專利名稱：無需調(diào)整的原子吸收光譜儀新型波長轉(zhuǎn)換機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及成分分析儀器，特別是一種無需調(diào)整的原子吸收光譜儀新型波長轉(zhuǎn)換機構(gòu)。
背景技術(shù)：
原子吸收光譜儀不同元素分析線的波長轉(zhuǎn)換采用機械式正弦機構(gòu)，用波長線性掃描的方式來實現(xiàn)。波長轉(zhuǎn)換機構(gòu)作為原子吸收光譜儀中的核心部件直接決定了儀器的波長精度、重現(xiàn)性、穩(wěn)定性和可靠性。典型的機械式正弦機構(gòu)如

圖1，光柵(I)垂直安裝在轉(zhuǎn)臺上，與轉(zhuǎn)臺(2)徑向連接的正弦桿(8)，同軸連接有鋼珠(6)，與正弦桿(8)成直角方向的絲桿(4)上安裝有滑塊(5 )，滑塊(5 )與鋼珠(6 )緊密接觸，絲桿(4)的驅(qū)動機構(gòu)(9 )與計算機(CPU)連接，單片機通過驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動絲桿，帶動滑塊移動，通過與其接觸鋼珠推動正弦桿，帶動光柵轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)波長線性掃描，達到波長轉(zhuǎn)換目的。這種典型正弦機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動環(huán)節(jié)和相關(guān)零件數(shù)多，傳動鏈長，加工工作量大且精度要求高，又難以徹底消隙，儀器不可避免溫升，即使在固定波長位置仍會引起光柵轉(zhuǎn)臺微小轉(zhuǎn)動，從而造成波長漂移，影響最終檢測數(shù)據(jù)的穩(wěn)定與可靠。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為了克服原子吸收光譜儀的機械式正弦機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、傳動環(huán)節(jié)多、存在“溫漂”和機械穩(wěn)定性差的技術(shù)問題，針對“原吸”檢測的僅僅是分立原子線狀光譜線，提供一種由計算機控制蝸輪蝸桿直接傳動光柵徑向消隙轉(zhuǎn)臺實現(xiàn)不同元素分析線快速轉(zhuǎn)換的無需調(diào)整的原子吸收光譜儀新型波長轉(zhuǎn)換機構(gòu)。本實用新型解決其·技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:由計算機控制步進電機，通過彈性聯(lián)軸節(jié)直接驅(qū)動軸向消隙蝸桿，帶動裝有蝸輪和光柵的徑向消隙轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，蝸輪蝸桿嚙合依靠拉簧達到徑向自動消隙，其特征在于:由計算機控制步進電機，通過彈性聯(lián)軸節(jié)直接驅(qū)動軸向消隙蝸桿，帶動裝有光柵和蝸輪的徑向消隙轉(zhuǎn)臺，內(nèi)裝軸向消隙蝸桿的蝸桿座通過其下方轉(zhuǎn)軸與右側(cè)拉簧安裝在徑向消隙轉(zhuǎn)臺外殼中，在拉簧的作用下可在外殼中繞轉(zhuǎn)軸平穩(wěn)微動，徑向消隙轉(zhuǎn)臺外殼又與裝有光柵和90°扇形斜齒輪的徑向消隙轉(zhuǎn)臺一起固定在底板上，實現(xiàn)軸向消隙蝸桿與90°扇形斜齒輪嚙合，達到徑向全程自動消隙。由計算機控制步進電機通過彈性聯(lián)軸節(jié)直接驅(qū)動蝸桿，帶動裝有光柵和蝸輪的徑向消隙轉(zhuǎn)臺，內(nèi)裝軸向消隙蝸桿的蝸桿座通過其下方轉(zhuǎn)軸和右側(cè)拉簧(也可以是片簧或磁鋼)安裝在轉(zhuǎn)臺外殼中，并在拉簧作用下可在外殼中繞轉(zhuǎn)軸平穩(wěn)微動，轉(zhuǎn)臺外殼又與裝有光柵和90°扇形斜齒輪的徑向消隙轉(zhuǎn)臺一起固定在底板上，由于拉簧(也可以是片簧或磁鋼)的作用實現(xiàn)軸向消隙蝸桿與90°扇形斜齒輪嚙合，達到徑向全程自動消隙。