专利名称：无需调整的原子吸收光谱仪新型波长转换机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及成分分析仪器，特别是一种无需调整的原子吸收光谱仪新型波长转换机构。
背景技术：
原子吸收光谱仪不同元素分析线的波长转换采用机械式正弦机构，用波长线性扫描的方式来实现。波长转换机构作为原子吸收光谱仪中的核心部件直接决定了仪器的波长精度、重现性、稳定性和可靠性。典型的机械式正弦机构如
图1，光栅(I)垂直安装在转台上，与转台(2)径向连接的正弦杆(8)，同轴连接有钢珠(6)，与正弦杆(8)成直角方向的丝杆(4)上安装有滑块(5 )，滑块(5 )与钢珠(6 )紧密接触，丝杆(4)的驱动机构(9 )与计算机(CPU)连接，单片机通过驱动机构驱动丝杆，带动滑块移动，通过与其接触钢珠推动正弦杆，带动光栅转台旋转，实现波长线性扫描，达到波长转换目的。这种典型正弦机构结构复杂，传动环节和相关零件数多，传动链长，加工工作量大且精度要求高，又难以彻底消隙，仪器不可避免温升，即使在固定波长位置仍会引起光栅转台微小转动，从而造成波长漂移，影响最终检测数据的稳定与可靠。
发明内容本实用新型为了克服原子吸收光谱仪的机械式正弦机构结构复杂、传动环节多、存在“温漂”和机械稳定性差的技术问题，针对“原吸”检测的仅仅是分立原子线状光谱线，提供一种由计算机控制蜗轮蜗杆直接传动光栅径向消隙转台实现不同元素分析线快速转换的无需调整的原子吸收光谱仪新型波长转换机构。本实用新型解决其·技术问题所采用的技术方案是:由计算机控制步进电机，通过弹性联轴节直接驱动轴向消隙蜗杆，带动装有蜗轮和光栅的径向消隙转台旋转，蜗轮蜗杆啮合依靠拉簧达到径向自动消隙，其特征在于:由计算机控制步进电机，通过弹性联轴节直接驱动轴向消隙蜗杆，带动装有光栅和蜗轮的径向消隙转台，内装轴向消隙蜗杆的蜗杆座通过其下方转轴与右侧拉簧安装在径向消隙转台外壳中，在拉簧的作用下可在外壳中绕转轴平稳微动，径向消隙转台外壳又与装有光栅和90°扇形斜齿轮的径向消隙转台一起固定在底板上，实现轴向消隙蜗杆与90°扇形斜齿轮啮合，达到径向全程自动消隙。由计算机控制步进电机通过弹性联轴节直接驱动蜗杆，带动装有光栅和蜗轮的径向消隙转台，内装轴向消隙蜗杆的蜗杆座通过其下方转轴和右侧拉簧(也可以是片簧或磁钢)安装在转台外壳中，并在拉簧作用下可在外壳中绕转轴平稳微动，转台外壳又与装有光栅和90°扇形斜齿轮的径向消隙转台一起固定在底板上，由于拉簧(也可以是片簧或磁钢)的作用实现轴向消隙蜗杆与90°扇形斜齿轮啮合，达到径向全程自动消隙。波长转化机构原理简述如下:由光栅方程:d (Sin a +Sin β ) = mA ,可推导出光栅转角公式:Sin θ λ=ηιλ/2dcos(l5,其中λ为单色光波长,d为光栅常数,m为光栅级数,用I级，平面光栅单色仪入射、出射光夹角固定，为2Φ，λ波长时光栅相对于O级光谱的转角设为θλ。由于φ、(1均为定值，m取定值1，因此5化0入与λ成正比，即可通过光栅旋转改变转角实现不同元素波长转化的效果，二计算机只需根据公式计算出λ I到λ 2的步进数并控制步进电机直接驱动轴向消隙蜗杆，带动90°扇形斜齿轮和光栅旋转，便能实现λ I到λ 2的波长转换。本实用新型的有益技术效果在于:1、仪器不可避免的温升和震动，在拉簧的作用下，仅仅造成轴向消隙蜗杆相对90°扇形斜齿轮的径向位置微小改变，从而避免90°扇形斜齿轮和光栅的微小转动，消除了仪器“温漂”，也达到了机械稳定和工作可靠。2、与正弦机构相比，传动环节和相关零件数少了三分之二，容易实现高波长精度和重现性，无需调整并减少加工工作量和难度。3、无需调整，能够实现“原吸”不同元素分析线波长快速转换，操作简便。
以下结合附图对本实用新型进一步说明。图1为原子吸收光谱仪典型正弦机构的结构示意图。图2为本实用新型的结构示意图。图1中:光栅I ;转台2 ;丝杆4 ;滑块5 ;钢珠6 ;正弦杆8 ;驱动机构9 ;计算机CPU。图2中:步进电机11 ;弹性联轴节12 ;转轴13 ;轴向消隙蜗杆14 ；90°扇形斜齿轮15 ;拉簧16 ;蜗杆座17 ;转台外壳18 ;底板19 ;径向消隙转台20 ;光栅G。
