专利名称：分光光度计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种谱仪，该谱仪与一个电磁波强度检测器和一个液槽、一个流通槽或一个样品托架一起使用，在某一特定的波长下和/或某一特定的波长范围内，该谱仪测量一样品的电磁波吸收或反射。这种谱仪包括若干种仪器，这些仪器通常分为以下几类紫外分光光度计、可见光分光光度计、红外光谱仪、原子吸收光谱仪、质谱仪和电子自旋共振谱仪。
应用最广泛的谱仪是紫外-可见光分光光度计，在本说明书中称之为分光光度计。
一分光光度计的主要部件包括一光源部分和一将光分离成为它的光谱成份的分光镜部分。在所述光源部分中，一般将一些灯和一光源转换机构设置在一框架上。在所述分光镜部分，将单色器，例如，光栅或棱镜和波长转换机构，设置在一个框架上。
通常，这样一种框架是用金属制成的，并且通过板金加工、金属切削工艺或铸造加工成特定的形状。由于金属不容易加工，一个框架的加工，就不能达到一分光光度计对其框架所要求的精度。因此，制作一台带这样框架的分光光度计需要许多部件，并且需要在这些部件安装到所述框架上之后，作进一步调整。
结果，制作框架，以及在组装过程中调整上述分光光度计，要花费很长时间。因此，一分光光度计的质量控制是困难的，而且成本也高。
为了克服上述困难，已经对框架作了某些改进。图8给出了一通常的分光光度计的一个例子。一框架51是用金属制成的，它提供了精加工过的分光光度计基座。一个灯及反光镜53和单色器机构54被安装在框架51上。提供了一个罩52，用于复盖整个分光光度计。这种类型的分光光度计能保持上述各部件之间的位置精度，以便容易控制最终产品的质量。然而，由于框架51又大又重，把上述所有的部件安装在它上面是耗费时间的。此外，单独地调整、检查和修理上述光源部分和分光镜部分是困难的。因此，在这样一种分光光度计的生产中，总的来说，生产率降低了。
图9给出了一通常的分光光度计的另一个例子。一个灯和反光镜53被安装在一框架55上，此框架55是用金属制造的。各分光镜部件和机械结构被安装在一个单独的框架56上，该框架56也是用金属制造的。光源部分的框架55和分光镜部分的框架56安装在一个单独的主框架51上，这框架51也是用金属制造的。设置了一个罩52用来复盖整个分光光度计。这些必需的部件容易安装在这种类型的分光光度计的两个框架上。此外，对于每一部分，可以单独进行调整、检查和修理。然而，当每一部分都安装在这个主框架51上时，必须把每一部分固定在一个精确的位置上，并且用一些导线将彼此连接。然而，在一个长的时间间隔内，准确地保持此精确的定位是困难的。
本发明的一个主要目的是提供一种用于分光光度计的框架材料，该材料可以以很高的精度被加工，并且，在很长的使用周期内和高温下，保持其形状。
本发明的另一个目的是提供一种用于分光光度计的框架或其中的一部分，该框架同一定位装置一起安装，此定位装置用以将若干部件定位于其上。该定位装置包括一些特征，例如，若干凸台、孔、凹槽、梯阶和锁销，结果该框架使得容易将每一个必需的部件安装在准确的连接位置。
本发明的另一个目的是提供一种用于分光光度计的框架或其中的一部分，其中，上述定位装置包括一调整装置，用于将每个部件在它的位置上，如一些凸台、孔及凹槽上，调整成一特定方位。
本发明的另一个目的是提供一种用于分光光度计的框架，该框架具有盒式结构，以便保护该框架不受变形或扭曲。
