用于icp光谱仪具有二维可调功能透射式前置光路结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于ICP光谱仪分光系统技术领域，特别是提供了一种应用于ICP光谱仪具有二维可调功能的透射式前置光路结构。
【背景技术】
[0002]电感耦合等离子体光谱仪(ICP光谱仪)利用原子发射特征谱线所提供的信息进行元素分析，具有多元素同时、快速、直接测定的优点，在冶金、石油化工、机械制造、金属加工等工业生产中发挥着巨大作用，是材料领域中应用最为广泛的元素分析方法之一。在冶金分析领域，如钢铁、原材料、铁合金中每次要求测定几十至几百个样品，而每个样品需要同时分析Mn、Cu、Al、Cr、S1、P、N1、T1、V、Nb、Ca、Mg等几十种低含量元素，因此对测试仪器的光谱范围、光谱分辨率、灵敏度、检出限要求十分严格。鉴于这种需求，ICP光谱仪正不断向全谱直读、智能化、小型化、低分析成本的方向发展。分光系统作为ICP光谱仪的核心部分，直接决定整体仪器的性能水平。以中阶梯光栅为分光模块的ICP光谱仪，具有波段范围宽、分辨率高、灵敏度高、全谱瞬态测量、检出限低等优点，已成为原子发射光谱分析技术研究的重点。
[0003]图1是ICP光谱仪的分光系统。为了使中阶梯光栅光谱仪的上述优点得到良好的体现，则需要保证系统光通量最大化，这就对以中阶梯光栅作为分光元件的光谱仪的前置光路提出严格的安装要求。现有的前置光路多采用固定前置透镜的安装方式，但是，在加工固定前置透镜的机械件以及在对前置透镜进行装配的过程中，无法避免机械件加工和装配的偏差，不能保证前置透镜和入射针孔的中心等高同轴，因此不能确保系统光通量是否最大化，这将对ICP光谱仪的检出能力产生直接影响。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种应用于ICP光谱仪具有二维可调功能的透射式前置光路结构，克服了上述已有技术存在的缺陷，实现光学系统光通量最大化。通过对前置透镜的二维调节，实时监测探测器接收探测信号值的变化，当探测器的信号达到最大时，即可认为前置透镜的中心孔与入射针孔的中心等高同轴，此时中阶梯光栅光谱仪的光通量实现最大化，保证ICP光谱仪的分析性能最优；同时，在调节环上设计6个空气排放孔，对分光系统充氩气的同时排放光室内部空气，限制空气对紫外波段的吸收，降低紫外波段的检出限，进一步拓宽ICP光谱仪的使用范围。
[0005]本发明包括:前光筒1、透镜固定座2、第一密封圈3、调节基座4、螺套5、螺杆6、第二密封圈7、后镜筒8、调节环9、第三密封圈10、弹簧11、顶销12、锁拇13、滑动环14、第四密封圈15、透镜基环16、透镜压环18。前光筒I用于引导ICP光源，透镜固定座2用于承载透镜17。第一密封圈3用于实现安装减震柔性接触，调节基座4用于安装固定调节结构，螺套5用于和调节基座4和螺杆6实现螺纹配合，螺杆6用于实现调节环9调节，第二密封圈7用于调节基座4和后镜筒8两者之间的密封，后镜筒8用于实现与光室连接及消除杂散光，调节环9用于实现透镜固定座2的调节和光室气体排放，第三密封圈10用于实现滑动环14与后镜筒8之间的柔性调节，弹簧11用于完成顶销12往返运动，顶销12用于实现调节环9的运动，锁拇13用于承载弹簧11的压力，滑动环14用于保证调节环9的柔性运动，第四密封圈15用于保证透镜固定环2和调节环9两者之间的密封，透镜基环16用于调整透镜17，透镜压环18用于透镜17固定。
[0006]通过使用调节螺纹副和压缩弹簧能够实现微动的二维调节，使透镜处于最佳的通光位置。
[0007]本发明在实现二维微动调节的情况下，透镜调节环的六个通孔能够实现光室在开始充气阶段，光室内部空气的排放，限制空气对紫外波段的吸收，降低紫外波段的检出限。后镜筒内部能够消除杂散光。通过使用调节螺杆和弹簧能够实现微动的二维调节，使透镜处于最佳的通光位置。实时监测探测器接收探测信号值的变化，当探测器的信号达到最大时，即可认为透镜的中心孔与入射针孔的中心等高同轴，此时中阶梯光栅光谱仪的光通量实现最大化，保证ICP光谱仪的分析性能最优；同时，在调节环上设计6个空气排放孔，对分光系统充氩气的同时排放光室内部空气，限制空气对紫外波段的吸收，降低紫外波段的检出限，进一步拓宽ICP光谱仪的使用范围。
【附图说明】
[0008]图1以中阶梯光栅为分光元件的ICP光谱仪分光系统示意图。
[0009]图2为具有二维可调功能的透射式前置光路结构剖面示意图。
[0010]图3为二维可调节功能前置光路结构外观示意图。
[0011 ] 图2中的标号:前光筒1、透镜固定座2、第一密封圈3、调节基座4、螺套5、螺杆6、第二密封圈7、后镜筒8、调节环9、第三密封圈10、弹簧11、顶销12、锁拇13、滑动环14、第四密封圈15、透镜基环16、透镜17、透镜压环18。
【具体实施方式】
