一种多功能光栅光谱仪实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种光栅光谱仪实验装置。
【背景技术】
[0002]光谱仪器是一种分析、测定光辐射频率、强度特性以及其变化规律的仪器。它利用光的色散原理、衍射原理或光学调制原理，使不同频率的光辐射按照一定的规律分解开，形成光谱，同时配合一系列光学、精密机械、电子和计算机系统，完成对光辐射的频率和强度进行精密测定和分析。光谱仪具有分析精度高、测量范围大、速度快等优点。近年来，各种光谱仪器已广泛应用于环境监测、科学实验、社会生产、化学分析、生物医学和光电子功能材料等科研领域。
[0003]光栅光谱仪是一种广泛应用的光学分析仪器。目前生产的各种光谱仪中主要是以单通道和多通道接收光信号为主。单通道光谱仪就是使用步进电机驱动光栅转动从而对波长进行扫描，用光电倍增管接收不同波长的光信号，从而获得波长强度谱。多通道光谱仪就是经过光栅分光后直接由CCD器件进行光信号接收，从而获得波长强度谱。然而，在一台光谱仪中同时采用单通道(PMT)或多通道(CCD器件)接收光信号还没有得到充分的研究。
[0004]光谱仪应用十分广泛及整个产业发展十分迅速，这也意味着社会对这方面人才的需求越来越大，所以，在高校很有必要开设相关课程和实验来加强这方面的基础教育。
【发明内容】
[0005]为了克服已有光谱仪无法同时具有单通道和多通道接收光信号、光谱监测效率较低的不足，本实用新型提供一种同时采用单通道和多通道接收光信号、光谱监测效率较高的多功能光栅光谱仪实验装置。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]—种多功能光栅光谱仪实验装置，包括光路机箱、入射狭缝、准直镜、光栅、聚焦镜、出射狭缝和光接收器件，所述入射狭缝、准直镜、光栅、聚焦镜、出射狭缝形成光路，所述实验装置还包括用于将聚焦后的出射光进行状态选择的工作状态选择器件，所述工作状态选择器件位于所述聚焦镜与出射狭缝之间，所述光接收器件包括光电倍增管和CCD器件，所述光电倍增管与所述出射狭缝连接，所述CCD器件位于所述工作状态选择器件的选择出射方向的接收端。
[0008]进一步，所述工作状态选择器件包括选择反射镜和用于带动所述选择反射镜旋转并在两个工位上变换的选择机构，所述选择反射镜安装在选择机构上，所述选择机构安装在光路机箱内。所述选择机构可以采用旋转结构，通过旋转选择反射镜的位置能实现两个工位变换，例如图2所示，当前状态为将出射光线90°反射到CCD器件中；如果将选择反射镜呈水平状态，则出射光线不通过选择反射镜直接到出射狭缝并进入光电倍增管。
[0009]再进一步，所述实验装置还包括中间反射镜，所述入射狭缝、中间反射镜和准直镜形成入射光路。这是一种优选的结构方式，当然，只要入射狭缝与准直镜进行合理的位置安排，也可以不需要所述中间反射镜。
[0010]更进一步，所述准直镜通过镜片固定装置固定在准直镜架上，所述准直镜架位于准直旋转座上，所述准直旋转座安装在准直升降机构上，所述准直升降机构安装在所述光路机箱内。准直旋转座可以为轴承式结构，准直升降机构可以采用常用的导轨式升降方式，当然，也可以为其他结构。
[0011]所述光栅安装在用于调节光栅倾角的调节装置，所述调节装置通过转轴可转动地安装在光路机箱内，所述转轴与用于控制所述转轴转动的旋转驱动装置连接。
[0012]所述旋转驱动装置包括支臂、丝杠机构和驱动电机，所述丝杠机构包括丝杠和螺母座，所述转轴上固定安装支臂，所述转轴上带有复位扭簧，所述支臂的另一端与挡块靠接，所述挡块位于螺母座上，所述螺母座套装在丝杠上，所述丝杠可转动地安装在所述光路机箱内，所述丝杠的一端安装被动轮，所述被动轮与主动轮传动连接，所述主动轮安装在驱动电机的主轴上，所述驱动电机安装在光路机箱内。上述驱动方式如图6所示，当然，也可以采用其他结构。
