)Spex 1702/04光柵單色儀波長(zhǎng)W為4358.33A時(shí)的溫度T與波長(zhǎng)飄移Δλ之間的關(guān)系曲線圖4.美國(guó)Spex 1702/04光柵單色儀溫度為23.1℃時(shí)的波長(zhǎng)飄移Δλ與波長(zhǎng)λ之間的關(guān)系曲線圖5智能光柵單色儀波長(zhǎng)校正裝置流程圖以下通過(guò)實(shí)施例以及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步介紹實(shí)施例1.本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)方框圖如圖2所示，商售的掃描式單色儀可以包括以下部分光柵單色儀、測(cè)光系統(tǒng)、步進(jìn)馬達(dá)控制系統(tǒng)、CPU主機(jī)及VGA顯示器、鍵盤和打印機(jī)，本發(fā)明是在這個(gè)基礎(chǔ)上，在單色儀腔內(nèi)，裝了溫度傳感器，這套裝置中，還新裝了用以顯示溫度值的數(shù)顯溫度計(jì)，A/D變換器和計(jì)算機(jī)接口。這些器件之間通過(guò)導(dǎo)線電連接后，經(jīng)計(jì)算機(jī)接口，接到CPU主機(jī)上，但去除了局部恒溫系統(tǒng)。同時(shí)將本發(fā)明研究出的λ、T及Δλ之間的函數(shù)關(guān)系式編制成計(jì)算機(jī)程序，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)。為此，首先要求出這些函數(shù)關(guān)系式中的系數(shù)。本例以美國(guó)Spex 1702/04光柵單色儀為例，先求該儀器溫度與波長(zhǎng)飄移函數(shù)關(guān)系式(1)中的系數(shù)α0、α1和α2。以汞燈為單色儀的光源，選擇Hg 4358.33A為測(cè)量譜線。表2中給出13個(gè)溫度點(diǎn)的T值，以及在這13個(gè)溫度點(diǎn)下對(duì)Hg4358.33A線描跡所測(cè)得的譜線峰值位置λ1p，以及所求出的波長(zhǎng)飄移ΔλT值。根據(jù)表2中的T和ΔλT值，利用(3)，(4)，(5)式，可以求出Spex 1702/04光柵單色儀溫度與波長(zhǎng)飄移函數(shù)關(guān)系式(1)中的系數(shù)為α0＝-7.518α1＝0.572α2＝-0.01因此，Spex 1702/04光柵單色儀的溫度與波長(zhǎng)飄移間的函數(shù)關(guān)系式為ΔλT＝-7.518＋0.572T－0.01T2……(6)為了求出Spex 1702/04光柵單色儀波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移函數(shù)關(guān)系式(2)中的系數(shù)α0、α1和α2，首先在Spex 1702/04光柵單色儀使用的波長(zhǎng)范圍內(nèi)選擇13條譜線，它們的波長(zhǎng)在表3中以λ表示，然后在溫度為23.1℃時(shí)對(duì)這13條譜線進(jìn)行譜線描跡，找出峰值位置，表3中以λ1P表示，則求出波長(zhǎng)飄移Δλ1＝λ1P-λ。根據(jù)表3中的λ和Δλ1值，利用(3)、(4)、(5)式，可以求出Spex 1702/04光柵單色儀的波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移函數(shù)關(guān)系式(2)中的系數(shù)為α0＝1.454α1＝-3.111×10-4α2＝1.079×10-8因此，對(duì)Spex 1702/04光柵單色儀波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移間的函數(shù)關(guān)系式為Δλ1＝1.454－3.111×10-4λ＋1.079×10-8λ2……(7)圖3、圖4是(6)式和(7)式的圖形表示式。得到了Spex 1702/04光柵單色儀的溫度與波長(zhǎng)飄移函數(shù)關(guān)系式(6)，以及波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移的函數(shù)關(guān)系式(7)以后，可以根據(jù)圖5所給出的流程圖編程，存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)內(nèi)。λ、T及Δλ三個(gè)參數(shù)的函數(shù)關(guān)系，通過(guò)圖3、圖4進(jìn)一步公開。圖3為任一固定波長(zhǎng)時(shí)的波長(zhǎng)飄移Δλ與溫度T之間的關(guān)系曲線。本例的波長(zhǎng)為4358.33。圖4是溫度為23.1℃時(shí)波長(zhǎng)飄移Δλ與波長(zhǎng)λ之間的關(guān)系曲線。
