專利名稱:一種看譜鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及光學(xué)領(lǐng)域,特別涉及一種看譜鏡。
背景技術(shù):
目前國內(nèi)外市場上的看譜鏡以玻璃棱鏡式為主,檢驗(yàn)人員通過玻璃棱鏡式的看譜鏡對檢測物件進(jìn)行檢測。發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下的缺點(diǎn)和不足玻璃棱鏡加工工藝復(fù)雜、制作成本高、加工精度要求高,調(diào)試時(shí)間長;并且,看譜鏡大多在露天惡劣的工業(yè)現(xiàn)場使用,玻璃棱鏡色散出的譜線不清晰,亮度較低,影響了檢測人員對譜線強(qiáng)度的判斷,從而增大了對金屬元素含量鑒定的誤差,影響了檢測分析精度。隨著市場上被檢測物件數(shù)量越來越大,金屬種類越來越多,檢測人員對檢測速度和精度越來越高的要求,急需對棱鏡式看譜鏡進(jìn)行升級改進(jìn),以滿足市場的需要,緊跟工業(yè)生產(chǎn)的節(jié)奏。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種看譜鏡,該看譜鏡實(shí)現(xiàn)了檢測迅速、制作成本低、譜線清晰和檢測精度準(zhǔn)確,為了達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種看譜鏡,包括光學(xué)成像系統(tǒng),所述光學(xué)成像系統(tǒng)包括保護(hù)玻璃、反射鏡、聚光鏡、外監(jiān)測窗反光鏡、狹縫、準(zhǔn)直物鏡、衍射光柵、反射棱鏡、調(diào)焦物鏡、場鏡、視場光欄和目鏡,入射光源經(jīng)所述保護(hù)玻璃照射到所述反射鏡上產(chǎn)生激發(fā)光,所述激發(fā)光通過所述聚光鏡的聚光后通過所述外監(jiān)測窗反光鏡后照射到所述狹縫上形成入射光點(diǎn);所述入射光點(diǎn)依次照射到所述準(zhǔn)直物鏡和所述衍射光柵后形成光譜帶;所述光譜帶通過所述準(zhǔn)直物鏡后照射到所述反射棱鏡產(chǎn)生分光后的光譜帶;所述分光后的光譜帶射入到所述調(diào)焦物鏡上,通過所述場鏡及所述視場光欄的切割使所述分光后的光譜帶成像到所述目鏡上。所述狹縫的寬度為0. 01mm。所述看譜鏡的尺寸為620 X 120 X 170mm,重量為3. 1kg。所述衍射光柵為1200條/mm、閃耀波長為500nm ;所述準(zhǔn)直物鏡的焦距為沈0讓,放大率為1/8.7。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案的有益效果是本實(shí)用新型提供了一種看譜鏡,該看譜鏡用衍射光柵替換玻璃棱鏡作為光路色散光學(xué)器件,使看譜鏡內(nèi)的光學(xué)結(jié)構(gòu)更加緊湊合理,調(diào)試更簡易,并且通過減輕看譜鏡的重量,使得移動更加方便,光譜視場更加寬大清晰、譜線亮度高以及檢測分析結(jié)果更精確。
[0013]圖1為本實(shí)用新型提供的看譜鏡內(nèi)的光學(xué)成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本實(shí)用新型提供的一種看譜鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中所列部件列表如下所示1 觀察窗;2 連接筒;[0017]3 亮度調(diào)節(jié)手柄;4 光學(xué)成像系統(tǒng);[0018]5 波長鼓輪;6 護(hù)眼罩;[0019]7 調(diào)焦旋鈕;8 手把;[0020]9 遙控開關(guān);10 電極架[0021]11 圓盤電機(jī)架;12 弧光點(diǎn);[0022]13 保護(hù)玻璃;14:反射鏡;[0023]15 聚光鏡;16 外監(jiān)測窗反光鏡[0024]17 狹縫;18 準(zhǔn)直物鏡;[0025]19 衍射光柵;20 反射棱鏡;[0026]21 調(diào)焦物鏡;22 場鏡;[0027]23 視場光欄;24 目鏡。