[0013]所述聚焦镜通过镜片固定装置固定在聚焦镜架上，所述聚焦镜架位于聚焦旋转座上，所述聚焦旋转座安装在聚焦升降机构上。聚焦旋转座可以为轴承式结构，聚焦升降机构可以采用常用的导轨式升降方式，当然，也可以为其他结构。
[0014]所述实验装置包括遮挡装置，所述遮挡装置位于所述出射狭缝的入口。
[0015]所述遮挡装置包括遮挡板和用于带动遮挡板平移运动的平移机构，所述遮挡板位于所述出射狭缝的入口方向，所述遮挡板与所述平移机构连接。所述平移结构可以采用滑轨式结构，也可以为其他结构。
[0016]本实用新型的技术构思为：由于单通道光谱仪结合了多通道接收器，从而能够同时采集到分布在空间的多个信号，突破了单通道接收的局限，大大提高了光谱监测的效率。
[0017]本实用新型的有益效果主要表现在：。
【附图说明】
[0018]图1是多功能光栅光谱仪实验装置的外部示意图。
[0019]图2是多功能光栅光谱仪实验装置的内部示意图。
[0020]图3是机箱罩壳的示意图。
[0021 ]图4是出射光狭缝遮挡装置的示意图。
[0022]图5是准直镜安装调节装置的示意图。
[0023]图6是光栅安装调节装置的示意图
[0024]图7是步进电机、丝杆装置的示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
[0026]参照图1?图7，一种多功能光栅光谱仪实验装置，包括光路机箱、入射狭缝S1、准直镜M2、光栅G、聚焦镜M3、出射狭缝S2和光接收器件，所述入射狭缝S1、准直镜M2、光栅G、聚焦镜M3和出射狭缝S2形成光路，所述实验装置还包括用于将聚焦后的出射光进行状态选择的工作状态选择器件，所述工作状态选择器件位于所述聚焦镜M3与出射狭缝S2之间，所述光接收器件包括光电倍增管P1和CCD器件Cl，所述光电倍增管P1与所述出射狭缝S2连接，所述CCD器件C1位于所述工作状态选择器件的选择出射方向的接收端。
[0027]进一步，所述工作状态选择器件包括选择反射镜M4和用于带动所述选择反射镜M4旋转并在两个工位上变换的选择机构连接，所述选择反射镜M4安装在选择机构上，所述选择机构安装在光路机箱内。所述选择机构可以采用旋转结构，通过旋转选择反射镜的位置能实现两个工位变换，例如图2所示，当前状态为将出射光线90°反射到CCD器件中；如果将选择反射镜呈水平状态，则出射光线不通过选择反射镜直接到出射狭缝并进入光电倍增管。
[0028]再进一步，所述实验装置还包括中间反射镜Ml，所述入射狭缝S1、中间反射镜Ml和准直镜M2形成入射光路。这是一种优选的结构方式，当然，只要入射狭缝与准直镜进行合理的位置安排，也可以不需要所述中间反射镜。
[0029]更进一步，所述准直镜M2通过镜片固定装置固定在准直镜架上，所述准直镜架位于准直旋转座上，所述准直旋转座安装在准直升降机构上，所述准直升降机构安装在所述光路机箱内。准直旋转座可以为轴承式结构，准直升降机构可以采用常用的导轨式升降方式，当然，也可以为其他结构。
[0030]所述光栅G安装在用于调节光栅倾角的调节装置，所述调节装置通过转轴可转动地安装在光路机箱内，所述转轴与用于控制所述转轴转动的旋转驱动装置连接。
[0031]所述旋转驱动装置包括支臂、丝杠机构和驱动电机，所述丝杠机构包括丝杠和螺母座，所述转轴上固定安装支臂，所述转轴上带有复位扭簧，所述支臂的另一端与挡块靠接，所述挡块位于螺母座上，所述螺母座套装在丝杠上，所述丝杠可转动地安装在所述光路机箱内，所述丝杠的一端安装被动轮，所