傳統(tǒng)紫外可見分光光度計采用單通道的光電倍增管實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換,采用波長掃描機構(gòu)(如正弦機構(gòu))實現(xiàn)整個光譜范圍內(nèi)的波長掃描,該類儀器一般體積龐大、測量速度慢、不能進行在線測量,導致其只能在實驗室內(nèi)應用,不能在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等現(xiàn)場得到廣泛的應用,從而使其應用范圍受到了一定的限制。因此人們希望光譜儀器小型化、便攜式、現(xiàn)場應用的呼聲也就越來越高,到了20世紀70年代,隨著各種相關技術,如電子技術、固態(tài)多通道檢測技術、光纖技術、平場凹面全息光柵技術、觸摸屏技術等的不斷發(fā)展,設計便攜式紫外-可見光譜儀就成為了可能,本文將介紹一種便攜式紫外-可見光譜儀器的設計方法。

   小型化光纖光源的選擇：傳統(tǒng)的紫外可見分光光度計光源(氘燈和鎢燈)自身體積較大,正常工作還需外加驅(qū)動電路與散熱電路從而使總體體積更大,不利于光譜儀器整體小型化；隨著小型化光纖光源的發(fā)展,使光源的小型化成為可能,現(xiàn)在已經(jīng)有幾個國外的公司開發(fā)出相應的紫外-可見光纖光源,接口為SMA905標準接口。該光源內(nèi)部安裝了鎢燈和氘燈,還集成了氘燈和鎢燈的供電電路,另外在底部還安裝有用于散熱的風扇。在光源的出口處安裝有標準樣品池(10mm比色皿)的支架。

   小型化紫外可見光譜儀的總體結(jié)構(gòu)設計：本設計中采用觸摸屏作為儀器的輸入與輸出設備，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的紫外- 可見分光光度計的輸入與輸出模式(計算機顯示器輸出、鍵盤輸入以及液晶顯示屏輸出和鍵盤輸入),從而使輸入輸出一體化,在此我們選擇的液晶顯示屏的體積大小為100 mm×80mm×5mm。

   紫外可見分光光度計內(nèi)部有以下幾個部分:小型化色散系統(tǒng)。(包括多通道檢測器件的驅(qū)動與采集電路 , 考慮到該部分電路極容易受到外部的電磁干擾, 因此將其放入色散系統(tǒng)的內(nèi)部)；集成光纖光源(具體結(jié)構(gòu)如上圖 5 所示)；電池(主要是在野外或現(xiàn)場作業(yè)時使用, 可連續(xù)使用 8 h)；觸摸屏(在野外或現(xiàn)場作業(yè)時使用———脫離計算機的控制)；主控電路板(主控電路板驅(qū)動觸摸屏工作,同時與多通道檢測器件的驅(qū)動與采集電路進行通訊,獲得光譜數(shù)據(jù),處理光譜數(shù)據(jù),將光譜圖或者各種數(shù)據(jù)顯示在觸摸屏上)。

   紫外可見分光光光度計將測試樣品所用的樣品池或測試探針放置在系統(tǒng)的外部,通過光纖將來自光源的光傳導到樣品池,光通過樣品池被試樣吸收后由另外一根光纖傳導進入色散系統(tǒng),這樣安排空間可節(jié)省儀器的體積和能夠進行遠距離的測量。