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。衍射光柵19是利用多縫衍射原理使入射光源發(fā)生色散(分解為光譜)的光學(xué)元件。它是一塊刻有大量平行等寬、等距狹縫(刻線)的平面玻璃或金屬片。衍射光柵19的狹縫數(shù)量很大,一般每毫米幾十至幾千條。單色平行光通過衍射光柵19每個縫的衍射和各縫間的干涉,形成暗條紋很寬、明條紋很細(xì)的圖樣,這些銳細(xì)而明亮的條紋稱作譜線。譜線的位置隨波長而異,當(dāng)復(fù)色光通過衍射光柵19后,不同波長的譜線在不同的位置出現(xiàn)而形成光譜。復(fù)色光通過衍射光柵19形成光譜是單縫衍射和多縫干涉的共同結(jié)果。衍射光柵19的分光性能由衍射光柵的光譜級次K和衍射光柵的結(jié)構(gòu)參量(衍射光柵常數(shù)d和狹縫總數(shù)N)決定,衍射光柵的光譜一般有多級,每級對應(yīng)一套光譜,在鄰級光譜之間會發(fā)生重疊現(xiàn)象,測量波段受自由光譜范圍的限制。衍射光柵19比棱鏡容易獲得較大的色散而且色散也比較均勻。因此,使用衍射光柵19作為看譜鏡的色散光學(xué)器件,將大大提高分析譜線的分辨率,光譜范圍更寬,視場更加清晰,分析精度更加準(zhǔn)確。因此,選擇精確規(guī)格的衍射光柵,以及對看譜鏡內(nèi)準(zhǔn)直物鏡18的校正,使整套看譜鏡達(dá)到最優(yōu)化。一種看譜鏡,包括光學(xué)成像系統(tǒng)4,光學(xué)成像系統(tǒng)4包括保護(hù)玻璃13、反射鏡14、聚光鏡15、外監(jiān)測窗反光鏡16、狹縫17、準(zhǔn)直物鏡18、衍射光柵19、反射棱鏡20、調(diào)焦物鏡21、場鏡22、視場光欄23和目鏡M,入射光源經(jīng)保護(hù)玻璃13照射到反射鏡14上產(chǎn)生激發(fā)光,激發(fā)光通過聚光鏡15的聚光后通過外監(jiān)測窗反光鏡16后照射到狹縫17上形成入射光點(diǎn);入射光點(diǎn)依次照射到準(zhǔn)直物鏡18和衍射光柵19后形成光譜帶;光譜帶通過準(zhǔn)直物鏡18后照射到反射棱鏡20產(chǎn)生分光后的光譜帶;分光后的光譜帶射入到調(diào)焦物鏡21上,通過場鏡22及視場光欄23的切割使分光后的光譜帶成像到目鏡M上。[0032]其中,通過目鏡M,就能看到清晰明亮的光譜譜線了,通過衍射光柵19的角度轉(zhuǎn)動得到光譜譜線的波長變化。其中,入射光源由電弧與樣品激發(fā)產(chǎn)生的弧光點(diǎn)1發(fā)出。進(jìn)一步地,由于高弧電源激發(fā)的光強(qiáng)強(qiáng)度非常強(qiáng),為了使光譜明亮清晰的同時(shí)又不閃耀人眼,狹縫17的寬度優(yōu)選為0. 01mm。進(jìn)一步地,為了使整套看譜鏡達(dá)到最優(yōu)化,本實(shí)用新型實(shí)施例中的衍射光柵19為1200條/mm、閃耀波長為500nm ;準(zhǔn)直物鏡18的焦距為沈0讓,放大率為1/8. 7。進(jìn)一步地,為了減少重量,方便攜帶,本實(shí)用新型實(shí)施例優(yōu)選看譜鏡的尺寸為620 X 120 X 170mm,重量為 3. 1kg。下面結(jié)合圖2描述看譜鏡的整體結(jié)構(gòu)、工作原理和使用方法,詳見下文描述看譜鏡包括觀察窗1、連接筒2、亮度調(diào)節(jié)手柄3、光學(xué)成像系統(tǒng)4、波長鼓輪5、護(hù)眼罩6、視度調(diào)節(jié)器7、手把8、遙控開關(guān)9、電極架10和圓盤電機(jī)架11,連接筒2的下部裝有可轉(zhuǎn)動的反射鏡14、聚光鏡15和保護(hù)玻璃13,保護(hù)玻璃座可方便的旋下,以更換保護(hù)玻璃13,通過螺釘可調(diào)整反射鏡14的左右轉(zhuǎn)動,以適應(yīng)入射光源的左右變化。