以上这些目的是根据本发明的原理完成的，在本发明中，一分光光度计的框架是用一种玻璃纤维增强不饱和聚酯(GFRP)制造的。所述GFRP是用作为一种基体树脂的一种不饱和聚酯和作为一种调节剂的一种玻璃纤维制造的、一种塑料。所述GFRP可以用作一整体模压复合物，并用模压工艺加工成为特定的形状。GFRP可以很容易地以±0.01毫米的允许偏差加工成指定的形状。上述用GFRP制造的框架，在很长的时期内，保持其形状在以上允许偏差之内。它还具有耐热性，以便该框架在承受大约100℃温度时，保持其形状，这一温度通常出现在一分光光度计的光源部分。此外，上述用GFRP制造的框架，可以同一个用于把安装在其上的若干部件定位的定位装置，并同一个用于将每一部件调整到它的对准中心的调整装置一起安装，在所述对准中心，它已被以±0.01毫米的允许偏差定位，这偏差通常满足了一分光光度计对精度的要求。结果，组装和检验该产品的生产工艺，就可以容易、有效地完成，从而增加了生产此分光光度计的生产率。
进一步的细节，在下面借助了附图中所显示的那些例子来加以说明，在这些附图中
图1是本发明的分光光度计的一幅平面图;
图2是沿图1的分光光度计的A-A′线的一幅断面图;
图3显示了一分隔平板，此平板带有一用于光入射的狭缝及定位于光源部分和分光镜部分之间的一滤光镜机构;
图4是一幅旋转反光镜的一支撑部件的断面图，该旋转反光镜是上述光源部分的部件;
图5是用于上述入射光的一个狭缝的一幅透视图;
图6是一光监控器机构的一幅断面图，该机构是上述分光镜部分的部件;
图7是用于一个半镀银的反光镜的一支撑部件的、一幅透视图，该反光镜用于图6的光监控器机构;
图8是一通常的分光光度计的一幅断面图;
图9是一通常的分光光度计的一幅断面图;
上述GFRP可以利用模压工艺，以±0.01毫米的允许偏差，加工成特定形状。该GFRP的热变形可能在200℃左右时出现。此GFRP不会生锈。这GFRP与金属相比，还是一种轻的材料。该GFRP可以从日本东京的Asahi玻璃公司得到，其商品名称是“Rosite”，这是美国印地安那洲的Lafayette的Rostone公司在日本的注册商标。这种GFRP的性能随调节剂的量和种类而变化。一种这样的调节剂就是玻璃纤维。如果上述玻璃纤维含量超过20%，那么，所述模压工艺将是困难的。如果所述玻璃纤维的含量太少，那么，上述GFRP的性能就变得与所述不饱和聚酯的性能一样，结果就不可能获得上述框架所需要的性能，例如，硬度和耐热性。所述GFRP的理想的玻璃纤维含量是5%到20%，并且最好是15%。含15%玻璃纤维的上述GFRP，可以从Asahi公司获得，其商品名称是Rosite 3550C。这种材料对于本发明的框架来说是最好的。下表包括所述GFRP的某些性能，该GFRP是由Asahi公司提供的。
表性能 ASTM试验 单位 3500A 3550C玻璃纤维含量 % 5 15比重 D792 2.08 1.94水吸收24小时 D570 % 0.1 0.1抗挠强度 D790 Kg/mm27 13弯曲疲劳强度 D790 kg/mm21050 1100屈服应力 D695 kg/mm213 15抗拉强度 D638 kg/mm23.4 4切口伊佐德氏冲 D256 FtLb/IN 2 4击强度介电强度 D149 KV/mm 12 12介电常数60Hz D150 5.2 5.2介电常数106Hz D150 4.9 4.9耗散因数103Hz D150 0.018 0.018耗散因数106Hz D150 0.011 0.011直流电阻率 D257 1014Ωcm 2 2耐电弧性 D495 sec 190-240 180-225