工作時(shí)，溫度傳感器將采集到的瞬時(shí)溫度信號(hào)經(jīng)過(guò)A/ID變換器及計(jì)算機(jī)接口線路，輸入計(jì)算機(jī)。同時(shí)數(shù)顯溫度計(jì)顯示出當(dāng)前溫度值。計(jì)算機(jī)接收了輸入的溫度信號(hào)T，以及操作者通過(guò)鍵盤輸入的出射光波長(zhǎng)值λ和停留時(shí)間t后，利用λ、T和Δλ之間的函數(shù)關(guān)系式(6)、(7)，進(jìn)行程序運(yùn)算，對(duì)λ波長(zhǎng)值進(jìn)行修正，求出λ值的修正值λ1，為了求λ1值，程序首先要求出溫度變化對(duì)波長(zhǎng)飄移的貢獻(xiàn)值D，求D值有兩種方法方法一，即全自動(dòng)波長(zhǎng)校正方法利用輸入給CPU的溫度值T和T-Δλ的函數(shù)關(guān)系式(6)，對(duì)任意波長(zhǎng)W，求出溫度T所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)飄移ΔλT，同時(shí)利用λ-Δλ關(guān)系式(7)，求出波長(zhǎng)W所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)飄移Δλ1w，則D值等于ΔλT-Δλ1w。方法二為半自動(dòng)波長(zhǎng)校正方法首先對(duì)某一條波長(zhǎng)為λ(1)的譜線進(jìn)行譜線描跡，求出峰值位置λx1，再利用λ-Δλ的關(guān)系式(7)求出λ(1)所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)飄移Δλ11，則D值等于λx1-λ(1)-Δλ11。求出溫度變化對(duì)波長(zhǎng)飄移的貢獻(xiàn)值D后，程序還要再計(jì)算出波長(zhǎng)變化對(duì)波長(zhǎng)飄移的貢獻(xiàn)值Δλ1，利用λ-Δλ的關(guān)系式(7)，求出λ值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)飄移Δλ1。則總的波長(zhǎng)飄移Δλ＝Δλ1＋D，而校正波長(zhǎng)λ1＝λ＋Δλ。計(jì)算出校正波長(zhǎng)λ1后，計(jì)算機(jī)根據(jù)λ1值驅(qū)動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)的控制系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)單色儀內(nèi)的光柵，使單色儀的出射光準(zhǔn)確地為λ值，出射時(shí)間為t。同時(shí)，測(cè)光系統(tǒng)將出射光的波長(zhǎng)、強(qiáng)度及譜圖顯示在顯示器上或打印機(jī)打出。任何光柵單色儀，安裝本裝置后，接通電源15秒預(yù)熱后，即能給出單色儀所有出射光的準(zhǔn)確波長(zhǎng)值。以美國(guó)Spex 1702/04光柵單色儀為例在光路調(diào)節(jié)幾個(gè)月后，該單色儀在未安裝本發(fā)明裝置以前，出射狹縫給出的譜線峰值位置值與譜線的標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)之差，即波長(zhǎng)飄移可以大到1.5A，使用本發(fā)明后，差值可以不大于±0.05。請(qǐng)參看表1所給出的數(shù)據(jù)。
實(shí)施例2.應(yīng)用本發(fā)明智能光柵單色儀的波長(zhǎng)校正裝置可以用兩種方法獲得波長(zhǎng)λ值的修正值λ1。兩種方法的流程圖見圖5。
本發(fā)明曾用于掃描型電感耦合等離子體光量計(jì)(Sequential InductivelyCoupled Plasma Spectrometer)，使用效果請(qǐng)參看表1表1 光譜線的描跡峰值位置與校正波長(zhǎng)值的比較T＝28.2℃