[0012]如图2透射式前置光路结构剖面示意图所示，安装时:
[0013]第一步:通过螺纹连接将调节基座4与螺套5连接在一起，然后将螺杆6和螺套5如图2所示通过螺纹连接在一起，将螺杆6调整在初始位置，保证螺杆6的上端面与螺套5的上端面的距离为15mm，然后将锁拇13按图2所示拧入调节基座4中，将弹簧11按图2所示穿入调节基座4的孔内，将顶销12穿入弹簧11内，通过弹簧11与顶销12和锁拇13的接触弹力保证顶销12的伸缩运动。
[0014]第二步:将第三密封圈装入如图2所示的调节环9的端面沟槽中，然后将滑动环14按图2所示分别装入调节环9的两个端面沟槽中，调节环9上的6个通孔实现光室中气体的排放；将第三密封圈、调节环9和滑动环14所组装的整体结构按图2所示装入调节基座4中，用手力感觉调节环14在调节基座4中的滑动状态、受力是否均匀平稳，否则更换弹簧11或者检查滑动环14的端面是否光滑。
[0015]第三步:将第二密封圈如图2所示装入调节基座4上，将后镜筒8与调节基座4用螺钉固定在一起。
[0016]第四步:将透镜基环16按图2所示放入透镜固定座2中，然后透镜17依次装入，用透镜压环18将透镜17与透镜固定座2固定在一起，将第四密封圈15按图2所示的位置装在透镜固定座2上面，透镜基环16起到减震和调节尺寸作用，最后将透镜基环16、透镜17、透镜固定座2、透镜压环18以及4密封圈的组件按图2所示与调节基座通过螺纹连接固定在一起，此时用手感觉一下透镜的运动是否平稳。
[0017]第五步:将第一密封圈按图2所示装入前光筒I的端面沟槽中，将前光筒I与调节基座4通过螺纹连接，至此整个前置光路结构的装配完成。
[0018]前置光路组装完毕之后，将前置光路与光室通过螺栓连接在一起，光源发出的光经过前置光路的透镜17聚焦到中阶梯光栅光谱仪分光系统的入射针孔处，在光学系统内进行光路传输，最后由探测器接收光电信号。通过对前置光路结构上螺杆6的调节，实时监测探测器DN值的变化，当探测器的信号达到最大时，即可认为透镜17的中心孔与狭缝中心孔等高同轴，此时中阶梯光栅光谱仪的光通量实现最大化，保证ICP光谱仪的分析性能最优。同时，在调节环9上设计了 6个空气排放孔，对分光系统充氩气的同时排放光室内部空气，限制空气对紫外波段的吸收，降低紫外波段的检出限，进一步拓宽ICP光谱仪的使用范围。
【主权项】
1.一种用于ICP光谱仪具有二维可调功能透射式前置光路结构，其特征在于，包括:前光筒、透镜固定座、密封圈、调节基座、螺套、螺杆、后镜筒、调节环、弹簧、顶销、锁拇、滑动环、透镜基环、透镜压环；前光筒(I)用于引导ICP光源，透镜固定座(2)用于承载透镜(17);第一密封圈(3)用于实现安装减震柔性接触，调节基座(4)用于安装固定调节结构，螺套(5)用于和调节基座(4)和螺杆(6)实现螺纹配合，螺杆(6)用于实现调节环(9)调节，第二密封圈(7)用于调节基座(4)和后镜筒(8)两者之间的密封，后镜筒(8)用于实现与光室连接及消除杂散光，调节环(9)用于实现透镜固定座(2)的调节和光室气体排放，第三密封圈(10)用于实现滑动环(14)与后镜筒(8)之间的柔性调节，弹簧(11)用于完成顶销(12)往返运动，顶销(12)用于实现调节环(9)的运动，锁拇(13)用于承载弹簧(11)的压力，滑动环(14)用于保证调节环(9)的柔性运动，第四密封圈(15)用于保证透镜固定环(2)和调节环(9)两者之间的密封，透镜基环(16)用于调整透镜(17)，透镜压环(18)用于透镜(17)固定。2.用于ICP光谱仪具有二维可调功能透射式前置光路结构，其特征在于，在调节环9上设计了 6个空气排放孔，对分光系统充氩气的同时排放光室内部空气，限制空气对紫外波段的吸收，降低紫外波段的检出限。
【专利摘要】一种用于ICP光谱仪具有二维可调功能透射式前置光路结构，属于ICP光谱仪分光系统技术领域。包括：前光筒、透镜固定座、密封圈、调节基座、螺套、螺杆、后镜筒、调节环、弹簧、顶销、锁拇、滑动环、透镜基环、透镜压环。通过对前置透镜的二维调节，实时监测探测器接收探测信号值的变化，当探测器的信号达到最大时，即可认为前置透镜的中心孔与入射针孔的中心等高同轴，此时中阶梯光栅光谱仪的光通量实现最大化，保证ICP光谱仪的分析性能最优；同时，在调节环上设计6个空气排放孔，对分光系统充氩气的同时排放光室内部空气，限制空气对紫外波段的吸收，降低紫外波段的检出限，进一步拓宽ICP光谱仪的使用范围。
【IPC分类】G02B7/02, G01N21/01, G01N21/71
【公开号】CN105115960
【申请号】CN201510256595
【发明人】董海洋, 何淼, 赵英飞, 曹海霞, 罗建秋, 唐振山
【申请人】钢研纳克检测技术有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年5月19日