入射光源的光斑位于觀察窗1的中間,連接筒2用工程塑料制成,能保證電極、接觸板主體相互絕緣。亮度調(diào)節(jié)手柄3轉(zhuǎn)動時(shí)通過絲繩拉動反射鏡14旋轉(zhuǎn)用以調(diào)節(jié)因入射光點(diǎn)上下位置變化,而引起的亮度變化。轉(zhuǎn)動波長鼓輪5時(shí)可通過看譜鏡內(nèi)部的凸輪結(jié)構(gòu)推動衍射光柵19旋轉(zhuǎn),使不同波長的曲線進(jìn)入視場,同時(shí)自動補(bǔ)償調(diào)焦量。護(hù)眼罩6起遮擋外界雜光用,通過轉(zhuǎn)動視度調(diào)節(jié)器7可使不同視度的人獲得清晰的光譜像。電極架10與電源的正極(火線)相連,松開手把8,可迅速更換棒狀電極或圓盤電極架11。電源線從手把8內(nèi)部通過,遙控開關(guān)9裝在手把8上,按下遙控開關(guān)9后電源被接通,電弧發(fā)生器啟動,電極間產(chǎn)生電??;松開遙控開關(guān)9電源即被切斷,電弧熄滅。其中,看譜鏡的工作原理為電弧發(fā)生器或火花發(fā)生器(激發(fā)光源),使被分析物質(zhì)和電極之間產(chǎn)生電弧或火花,被分析的物質(zhì)及組成電極的物質(zhì)被電弧或火花激發(fā)射出入射光源來,此入射光源進(jìn)入看譜鏡后,經(jīng)過衍射光柵19散射形成按波長次序排列的光譜帶。不同元素被激發(fā)時(shí),所形成的光譜帶互不相同,觀察不同元素在光譜帶上的區(qū)別,即可測定被分析物質(zhì)的化學(xué)成份。當(dāng)光譜帶中出現(xiàn)某一種元素的特征譜線時(shí),即表明試樣中有這種元素的存在,利用光譜線的亮度,可確定該元素含量的多少。其中,看譜鏡的使用方法具體為將看譜鏡的接觸板座接觸到被測物質(zhì)表面,將電極的極距調(diào)到距被測物質(zhì)2至3毫米,按動裝在手把8上的遙控開關(guān)9,使電弧激發(fā)、產(chǎn)生入射光源,入射光源進(jìn)入到看譜鏡光路中,用眼觀測目鏡M有無光譜帶出現(xiàn)。如果沒有,應(yīng)將波長鼓輪5調(diào)到0對45處,此時(shí)應(yīng)產(chǎn)生綠色圖譜。如果沒有光譜帶產(chǎn)生,可調(diào)節(jié)亮度調(diào)節(jié)手柄3使光譜帶照射到目鏡M上直到有光譜帶出現(xiàn)為止;微調(diào)目鏡M的調(diào)節(jié)鈕可使指針更清晰,便于觀察光譜帶的波長位置;調(diào)節(jié)調(diào)焦旋鈕7可使光譜譜線焦距變化從而適應(yīng)視力不同人員。通過轉(zhuǎn)動波長鼓輪5可使光譜帶轉(zhuǎn)動到所需要分析元素的位置,該看譜鏡用于分析以下主要元素鋼中的Cr、W、Mn、V、Mo、Ni、Co、Ti、Al、Nb、Zr、Si、Cu 等;銅合金中的Zn、Ag、Ni、Mn、Fe、Pb、Sn、Al、Be、Si 等;鋁合金中的MgACiuMnJeASLSn 等。[0044]通過試驗(yàn)驗(yàn)證,該看譜鏡的主要應(yīng)用的范圍和技術(shù)指標(biāo)具體為可見光波長390 700nm ;分辨本領(lǐng)目視可分辨如下線對 Fe :507. 72nm、507. 98nm ;Mn :476. 59nm、476. 64nm ;靈敏度V :437. 92nm、含量 0. 04% ;Si :634. 70nm、含量 0. 25%。