一种机械斩波模拟器的制作方法

本实用新型为一种机械斩波模拟器，涉及分析仪器校准技术，尤其是涉及旋光仪器如旋光糖量计低透过率示值误差与重复性校准技术。

背景技术：

旋光仪器基于特种物质如糖溶液、松节油等的旋光性，通过测量比旋光度，确定物质的浓度，旋光糖量计是基于糖溶液的旋光性，用于测定糖溶液浓度的仪器。

根据jjg536旋光仪及旋光糖量计检定规程：检定自动旋光糖量计低透过率示值误差和重复性时，须按照仪器的技术参数获取10％或1％的光路光源，取589.4400nm单色光源下旋光度标称值为+35°和-35°的标准旋光管进行测定。

按照jjg536旋光仪及旋光糖量计检定规程，建议使用与标准旋光管配套的斩波模拟器，以获取10％或1％的光路光源。

在用的低透过率机械斩波模拟器由标准旋光管测试座、高速直流无刷电机、扇形斩光片组成，采用万工显测量扇形斩光片扇形角的角度，根据扇形角的角度计算模拟器的透过率示值，测量过程较为繁琐，且现有的模拟器只能与一种型号的标准旋光配合，适用性差，此外，在用的低透过率机械斩波模拟器质量较大、约1100g，使用、携带均较为不便。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种新型机械斩波模拟器。

本实用新型是通过如下技术方案来实现的：一种机械斩波模拟器，其特征是：包括壳体、无刷电机、斩波片、斩波片保护壳，所述斩波片保护壳与所述壳体前端连接在一起，所述无刷电机设置在所述壳体内并固定于所述壳体前端的中心，所述斩波片位于所述斩波片保护壳内，所述无刷电机的转轴与所述斩波片连接并与所述斩波片同轴心，所述壳体的上边沿和下边沿分别设有半圆形缺口，所述斩波片上均匀设置有至少三个相同的同圆心扇环孔，所述斩波片保护壳上设置有两个相对于所述斩波片的中心对称的圆形通孔，该两个圆形通孔分别与所述壳体上边沿和下边沿的半圆形缺口同心。

本实用新型中，壳体上边沿和下边沿设置的半圆形缺口用于配合标准旋光管，半圆形缺口的尺寸可根据需要设置为不同尺寸，以匹配多种型号的标准旋光管、提高模拟器的适用性。本实用新型中的斩波片保护壳上设置的圆形通孔作为透光孔。斩波片可在无刷电机的带动下旋转。斩波片上均匀设置的大小相同的同圆心扇环孔，当无刷电机带动斩波片高速旋转时，可最大程度地保持斩波器透过率量值的稳定性。

进一步的，为降低透光孔边缘在光路中形成的渐晕对模拟器透过率量值的影响，所述斩波片为圆形结构，所述斩波片的厚度为0.3mm-1mm。为便于加工，所述斩波片上的扇环孔的四个顶点为圆角。

进一步的，为满足不同要求及提高测定结果准确性，所述斩波片上的扇环孔的数量为3-9个，所述扇环孔的圆心角为1.2°-12°。

进一步的，为提高测定结果准确性，所述无刷电机带动所述斩波片旋转时，所述斩波片上的扇环孔的直边端点及弧形边线始终位于所述斩波片保护壳上的圆形通孔在所述斩波片上的投影之外。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中的机械斩波模拟器可与多种型号的标准旋光管匹配使用，大大提高了模拟器的适用性；本实用新型中的斩波片上通过设置至少三个分布均匀、大小一致的同圆心扇环孔，当无刷电机带动斩波片高速运行时，可最大程度地保持机械斩波模拟器透过率量值的稳定性；本实用新型可适用于采用分光光度法对机械斩波模拟器的透过率在线定值，与角度测量法定值相比，二种方法相对示值偏差基本一致，但本实用新型采用分光光度法定值过程更简便、快捷，并能保持机械模拟器赋值与使用方法的一致性；本实用新型中的机械斩波模拟器的质量约300g，质量小，使用、携带更为方便。

附图说明

图1是本实用新型中的机械斩波模拟器的立体结构示意图(含标准旋光管)；

图2是本实用新型中的机械斩波模拟器的主视图；

图3是图2中的a-a剖视图；

图4是图2的左视图；

图5是本实用新型实施例1中的斩波片(扇环圆心角3×1.2°，透过率标称值1％)的示意图；

图6是本实用新型中的另一种斩波片(扇环圆心角3×6°透过率标称值5％)的示意图；

图7是本实用新型实施例2中的斩波片(扇环圆心角3×12°透过率标称值10％)的示意图；

图8是本实用新型实施例3中的斩波片(扇环圆心角9×12°透过率标称值30％)的示意图；

图9是本实用新型中的另一种斩波片(扇环圆心角6×6°透过率标称值10％)的示意图；

图10是本实用新型中的机械斩波模拟器的使用效果图；

图中，1是无刷电机，2是斩波片，201是扇环孔，3是壳体，3a是前壳体，3b是后壳体，4是斩波片保护壳，4a是前斩波片保护壳，4b是后斩波片保护壳，5是标准旋光管，6是壳体上的半圆形缺口，6a、6b是前壳体上的半圆形缺口，6c、6d是后壳体上的半圆形缺口，7是斩波片保护壳上的圆形通孔，7f、7h是前斩波片保护壳上的圆形通孔，7g、7i是后斩波片保护壳上的圆形通孔，ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ是扇环孔的直边端点，ⅴ、ⅵ是扇环孔的弧形边线。