該表給出8條光譜線的波長(zhǎng)校正后的結(jié)果。λ為譜線的標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)，即操作者的輸入波長(zhǎng)。λ1P為不使用局部恒溫時(shí)，掃描譜線輪廓所得的蜂值位置，即單色儀實(shí)際上只有在輸入λ1P值時(shí)，出射光波長(zhǎng)才可能是λ值。λ1為使用本發(fā)明后，計(jì)算機(jī)計(jì)算出的校正波長(zhǎng)。λ1P-λ是波長(zhǎng)為λ的實(shí)際波長(zhǎng)飄移；Δλ＝λ1-λ為計(jì)算出的該譜線的波長(zhǎng)飄移值；λ1-λ1P為波長(zhǎng)飄移的計(jì)算值與實(shí)際測(cè)量值之間的差值。
應(yīng)用下例對(duì)兩種校正方法作進(jìn)一步介紹。
其一是單色儀的全自動(dòng)波長(zhǎng)校正方法。以表1中8條元素光譜線為例首先，操作者通過(guò)鍵盤輸入所要求的8個(gè)(I＝8)出射光波長(zhǎng)值λ(I)(λ＝2599.40，2795.53，……，4307.91)以及每條出射光的仃留時(shí)間t(I)，此處t(I)＝2秒；通過(guò)人機(jī)對(duì)話，屏幕將顯示，″是否使用波長(zhǎng)校正系統(tǒng)？″的問(wèn)話，鍵入″N″或"表示不使用，CPU將輸入的λ(I)值直接傳送給步進(jìn)馬達(dá)控制器。如果鍵入″Y″或″y″屏幕將顯不問(wèn)話，是用全自動(dòng)校正(A)還是用半自動(dòng)校正(S)？如果鍵入(A)則啟動(dòng)計(jì)算機(jī)的全自動(dòng)波長(zhǎng)校正程序。一旦選擇了全自動(dòng)校正方式，計(jì)算機(jī)開始讀入溫度信號(hào)T值，假定T＝28.2℃，如果三次采集的溫度值相同，計(jì)算機(jī)利用讀入的T值(28.2℃)和λ(I)值(2599.40，2795.53，……，4307.91)進(jìn)行程序運(yùn)算。首先根據(jù)T值(假定T＝28.2℃)，利用溫度與波長(zhǎng)飄移的函數(shù)關(guān)系式(6)，求出T＝28.2℃時(shí)相應(yīng)的ΔλT值為0.56。然后，根據(jù)W＝4358.33，ΔλT＝0.56，求出溫度變化對(duì)波長(zhǎng)飄移的貢獻(xiàn)值D。因?yàn)棣?Δλ曲線隨溫度的變化會(huì)上下平移。利用已求出的美國(guó)Spex 1702/04光柵單色儀的波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移函數(shù)關(guān)系式(7)，由已知的波長(zhǎng)W值等于4358.33(W即(7)式中的λ)，可以求出W所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)飄移值Δλ1w為0.31，由此推出溫度變化對(duì)波長(zhǎng)飄移的貢獻(xiàn)值D等于ΔλT－Δλ1w為0.25，然后，根據(jù)輸入的λ(I)(λ分別為2599，40.2795.53，……，4307，91)，再利用Spex1702/04光柵單色儀的波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移的函數(shù)關(guān)系式(7)，求出λ(I)所對(duì)應(yīng)的Δλ1(I)，而波長(zhǎng)飄移Δλ(I)等于Δλ1(I)＋D分別為0.89，0.85……，0.61，從而求出λ1(I)的值為2600.29，2796，38、……，4308.52。計(jì)算機(jī)將λ1(I)值傳送給光柵的步進(jìn)馬達(dá)控制系統(tǒng)，使光柵旋轉(zhuǎn)，波長(zhǎng)為λ(I)的8個(gè)出射光依次通過(guò)出射狹縫。每條出射光在出射狹縫上出射2秒鐘。測(cè)光系統(tǒng)同步采集每束出射光的光強(qiáng)信號(hào)、波長(zhǎng)信號(hào)以及光譜圖形信號(hào)，并將這些信息通過(guò)顯示器和打印機(jī)顯示出來(lái)。由上述單色儀的全自動(dòng)波長(zhǎng)校正方法可看出，本校正方法是快速、有效的。表1列出了校正過(guò)程中的一些數(shù)據(jù)來(lái)采用本發(fā)明裝置及方法以前，單色儀的8條光譜線的波長(zhǎng)飄移，在表1中以λ1P-λ表示，其值為0.904-0.61之間。