綜上所述,本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種看譜鏡,該看譜鏡用衍射光柵替換玻璃棱鏡作為光路色散光學(xué)器件,使看譜鏡內(nèi)的光學(xué)結(jié)構(gòu)更加緊湊合理,調(diào)試更簡易,并且通過減輕看譜鏡的重量,使得移動更加方便,光譜視場更加寬大清晰、譜線亮度高以及檢測分析結(jié)果更精確。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個優(yōu)選實(shí)施例的示意圖,上述本實(shí)用新型實(shí)施例序號僅僅為了描述,不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例,并不用以限制本實(shí)用新型,凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種看譜鏡,包括光學(xué)成像系統(tǒng)G),其特征在于,所述光學(xué)成像系統(tǒng)(4)包括保護(hù)玻璃(13)、反射鏡(14)、聚光鏡(15)、外監(jiān)測窗反光鏡(16)、狹縫(17)、準(zhǔn)直物鏡(18)、衍射光柵(19)、反射棱鏡(20)、調(diào)焦物鏡(21)、場鏡(22)、視場光欄和目鏡04),入射光源經(jīng)所述保護(hù)玻璃(1 照射到所述反射鏡(14)上產(chǎn)生激發(fā)光,所述激發(fā)光通過所述聚光鏡(1 的聚光后通過所述外監(jiān)測窗反光鏡(16)后照射到所述狹縫(17)上形成入射光點(diǎn);所述入射光點(diǎn)依次照射到所述準(zhǔn)直物鏡(18)和所述衍射光柵(19)后形成光譜帶;所述光譜帶通過所述準(zhǔn)直物鏡(18)后照射到所述反射棱鏡00)產(chǎn)生分光后的光譜帶;所述分光后的光譜帶射入到所述調(diào)焦物鏡上,通過所述場鏡0 及所述視場光欄(23)的切割使所述分光后的光譜帶成像到所述目鏡04)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種看譜鏡,其特征在于,所述狹縫(17)的寬度為0.01mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種看譜鏡,其特征在于,所述看譜鏡的尺寸為620 X 120 X 170mm,重量為 3. 1kg。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種看譜鏡,其特征在于,所述衍射光柵(19)為1200條/mm、閃耀波長為500nm ;所述準(zhǔn)直物鏡(18)的焦距為沈0讓,放大率為1/8. 7。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種看譜鏡,屬于光學(xué)領(lǐng)域,入射光源經(jīng)保護(hù)玻璃照射到所述反射鏡上產(chǎn)生激發(fā)光,所述激發(fā)光通過所述聚光鏡的聚光后通過所述外監(jiān)測窗反光鏡后照射到所述狹縫上形成入射光點(diǎn);所述入射光點(diǎn)依次照射到所述準(zhǔn)直物鏡和所述衍射光柵后形成光譜帶;所述光譜帶通過所述準(zhǔn)直物鏡后照射到所述反射棱鏡產(chǎn)生分光后的光譜帶;所述分光后的光譜帶射入到所述調(diào)焦物鏡上,通過所述場鏡及所述視場光欄的切割使所述分光后的光譜帶成像到所述目鏡上。該看譜鏡用衍射光柵替換玻璃棱鏡作為光路色散光學(xué)器件,使看譜鏡內(nèi)的光學(xué)結(jié)構(gòu)更加緊湊合理、調(diào)試更簡易,通過減輕看譜鏡的重量,使得移動更加方便,光譜視場寬大清晰、譜線亮度高,檢測分析結(jié)果精確。
文檔編號G01N21/63GK202305407SQ20112034972
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者王鑫, 鄭洪偉 申請人:天津市新天光分析儀器技術(shù)有限公司