具体实施方式

下面通过非限定性的实施例并结合附图对本实用新型作进一步的说明：

实施例1

如附图所示，一种机械斩波模拟器，其包括壳体3、无刷电机1、斩波片2、斩波片保护壳4。所述壳体3包括相连接的前壳体3a和后壳体3b，所述斩波片保护壳4包括相连接的前斩波片保护壳4a和后斩波片保护壳4b，所述后斩波片保护壳4b与所述壳体3前端的前壳体3a连接在一起。所述无刷电机1设置在所述壳体3内并固定于所述前壳体3a的中心。斩波片2为圆形结构，斩波片2位于斩波片保护壳4内，无刷电机1的转轴与所述斩波片2连接并与所述斩波片2同轴心。在所述壳体3的上边沿和下边沿分别设有半圆形缺口6，其中以前壳体3a的上边沿和下边沿的中点为圆心，分布半圆形缺口6a(φ30mm、φ27mm)、半圆形缺口6b(φ30mm、φ28mm)，以后壳体3b的上边沿和下边沿的中点为圆心分布半圆形缺口6c(φ21mm)、半圆形缺口6d(φ22mm)。在所述斩波片保护壳4上设置有两个相对于所述斩波片2的中心对称的圆形通孔7，两个圆形通孔7均贯穿斩波片保护壳4的前斩波片保护壳4a和后斩波片保护壳4b，即：前斩波片保护壳4a上的圆形通孔7f和7h，后斩波片保护壳4b上的圆形通孔7g、7i。斩波片保护壳4上的两个圆形通孔7分别与壳体3上边沿和下边沿的半圆形缺口6同心。本实施例中，圆形通孔7的直径为φ12.5mm。

如图5所示，本实施例中，斩波片2的厚度为0.3mm，斩波片2上均匀分布3个1.2°以斩波片圆心为顶点的同圆心扇环孔201，扇环孔201的四个顶点设计为圆角，斩波片2旋转至任何角度，扇环孔201的直边端点及弧形边线均处于斩波片保护壳4上的圆形通孔7在斩波片2上的投影之外。

本实用新型采用分光光度法对机械斩波模拟器的透过率在线定值。定值时斩波片的转速须满足公式(1)的要求，按照公式(2)计算机械斩波器透过率相对示值偏差：

式中：-斩波片转速，rps；

θ-单个扇环孔的圆心角度，°；

t-定值仪器的积分时间，s；

t-检测器取样时间，s；

n-扇环孔数量；

σrel-机械斩波模拟器透过率相对示值偏差，％；

τ-机械模拟器的透过率；

n-测量次数。

选用波长分辨力0.01nm、透射比示值误差优于±0.2％的分光光度计作为定值仪器(如pe公司lambda1050紫外可见近红外分光光度计)。开启分光光度计，设置定值仪器的积分时间为t＝0.24s，按照操作规范将仪器波长置于测试波长(589.44nm)，调节仪器的光斑，使光斑高度与宽度均小于斩波片保护壳4上的圆形通孔7的直径的三分之二，调整透过率示值0点和100％。

将机械斩波模拟器置于仪器样品室，通过升降台调节模拟器的位置，使分光光度计通过样品室的光斑位于斩波片保护壳4的任一圆形通孔7的中心，并保持不被斩波片保护壳4上的圆形通孔7阻挡。

开启机械斩波模拟器，在3000rpm～6000rpm区间内，设置不同的斩波片转速，待斩波片运行平稳后，观察分光光度计透过率示值，即测量的机械模拟器的透过率，如表1所示。采用上述的公式(2)计算机械斩波模拟器透过率相对示值偏差。

表1机械斩波模拟器(3×1.2°)的透过率及相对示值偏差(分光光度法)

将标准旋光管置于被检定的旋光仪器的光路中，将机械斩波模拟器的壳体3上的半圆形缺口6a和6c与标准旋光管5(外形尺寸≤φ29mm、φ27mm、φ21mm，以外形尺寸φ29mm、φ27mm、φ21mm为最佳)配合，且壳体3的底部与被检仪器的测试架配合，开启机械斩波模拟器的电源开关，按照jjg536等相关检定规程的步骤检定仪器的低透过率示值误差及重复性。