采用本發(fā)明裝置及方法后，這8條光譜線的出射光的實(shí)際波長(zhǎng)值和標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)值之差λ1-λ1P，即波長(zhǎng)飄移，降至0—-0.02。如此小的波長(zhǎng)飄移，在絕大多數(shù)情況下是完全能滿足實(shí)際應(yīng)用所需的。8條光譜線的數(shù)據(jù)對(duì)比說(shuō)明，本發(fā)明裝置及方法，將溫度、波長(zhǎng)等因素所引起的波長(zhǎng)飄移現(xiàn)象有效地校正過(guò)來(lái)了。
其二是單色儀的半自動(dòng)波長(zhǎng)校正方法類似于全自動(dòng)波長(zhǎng)校正裝置。首先，操作者通過(guò)鍵盤輸入所要求的8個(gè)(I＝8)出射光波長(zhǎng)值λ(I)，λ為2599.40，2795.53，……，4307.91，以及每條出射光的停留時(shí)間t(I)，此處t(I)＝2秒；同上通過(guò)人機(jī)對(duì)話，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)波長(zhǎng)校正程序，并選擇半自動(dòng)校正方式(S)。一旦選擇了半自動(dòng)校正方式，計(jì)算機(jī)將運(yùn)行譜線描跡程序(″描跡″是指對(duì)特征譜線畫出譜線的輪廓圖)，首先對(duì)波長(zhǎng)為λ(1)的鐵譜線2599，40描跡，求出峰值λx1為2600，30，以及Δλx1為0.904。計(jì)算機(jī)根據(jù)λ(1)以及Δλx1值求出溫度變化對(duì)波長(zhǎng)飄移的貢獻(xiàn)值D。首先，利用已求出的美國(guó)Spex 1702/04光柵單色儀的波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移函數(shù)關(guān)系式(7)，由λ(1)值求出相應(yīng)的Δλ11為0.64，由此推出溫度變化對(duì)波長(zhǎng)飄移的貢獻(xiàn)值D＝Δλx1-Δλ11為0.25，然后根據(jù)輸入的λ(I)(λ分別為2599.40，2795.53，……，4307.91)，再利用Spex 1702/04光柵單色儀的波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移函數(shù)關(guān)系式(7)，求出λ(I)值所對(duì)應(yīng)的Δλ1(I)值，則Δλ(I)值為0.904，0.87，……，0.63，從而求出λ1(I)值2600.29，2796.38，……，4308.52。同樣，計(jì)算機(jī)將λ1(I)值傳送給光柵的步進(jìn)馬達(dá)控制系統(tǒng)，使光柵順序旋轉(zhuǎn)，使波長(zhǎng)λ(I)值為2599.40，2795.53，……，4307.91的出射光依次通過(guò)出射狹縫。每條出射光在出射狹縫上射出時(shí)間為2秒鐘。測(cè)光系統(tǒng)將同步采集每束出射光的光強(qiáng)信號(hào)、波長(zhǎng)信號(hào)以及光譜圖形信號(hào)，并將這些信息通過(guò)顯示器和打印機(jī)顯示出來(lái)。這一過(guò)程完成后，屏幕將顯示是否還要輸入出射光波長(zhǎng)？只要不關(guān)機(jī)，如果操作者第二次輸入所要求的另外8條出射光波長(zhǎng)值λ(I)時(shí)，只需在人機(jī)對(duì)話時(shí)，鍵入N來(lái)回答″是否第一次使用校正程序？″，就不再需要進(jìn)行任何譜線描跡。將直接利用波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移函數(shù)關(guān)系式(7)求出另一組Δλ(I)，求出另一組λ1(I)，并通過(guò)步進(jìn)馬達(dá)控制系統(tǒng)，使出射光波長(zhǎng)順序?yàn)榱硪唤Mλ(I)。第三次，第四次……同第二次一樣進(jìn)行。
全自動(dòng)波長(zhǎng)校正法操作簡(jiǎn)單、快速，但是要求單色儀和光源的位置穩(wěn)定不變。微小的變動(dòng)也會(huì)對(duì)校正的準(zhǔn)確度帶來(lái)較大影響。