具体实施方式
如图2所示，一种无需调整的原子吸收光谱仪新型波长转换机构，由计算机控制步进电机，通过弹性联轴节直接驱动轴向消隙蜗杆，带动装有蜗轮和光栅的径向消隙转台旋转，蜗轮蜗杆啮合依靠拉簧达到径向自动消隙，其特征在于:由计算机控制步进电机
(11)，通过弹性联轴节(12)直接驱动轴向消隙蜗杆(14)，带动装有光栅(G)和蜗轮(15)的径向消隙转台，内装轴向消隙蜗杆(14)的蜗杆座(17)通过其下方转轴(13)与右侧拉簧安装在径向消隙转台外壳中(18)，在拉簧(16)的作用下可在外壳中绕转轴(13)平稳微动，径向消隙转台外壳(18)又与装有光栅(G)和90°扇形斜齿轮(15)的径向消隙转台
(20)一起固定在底板(19)上，实现轴向消隙蜗杆(14)与90°扇形斜齿轮(15)啮合，达到径向全程自动消隙。本实用新型只需由计算机根据光栅方程所推导的公式、步进电机步进角和蜗轮蜗杆传动比计算出从元素分析线波长λ I转换到元素分析线波长λ 2时步进电机应走的步进数，即:(θ λ I — θ λ 2) X蜗轮蜗杆传动比+步进电机步进角。通过计算机根据以上计算结果控制步进电机直接驱动轴向消隙蜗杆带动90°扇形斜齿轮和光栅旋转，即可完成元素分析线波长λ I到元素分析线波长λ 2的转换。以上对本实用新型叙述 是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员如在权利要求限定精神与范围内对其仿造、修改、变化或等效，均将落入本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种无需调整的原子吸收光谱仪新型波长转换机构，由计算机控制步进电机，通过弹性联轴节直接驱动轴向消隙蜗杆，带动装有蜗轮和光栅的径向消隙转台旋转，蜗轮蜗杆啮合依靠拉簧达到径向自动消隙，其特征在于:由计算机控制步进电机(11)，通过弹性联轴节(12 )直接驱动轴向消隙蜗杆(14 )，带动装有光栅(G)和蜗轮(15 )的径向消隙转台，内装轴向消隙蜗杆(14)的蜗杆座(17)通过其下方转轴(13)与右侧拉簧(16)安装在径向消隙转台外壳中(18)，在拉簧(16)的作用下可在外壳中绕转轴(13)平稳微动，径向消隙转台外壳(18 )又与装有光栅(G)和90 °扇形斜齿轮(15 )的径向消隙转台(20 ) —起固定在底板(19)上，实现轴向消隙蜗杆(14)与90°扇形斜齿轮(15)啮合，达到径向全程自动消隙。
2.根据权利要求1所述无需调整的原子吸收光谱仪新型波长转换机构，其特征在于:所述计算机控制蜗轮蜗杆直接传动光栅径向消隙转台中的蜗轮是专为原子吸收光谱仪批量生产量身打造的90°扇形斜齿轮(15)。
3.根据权利要求1所述无需调整的原子吸收光谱仪新型波长转换机构，其特征在于:所述由计算机控制步进电机，通过弹性联轴节直接驱动轴向消隙蜗杆，带动装有蜗轮和光栅的径向消隙转台旋转，蜗轮蜗杆啮合依靠拉簧、片簧或磁钢实现径向自动消隙。
4.根据权利要求1所述无需调整的原子吸收光谱仪新型波长转换机构，其特征在于:所述由弹性联轴节直接的驱动轴向消隙蜗杆中的联轴节为弹性联轴节(12)，步进电机轴通过其实现与蜗杆无 空回弹性连接。
专利摘要本实用新型提供一种无需调整原子吸收光谱仪的新型波长转换机构，由计算机控制步进电机11，通过弹性联轴节12直接驱动蜗杆14，带动装有光栅G和蜗轮的径向消隙转台20，内装轴向消隙蜗杆14的蜗杆座17通过其下方转轴13与右侧拉簧16安装在转台外壳18中，在拉簧16作用下可在外壳18中绕转轴13平稳微动，转台外壳18又与转台20一起固定在底板19上，实现蜗杆14与作为蜗轮的90°扇形斜齿轮15啮合径向全程自动消隙，计算机只需根据公式计算出元素分析线波长λ1到波长λ2步进电机应走步进数，并控制步进电机按步进数直接驱动蜗杆，带动90°扇形斜齿轮和光栅旋转，便可完成元素分析线波长λ1到波长λ2的转换。
文档编号G01N21/01GK203101263SQ20132001523
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月13日 优先权日2013年1月13日
发明者宋友才, 吕竹青 申请人:宋友才, 吕竹青