热弯曲264PSI D648 ℃ 200 200最大连续工作 D794 ℃ 150 150温度可燃性(UL-94) D635 sec 不能燃烧的 不能燃烧的V-0 V-0可燃性(UL-94) D229 sec 不能燃烧的 不能燃烧的-诱发时间(热线式的) D229 sec 231 126-燃烧时间(热线式的) D229 sec 39 52热导率 C177 10-4cal/sec/℃/cm322 22线膨胀系数 D696 10-5cm/cm/℃ 2 2-氧指数- D2863 % 62 53上述GFRP通常用作一整体模压复合物，并被加工成所述框架。一种转移制作工艺用来进行这种加工。这转移制作工艺包括首先予热所述整体模压复合物，然后将该复合物填入一熔锅中，该熔锅是一个同模具连通的腔室。然后，将两模压块固定在一起，上述模压复合物靠活塞的作用，从所述熔锅，被配置进所述模压块中，而后，放置一段时间后，上述模压复合物变硬，最后，所述框架被从上述模压块中拉出。
参看图1，用GFRP制造的一框架1，为一光源部分(一般用70表示)和一分光镜部分(一般用71表示)这样两部分，提供了一个基座。框架1具有一无盖盒的形状，以便容易将所有必需的部件从上面的开口安装，并且容易将该盒子密封，此盒子的各个壁有助于加强上述框架的刚性。该框架宽度为190毫米，长为223毫米，高为76毫米。框架1的所述基座的平均厚度为4毫米，所述壁的厚度为4毫米，总重量为564克。
在光源部分70中，有一氘灯2，用于提供紫外光，还有一卤素灯3，用于提供可见光。设置一旋转反光镜4，用于将光源由氘灯2转换为卤素灯3，或者反过来。用于氘灯2的一个插座13借助于框架1上的一凸台14固定在它的位置上。用于卤素灯3的一个插座16借助于框架1上的一锁销15固定在它的位置上。参看图4，旋转反光镜4的轴向支撑转轴插入上、下轴承座12的中心孔。轴承座12借助于框架1上的轴衬套11固定在它们的位置上。
电气接线，如用于这些灯的一些导线，由安装在框架1上的夹子60引导。
在框架1的上述壁上，在光源部分70的周围，有一折射板17，折射板17基本上抑制了由上述那些灯产生的热。折射板17借助于形成在框架1的所述壁上的槽18，被固定在它的位置上。
光源部分70和分光镜部分71被一分隔平板10隔开，该分隔板10与框架1分开安装。参考图3，用于入射光(-5？？-)的一滤光器(-或狭缝-？？)和一滤光器转换机构6安装在所述分隔平板10上。
由于上述GFRP在通过上述模压工艺加工时具有适当的流动性，因而，容易通过模压工艺同时加工两个或多个部件。此外，还容易加工尺寸不同的部件，例如，框架1和分隔平板10。在这个最佳实施例中，框架1和分隔平板10是用同一模具同时加工的，分隔平板10的宽为80毫米，长为70毫米，厚度为5毫米。
在分光镜部分71中，单色器7包括一个光栅和一个使该光栅转动的转动机构。单色器7制作成一个独立的单元、并固定在框架1上的一个孔20中定位。在单色器7和用于出射光的一个狭缝9之间，有一光强监控器，该监控器测量上述出射光一部分的强度。参考图6和图7，所述光强监控器包括一个半镀银反光镜26和一检测器22。该半镀银反光镜26与一光路成45度角置于该光路中。上述出射光的一部分被半镀银反光镜26反射，这被反射的光传到检测器22。为了恰当地确定半镀银反光镜26的位置，在框架1上制作两个壁27。这两个壁27的边缘有一45度角，在这个45度角上加工有一梯阶28。半镀银反光镜26定位于梯阶28中并用粘合剂固定，该粘合剂是一种环氧树脂，被称为“Araldite”(氯甲代氧丙环和异亚丙基双酚的一种反应产物的Ciba-Geigy商标)。
一个盖子19盖住并密封分光镜部分7，其中盖子17具有一用于与框架1的上述壁的上部及分隔平板10接合的槽。