波長轉(zhuǎn)化機構(gòu)原理簡述如下:由光柵方程:d (Sin a +Sin β ) = mA ,可推導(dǎo)出光柵轉(zhuǎn)角公式:Sin θ λ=ηιλ/2dcos(l5,其中λ為單色光波長,d為光柵常數(shù),m為光柵級數(shù),用I級，平面光柵單色儀入射、出射光夾角固定，為2Φ，λ波長時光柵相對于O級光譜的轉(zhuǎn)角設(shè)為θλ。由于φ、(1均為定值，m取定值1，因此5化0入與λ成正比，即可通過光柵旋轉(zhuǎn)改變轉(zhuǎn)角實現(xiàn)不同元素波長轉(zhuǎn)化的效果，二計算機只需根據(jù)公式計算出λ I到λ 2的步進數(shù)并控制步進電機直接驅(qū)動軸向消隙蝸桿，帶動90°扇形斜齒輪和光柵旋轉(zhuǎn)，便能實現(xiàn)λ I到λ 2的波長轉(zhuǎn)換。本實用新型的有益技術(shù)效果在于:1、儀器不可避免的溫升和震動，在拉簧的作用下，僅僅造成軸向消隙蝸桿相對90°扇形斜齒輪的徑向位置微小改變，從而避免90°扇形斜齒輪和光柵的微小轉(zhuǎn)動，消除了儀器“溫漂”，也達到了機械穩(wěn)定和工作可靠。2、與正弦機構(gòu)相比，傳動環(huán)節(jié)和相關(guān)零件數(shù)少了三分之二，容易實現(xiàn)高波長精度和重現(xiàn)性，無需調(diào)整并減少加工工作量和難度。3、無需調(diào)整，能夠?qū)崿F(xiàn)“原吸”不同元素分析線波長快速轉(zhuǎn)換，操作簡便。
以下結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。圖1為原子吸收光譜儀典型正弦機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中:光柵I ;轉(zhuǎn)臺2 ;絲桿4 ;滑塊5 ;鋼珠6 ;正弦桿8 ;驅(qū)動機構(gòu)9 ;計算機CPU。圖2中:步進電機11 ;彈性聯(lián)軸節(jié)12 ;轉(zhuǎn)軸13 ;軸向消隙蝸桿14 ；90°扇形斜齒輪15 ;拉簧16 ;蝸桿座17 ;轉(zhuǎn)臺外殼18 ;底板19 ;徑向消隙轉(zhuǎn)臺20 ;光柵G。
具體實施方式
如圖2所示，一種無需調(diào)整的原子吸收光譜儀新型波長轉(zhuǎn)換機構(gòu)，由計算機控制步進電機，通過彈性聯(lián)軸節(jié)直接驅(qū)動軸向消隙蝸桿，帶動裝有蝸輪和光柵的徑向消隙轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，蝸輪蝸桿嚙合依靠拉簧達到徑向自動消隙，其特征在于:由計算機控制步進電機
(11)，通過彈性聯(lián)軸節(jié)(12)直接驅(qū)動軸向消隙蝸桿(14)，帶動裝有光柵(G)和蝸輪(15)的徑向消隙轉(zhuǎn)臺，內(nèi)裝軸向消隙蝸桿(14)的蝸桿座(17)通過其下方轉(zhuǎn)軸(13)與右側(cè)拉簧安裝在徑向消隙轉(zhuǎn)臺外殼中(18)，在拉簧(16)的作用下可在外殼中繞轉(zhuǎn)軸(13)平穩(wěn)微動，徑向消隙轉(zhuǎn)臺外殼(18)又與裝有光柵(G)和90°扇形斜齒輪(15)的徑向消隙轉(zhuǎn)臺
(20)一起固定在底板(19)上，實現(xiàn)軸向消隙蝸桿(14)與90°扇形斜齒輪(15)嚙合，達到徑向全程自動消隙。本實用新型只需由計算機根據(jù)光柵方程所推導(dǎo)的公式、步進電機步進角和蝸輪蝸桿傳動比計算出從元素分析線波長λ I轉(zhuǎn)換到元素分析線波長λ 2時步進電機應(yīng)走的步進數(shù)，即:(θ λ I — θ λ 2) X蝸輪蝸桿傳動比+步進電機步進角。通過計算機根據(jù)以上計算結(jié)果控制步進電機直接驅(qū)動軸向消隙蝸桿帶動90°扇形斜齒輪和光柵旋轉(zhuǎn)，即可完成元素分析線波長λ I到元素分析線波長λ 2的轉(zhuǎn)換。