作为对比：将本实用新型中的机械斩波模拟器通过测量扇环孔的圆心角，计算斩波器的透过率。方法如下：以分度值为1′的万工显(如上海光学仪器五厂19jpc万工显)为测量仪器，按照仪器操作规范，依次测量3个扇环孔的角度θi，斩波器的透过率量值按照公式(3)计算，透过率相对示值偏差按照公式(2)计算，测量及计算结果如表2所示。

式中：τ-机械斩波模拟器的透过率，％

θi-测量的扇环孔的角度，°

表2机械斩波模拟器(3×1.2°)的透过率及相对示值偏差(角度测量法)

根据表1和表2可知，分光光度法与角度测量法的透过率的最大相对偏差为8.4％，满足jjg536旋光仪及旋光糖量计检定规程对机械斩波器的技术要求，两种方法的相对示值偏差分别为0.25％～0.38％及0.36％，相对示值偏差基本一致。

本实用新型中的机械斩波模拟器，在校准仪器时可与多种外形结构的标准旋光管5匹配使用，例如壳体3上的半圆形缺口6b和6d可与外形尺寸≤φ30mm、φ28mm、φ22mm(以外形尺寸φ30mm、φ28mm、φ22mm为最佳)的标准旋光管配合。采用分光光度法对模拟透过率在线定值，与角度测量法定值相比，二种方法的相对示值偏差基本一致，但分光光度法定值过程更为便捷，并保持模拟器赋值与使用状态的一致性。同时本实用新型中的模拟器的质量缩减为300g，使用、携带更为方便。

本实施例中的其它部分均为现有技术，在此不再赘述。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：如图7所示，斩波片2的厚度为0.5mm，斩波片2上均匀分布3个12°以斩波片的圆心为顶点的同圆心扇环孔201，扇环孔201的四个顶点设计为圆角，斩波片2旋转至任何角度时，扇环孔201的直边端点ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ及弧形边线ⅴ、ⅵ均处于斩波片保护壳4上的圆形通孔7在斩波片2上的投影之外。

设置定值仪器的积分时间为t＝0.24s，在3000rpm～6000rpm区间内，设置不同的斩波片转速，待斩波片运行平稳后，观察分光光度计透过率示值，即测量的机械模拟器的透过率，如表3所示。

作为对比：采用如实施例1所述的角度测量法对机械斩波模拟器(3×12°)的透过率及相对示值偏差进行测量及计算，测量及计算结果如表4所示。

表3机械斩波模拟器(3×12°)的透过率及相对示值偏差(分光光度法)

表4机械斩波模拟器(3×12°)的透过率及相对示值偏差(角度测量法)

根据表3和表4可知，分光光度法与角度测量法的透过率的最大相对偏差满足jjg536旋光仪及旋光糖量计检定规程对机械斩波器的技术要求，两种方法的相对示值偏差基本一致。

本实施例的其他部分与实施例1相同。

实施例3

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：如图8所示，斩波片2的厚度为0.8mm，均匀分布9个12°以斩波片的圆心为顶点的同圆心扇环孔201，为保证加工精度，扇环的四个顶点设计为圆角，斩波片旋转至任何角度时，扇环孔的直边端点ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ及弧形边线ⅴ、ⅵ均处于斩波片保护壳4上的圆形通孔7在斩波片的投影之外。

设置定值仪器的积分时间为t＝0.24s，在3000rpm～6000rpm区间内，设置不同的斩波片转速，待斩波片运行平稳后，观察分光光度计透过率示值，即测量的机械模拟器的透过率，如表5所示。

作为对比：采用如实施例1所述的角度测量法对机械斩波模拟器(9×12°)的透过率及相对示值偏差进行测量及计算，测量及计算结果如表6所示。

表5机械斩波模拟器(9×12°)的透过率及相对示值偏差(分光光度法)

表6机械斩波模拟器(9×12°)的透过率及相对示值偏差(角度测量法)

根据表5和表6可知，分光光度法与角度测量法的透过率的最大相对偏差满足jjg536旋光仪及旋光糖量计检定规程对机械斩波器的技术要求，两种方法的相对示值偏差基本一致。

本实施例的其他部分与实施例1相同。

本实用新型的上述实施例仅用于对本实用新型进行说明，不是对本实用新型进行的限制。本领域的技术人员也可在本实用新型实施例的基础上做出相应的改变。本实用新型中的上述实施例中仅例举了厚度为0.3mm、0.5mm、0.8mm三种厚度的斩波片，仅例举了扇环孔分别为3个1.2°、3个12°、9个12°的三种斩波片，实际上本实用新型中的斩波片厚度也可以为1mm，斩波片上的扇环孔也可以为如附图6所示的3个6°或如附图9所示的6个6°，均可满足本实用新型的要求。

本实用新型的其他部分均为现有技术，在此不再赘述。