图5显示了用于入射光的所述狭缝5。一薄金属板62带有一狭缝，该狭缝是利用蚀刻工艺加工的。对于用于入射光的这个狭缝，此薄金属板62被定位于分隔平板10上的一个凹槽中，并用一种粘合剂固定，该粘合剂是一种被称为“Araldite”的环氧树脂。
用于上述出射光的所述狭缝具有类似的结构。对于此用于出射光的狭缝9，一薄金属板被定位于加工在框架1的所述壁上的一凹槽中、并用一种粘合剂固定，该粘合剂与以上所述粘合剂相同。
在图2中，给出了一块含有检测器22的印刷电路板，提供该电路板的目的是在分光镜部分71中提供电气连接，例如，为用于上述单色器的一个马达和检测器22提供电气连接。这含有检测器22的印刷电路板借助一凸台23固定在它的位置上，该凸台23安装在框架1上、并用螺栓固定。
在图1中，提供了一块印刷电路板24，目的是在光源部分70中提供电气连接，例如，为用于上述灯转换机构的一个马达提供电气连接。该印刷电路板24利用一凸台25，固定在它的位置上，该凸台安装在框架1上、并用螺栓固定。
一些凸台21被制作在框架1上，提供它们的目的在于，借助于最终产品的基座，将上述分光光度计整体安装在正确位置。
提供一液体槽用于样品液体，此液体槽和一光强检测器被定位在光出射口狭缝9之后，该狭缝9在图上没有示出。
以上所述分光光度计，在一个框架上，包括所有必需的那些部件。然而，对于一个分光光度计来说，也可以使用两个或多个单独的、用GFRP制造的框架。
在一些具体说明的实施例中，可以进行若干变动和改进，而不会背离本发明的范围，打算使此范围只受所附的那些权利要求的范围的限制。
权利要求
1.一种谱仪，包括一用玻璃纤维增强不饱和聚酯制成的框架；一安装在所述框架上并产生电磁波的能源；一用于将所述电磁波分离成为一些波谱成分的分离装置，所述分离装置安装在所述框架上；以及一用于检测上述那些波谱成分强度的检测装置。
2.根据权利要求1所述的谱仪，其特征在于所述框架进一步包括用于所述能源和所述分离装置在上述框架上定位的一定位装置，其中该定位装置装配在所述框架上。
3.根据权利要求2所述的谱仪，其特征在于所述定位装置进一步包括用于将所述能源和所述分离装置的每一个调整到它们各自位置上一特定方位的、一调整装置，其中所述调整装置安装在所述框架上。
4.根据权利要求3所述的谱仪，其特征在于所述框架还包括一基座，环绕该基座周围构成的一些壁。
5.根据权利要求3或4所述的谱仪，其特征在于所述能源是从以下一组灯中选出的一种，该组灯包括卤素灯、氘灯和钨灯。
6.一种分光镜，包括一用玻璃纤维增强不饱和聚脂制成的框架;一安装在所述框架上的单色器。
7.一种制造谱仪的方法，包括以下步骤将玻璃纤维增强不饱和聚酯加热至熔点;将熔化的所述玻璃增强不饱和聚酯放入用于一谱仪的框架的、一些模块;从上述那些模块中取出所述框架;以及将一能源和一分离装置安装到所述框架上。
全文摘要
本发明涉及一种谱仪，该谱仪与一个电磁波强度检测器和一个液槽、一个流通槽或一个样品托架一起使用，在某一特定的波长下和/或某一特定的波长范围内，该谱仪测量一样品的电磁波吸收或反射。所述的谱仪包括一用玻璃纤维增强不饱和聚酯制成的框架；一安装在所述框架上并产生电磁波的能源；一用于将所述电磁波分离成为一些波谱成分的分离装置，所述分离装置安装在所述框架上；以及一用于检测上述那些波谱成分强度的检测装置。
文档编号G01J3/02GK1051424SQ9010867
公开日1991年5月15日 申请日期1990年9月29日 优先权日1989年9月30日
发明者安藤修 申请人:株式会社岛津制作所