半自動(dòng)波長(zhǎng)校正法對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，光源的微小變動(dòng)，單色儀的挪動(dòng)，對(duì)波長(zhǎng)校正結(jié)果無(wú)太大影響。但是，在使用單色儀時(shí)，要先對(duì)條譜線進(jìn)行描跡。
表2.美國(guó)Spex 1702/04光柵單色儀所測(cè)得的溫度與波長(zhǎng)飄移數(shù)據(jù)W＝4358.33溫度T(℃) 峰值位置波長(zhǎng)飄移()T(℃) λ1P()Δλ＝λ1P-λ20.04358.30-0.0321.04358.40 0.0722.04358.55 0.2223.04358.60 0.2724.04358.70 0.3725.04358.80 0.4726.04358.90 0.5727.84358.95 0.6228.04359.00 0.6729.04359.00 0.7230.04359.90 0.6731.04358.90 0.5732.04358.75 0.42
表3.美國(guó)Spex 1702/04光柵單色儀的液長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移數(shù)據(jù)溫度23.1℃序號(hào) 元素 波長(zhǎng)λ 峰值位置λ1P 波長(zhǎng)飄移() Δλ＝λ1P-λ 4 Ca3179.33 3179.970.645 Ti3372.80 3373.350.556 Ti3685.20 3685.700.507 Ca3933.66 3934.050.398 Ca4226.73 4227.050.329 Ti5007.21 5007.350.1418 Li6103.64 6103.60 -0.0411 Zn6362.35 6362.25 -0.1012 Li6707.84 6707.65 -0.1913 K7664.91 7664.65 -0.2權(quán)利要求
1.一種智能光柵單色儀的波長(zhǎng)校正裝置，主要由A.用于分光的光柵單色儀；B.測(cè)光系統(tǒng)，包括檢測(cè)器和光電轉(zhuǎn)換裝置；C.驅(qū)動(dòng)光柵旋轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng)；D.CPU主機(jī)及顯示器；E.鍵盤；F.打印機(jī)；組成，其特征在于G.在單色儀腔內(nèi)裝有可以采集溫度信號(hào)T的溫度傳感器，溫度信號(hào)T通過(guò)與裝置中裝設(shè)的數(shù)顯溫度計(jì)、A/D變換器和計(jì)算機(jī)接口，輸入到CPU主機(jī)上，溫度傳感器、數(shù)顯溫度計(jì)、A/D變換器、計(jì)算機(jī)接口、CPU主機(jī)它們之間通過(guò)導(dǎo)線電連接；H.CPU主機(jī)內(nèi)裝有單色儀對(duì)輸入的出射光波長(zhǎng)λ(I)進(jìn)行波長(zhǎng)校正的程序a.根據(jù)出射光波長(zhǎng)λ(I)、溫度T、波長(zhǎng)飄移Δλ(I)三個(gè)變量間的變化規(guī)律，即光柵單色儀的出射光波長(zhǎng)飄移值隨出射光波長(zhǎng)的增加而減小，隨溫度升高而增大的關(guān)系，制定了程序中的函數(shù)關(guān)系式可以是①溫度T與波長(zhǎng)飄移Δλ間的函數(shù)關(guān)系可以用M階多項(xiàng)式來(lái)近似Δλ＝α0＋α1T＋α2T2＋……＋αMTM其中系數(shù)可以通過(guò)以下方程聯(lián)立解出 其中Σm=Σn=1NTnm]]>(m＝0－(M＋M))ΣΔλm=Σn=1NΔλnTnm]]>(N為測(cè)量次數(shù))②波長(zhǎng)λ與波長(zhǎng)飄移Δλ間的函數(shù)關(guān)系可以用M階多項(xiàng)式來(lái)逼近Δλ＝α0＋α1λ＋α2λ2＋……＋αMλM其中系數(shù)可以通過(guò)以下方程聯(lián)立解出 其中Σm=Σn=1Nλnm]]>(m＝0－(M＋M))ΣΔλm=Σn=1NΔλnλnm]]>(N為測(cè)量次數(shù))b.根據(jù)出射光波長(zhǎng)λ(I)、室溫T、波長(zhǎng)飄移Δλ(I)三個(gè)變量間的變化規(guī)律，確定了出射光波長(zhǎng)飄移值Δλ(I)是波長(zhǎng)變化對(duì)波長(zhǎng)飄移的貢獻(xiàn)Δλ1(I)與溫度變化對(duì)波長(zhǎng)飄移的貢獻(xiàn)D之和，即Δλ(I)＝Δλ1(I)＋Dc.