以上對本實用新型敘述 是說明性的，而非限制性的，本專業(yè)技術(shù)人員如在權(quán)利要求限定精神與范圍內(nèi)對其仿造、修改、變化或等效，均將落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種無需調(diào)整的原子吸收光譜儀新型波長轉(zhuǎn)換機構(gòu)，由計算機控制步進電機，通過彈性聯(lián)軸節(jié)直接驅(qū)動軸向消隙蝸桿，帶動裝有蝸輪和光柵的徑向消隙轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，蝸輪蝸桿嚙合依靠拉簧達到徑向自動消隙，其特征在于:由計算機控制步進電機(11)，通過彈性聯(lián)軸節(jié)(12 )直接驅(qū)動軸向消隙蝸桿(14 )，帶動裝有光柵(G)和蝸輪(15 )的徑向消隙轉(zhuǎn)臺，內(nèi)裝軸向消隙蝸桿(14)的蝸桿座(17)通過其下方轉(zhuǎn)軸(13)與右側(cè)拉簧(16)安裝在徑向消隙轉(zhuǎn)臺外殼中(18)，在拉簧(16)的作用下可在外殼中繞轉(zhuǎn)軸(13)平穩(wěn)微動，徑向消隙轉(zhuǎn)臺外殼(18 )又與裝有光柵(G)和90 °扇形斜齒輪(15 )的徑向消隙轉(zhuǎn)臺(20 ) —起固定在底板(19)上，實現(xiàn)軸向消隙蝸桿(14)與90°扇形斜齒輪(15)嚙合，達到徑向全程自動消隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述無需調(diào)整的原子吸收光譜儀新型波長轉(zhuǎn)換機構(gòu)，其特征在于:所述計算機控制蝸輪蝸桿直接傳動光柵徑向消隙轉(zhuǎn)臺中的蝸輪是專為原子吸收光譜儀批量生產(chǎn)量身打造的90°扇形斜齒輪(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述無需調(diào)整的原子吸收光譜儀新型波長轉(zhuǎn)換機構(gòu)，其特征在于:所述由計算機控制步進電機，通過彈性聯(lián)軸節(jié)直接驅(qū)動軸向消隙蝸桿，帶動裝有蝸輪和光柵的徑向消隙轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，蝸輪蝸桿嚙合依靠拉簧、片簧或磁鋼實現(xiàn)徑向自動消隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述無需調(diào)整的原子吸收光譜儀新型波長轉(zhuǎn)換機構(gòu)，其特征在于:所述由彈性聯(lián)軸節(jié)直接的驅(qū)動軸向消隙蝸桿中的聯(lián)軸節(jié)為彈性聯(lián)軸節(jié)(12)，步進電機軸通過其實現(xiàn)與蝸桿無 空回彈性連接。
專利摘要本實用新型提供一種無需調(diào)整原子吸收光譜儀的新型波長轉(zhuǎn)換機構(gòu)，由計算機控制步進電機11，通過彈性聯(lián)軸節(jié)12直接驅(qū)動蝸桿14，帶動裝有光柵G和蝸輪的徑向消隙轉(zhuǎn)臺20，內(nèi)裝軸向消隙蝸桿14的蝸桿座17通過其下方轉(zhuǎn)軸13與右側(cè)拉簧16安裝在轉(zhuǎn)臺外殼18中，在拉簧16作用下可在外殼18中繞轉(zhuǎn)軸13平穩(wěn)微動，轉(zhuǎn)臺外殼18又與轉(zhuǎn)臺20一起固定在底板19上，實現(xiàn)蝸桿14與作為蝸輪的90°扇形斜齒輪15嚙合徑向全程自動消隙，計算機只需根據(jù)公式計算出元素分析線波長λ1到波長λ2步進電機應(yīng)走步進數(shù)，并控制步進電機按步進數(shù)直接驅(qū)動蝸桿，帶動90°扇形斜齒輪和光柵旋轉(zhuǎn)，便可完成元素分析線波長λ1到波長λ2的轉(zhuǎn)換。
文檔編號G01N21/01GK203101263SQ20132001523
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月13日
發(fā)明者宋友才, 呂竹青 申請人:宋友才, 呂竹青