根據(jù)輸入的出射光波長(zhǎng)與校正波長(zhǎng)間相差一個(gè)波長(zhǎng)飄移的關(guān)系確定波長(zhǎng)校正值。即λ1(I)＝λ(I)＋Δλ(I)d.CPU主機(jī)將輸入的出射光波長(zhǎng)λ(I)進(jìn)行波長(zhǎng)校正程序運(yùn)算，并將運(yùn)算出的校正波長(zhǎng)λ1(I)值輸給驅(qū)動(dòng)光柵旋轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng)，使波長(zhǎng)為λ(I)的出射光經(jīng)光柵單色儀的出射狹縫順序射出，通過(guò)測(cè)光系統(tǒng)將波長(zhǎng)λ(I)、校正波長(zhǎng)λ1(I)、光強(qiáng)以及譜圖輸給顯示器和打印機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能光柵單色儀的波長(zhǎng)校正裝置，其特征在于溫度T和波長(zhǎng)飄移ΔλT之間的函數(shù)關(guān)系式可以是ΔλT＝α0＋α1T＋α2T2……(1)以及波長(zhǎng)λ和波長(zhǎng)飄移Δλ之間的函數(shù)關(guān)系式可以是Δλ1＝α0＋α1λ＋α2λ2……(2)(1)式和(2)式中的系數(shù)α0，α1和α2都按以下公式計(jì)算α0={(ΣΔλ0)-(Σ1)[A0/A8-A11(A2-A0)/(A3)(A12-]]>A11))]-(∑2)(A2－A0)/(A12－A11)}/(∑0)……(3)α1＝A0/A3－A11(A2－A0)/A3(A12－A11)……(4)α2＝(A2－A0)/(A12－A11)……(5)其中A0=(Σ1)(ΣΔλ0)-(Σ0)(ΣΔλ1)]]>A11＝(∑2)(∑1)－(∑0)(∑3)A12＝[(∑2)(∑3)－(∑1)(∑4)][(∑1)2－(∑0)(∑2)]/[(∑2)2－(∑1)(∑3)]A2={[(ΣΔλ1)(Σ2)-(ΣΔλ2)(Σ1)][(Σ1)2-]]>(∑0)(∑2)]}/[(∑2)2－(∑1)(∑3)]A3＝(∑1)2－(∑0)(∑2)其中，對(duì)(1)式Σm=Σn=1NTn]]>(m＝0-4)ΣΔλm=Σn=1NΔλTnTnm]]>(N為測(cè)量次數(shù))對(duì)(2)式Σm=Σn=1Nλn]]>(m＝0-4)ΣΔλm=Σn=1NΔλlnλnm]]>(N為測(cè)量次數(shù))
3.應(yīng)用智能光柵單色儀的波長(zhǎng)校正裝置測(cè)定出射光波長(zhǎng)λ(I)的校正波長(zhǎng)λ1(I)，該裝置的CPU主機(jī)將出射光波長(zhǎng)值λ(I)的校正波長(zhǎng)λ1(I)值傳送給驅(qū)動(dòng)光柵旋轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng)，控制光柵旋轉(zhuǎn)，在I個(gè)位置停留t(I)秒，使波長(zhǎng)為λ(I)的I個(gè)出射光依次通過(guò)出射狹縫，經(jīng)測(cè)光系統(tǒng)將波長(zhǎng)λ(I)，校正波長(zhǎng)λ1(I)、光強(qiáng)以及譜圖輸給顯示器、打印機(jī)，其特征在于，λ1(I)值是該裝置運(yùn)行全自動(dòng)波長(zhǎng)校正方法(A)取得的，校正方法的步驟如下A.通過(guò)鍵盤輸入所要求的I個(gè)出射光波長(zhǎng)值λ(I)及停留時(shí)間t(I)；B.通過(guò)溫度傳感器讀取穩(wěn)定的溫度信號(hào)T，該信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)顯溫度計(jì)，再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換線路及計(jì)算機(jī)接口線路，將T信號(hào)輸入CPU；C.利用溫度與波長(zhǎng)飄移間的函數(shù)關(guān)系式(1)，求出任意一波長(zhǎng)W，溫度T時(shí)所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)飄移ΔλT值；D.求出溫度變化對(duì)波長(zhǎng)飄移的貢獻(xiàn)值D根據(jù)W值，利用波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移的函數(shù)關(guān)系式(2)，可以求出W波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)飄移Δλ1w，則D＝ΔλT-Δλ1w；E.根據(jù)輸入的λ(I)值，利用波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移間的函數(shù)關(guān)系式(2)，求出λ(I)值對(duì)應(yīng)的Δλ1(I)，Δλ1(I)代表了波長(zhǎng)變化對(duì)波長(zhǎng)飄移的貢獻(xiàn)，波長(zhǎng)飄移Δλ(I)＝Δλ1(I)＋D，由此得到校正波長(zhǎng)λ1(I)＝λ(I)＋Δλ(I)；
4.應(yīng)用智能光柵單色儀的波長(zhǎng)校正裝置，測(cè)定出射光波長(zhǎng)λ(I)的校正波長(zhǎng)λ1(I)，該裝置的CPU主機(jī)將出射光波長(zhǎng)值λ(I)的校正波長(zhǎng)λ1(I)值傳送給驅(qū)動(dòng)光柵旋轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng)，控制光柵旋轉(zhuǎn)，在I個(gè)位置停留t(I)秒，使波長(zhǎng)為λ(I)的I個(gè)出射光依次通過(guò)出射狹縫，經(jīng)測(cè)光系統(tǒng)將波長(zhǎng)λ(I)，校正波長(zhǎng)λ1(I)、光強(qiáng)以及譜圖輸給顯示器、打印機(jī)，其特征在于λ1(I)值是通過(guò)該裝置運(yùn)行半自動(dòng)波長(zhǎng)校正方法S取得的，校正方法的步驟如下A.通過(guò)鍵盤輸入所要求的I個(gè)出射光波長(zhǎng)值λ(I)及停留時(shí)間t(I)值；B.計(jì)算機(jī)將對(duì)波長(zhǎng)為λ(1)的特征曲線描跡，求出其峰值波長(zhǎng)為λx1以及Δλx1＝λx1－λ(1)；C.求出溫度變化對(duì)波長(zhǎng)飄移的貢獻(xiàn)值D計(jì)算機(jī)根據(jù)λx1值，利用波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移間函數(shù)關(guān)系式(2)，求出λx1對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)飄移Δλx1，則D＝(λx1－λ(1))－Δλx1D.利用波長(zhǎng)與波長(zhǎng)飄移間的函數(shù)關(guān)系式(2)，求出操作者所輸入的λ(I)值所對(duì)應(yīng)的Δλ1(I)值，Δλ1(I)代表了波長(zhǎng)變化對(duì)波長(zhǎng)飄移的貢獻(xiàn)，進(jìn)而求出波長(zhǎng)飄移Δλ(I)＝Δλ1(I)＋D值，最后求出λ1(I)＝λ(I)＋Δλ(I)。
全文摘要
本發(fā)明屬于波長(zhǎng)自動(dòng)校正裝置及方法，特別涉及的是智能光柵單色儀的波長(zhǎng)校正裝置及其方法。本發(fā)明是在光柵單色儀的基礎(chǔ)上加裝了溫度傳感器、數(shù)顯溫度計(jì)、A/D變換、計(jì)算機(jī)接口以及波長(zhǎng)校正程序構(gòu)成新裝置，利用溫度、波長(zhǎng)、單色儀的各種系統(tǒng)誤差與出射光“波長(zhǎng)漂移”間的函數(shù)關(guān)系式，通過(guò)電腦控制光柵旋轉(zhuǎn)，可以將溫度、波長(zhǎng)的變化以及系統(tǒng)誤差引起的光柵單色儀出射光波長(zhǎng)的變化降到±0.05埃以內(nèi)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全、預(yù)熱時(shí)間短。
文檔編號(hào)G01J3/18GK1125321SQ94119410
公開日1996年6月26日 申請(qǐng)日期1994年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月20日
發(fā)明者劉克玲, 譚海濱, 苗冬 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化工冶金研究所