專利名稱：準(zhǔn)彈性激光光散射測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于生物微粒動(dòng)態(tài)性能檢測(cè)儀器。
生物微粒動(dòng)態(tài)性能檢測(cè)在生物學(xué)中是很重要的，這種檢測(cè)包括生物微粒的運(yùn)動(dòng)特性，尺度結(jié)構(gòu)形狀特性等。目前國(guó)內(nèi)外所用的檢測(cè)手段其光路多用參考光束型光路，如

圖1所示。激光發(fā)生器(1)發(fā)出的激光束經(jīng)反射鏡(2)反射后到半透半反鏡(3)，該光束一部分(Ⅰ)透過(guò)半透半反鏡(3)到達(dá)反射鏡(4)經(jīng)其反射后經(jīng)過(guò)樣品盒(6)產(chǎn)生散射，經(jīng)過(guò)散射后的光一部分射到反射鏡(7)被反射到光電管(8)并被其接收而輸出電信號(hào)到直流電表(9)，散射的另一部分光(Ⅲ)射向半透半反鏡(10)。此外，被半透半反鏡(3)反射的一部分光束(Ⅱ)射向柱形反射鏡(11)經(jīng)其反射后射向半透半反鏡(10)并被反射，該光束與從樣品盒(6)出來(lái)的散射光(Ⅲ)會(huì)合后產(chǎn)生頻差一起射向光電倍增管(12)被其接收后以電信號(hào)輸出到直流電表(9)，頻積分表(13)，波形分折儀(14)進(jìn)行處理。這種光路的缺點(diǎn)是所用光學(xué)元件數(shù)量較多，各元件的布置較松散，準(zhǔn)直性差，抗干擾能力差，信噪比低，測(cè)量精度差且易失調(diào)。
本實(shí)用新型的目的是研制一種靈敏度高，信噪比高，抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)能力強(qiáng)，準(zhǔn)直容易的光散射測(cè)量?jī)x。
本實(shí)用新型的構(gòu)成是采用偏振差動(dòng)式雙光束型光路，在信號(hào)處理中采用差動(dòng)放大及高、低頻帶通濾波技術(shù)。
偏振差動(dòng)式雙光束型光路如圖2所示。
激光發(fā)生器(15)發(fā)出激光束射向反射鏡(16)，經(jīng)其反射后經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直透鏡(17)射到反射鏡(18)，經(jīng)其反射后射向渥氏棱鏡(19)被分成偏振方向互相垂直的兩束光，然后經(jīng)過(guò)發(fā)射透鏡(20)經(jīng)聚焦后射向樣品盒(21)，光束經(jīng)過(guò)樣品盒后產(chǎn)生散射，散射光經(jīng)過(guò)接收透鏡(22)聚焦后到渥氏棱鏡(23)，將測(cè)量點(diǎn)的象分成為兩個(gè)(－45°，＋45°)再射向光電接收器(24)上，光電接收器接收光信號(hào)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后以電信號(hào)輸出進(jìn)行處理。
電信號(hào)處理系統(tǒng)采取前置放大及高、低頻帶通濾波，其線路圖見(jiàn)圖3，4，5。經(jīng)過(guò)處理的信號(hào)由微機(jī)處理以求得被測(cè)微粒的移動(dòng)速度，以及其他動(dòng)態(tài)參數(shù)，微機(jī)處理的程序框圖見(jiàn)圖6，整個(gè)儀器的電路圖見(jiàn)圖7。
本儀器工作原理框圖見(jiàn)圖8。由激光器(25)發(fā)出的激光束經(jīng)過(guò)由全反射鏡，準(zhǔn)直透鏡、渥氏棱鏡、發(fā)射透鏡等光學(xué)元件組成的光學(xué)發(fā)射端(26)后照射到樣品盒(27)上，光束透過(guò)樣品盒后照射到由接收透鏡、渥氏棱鏡等元件組成的光學(xué)接收端(28)，然后射到光電接收器(29)，光電接收器接收光信號(hào)后即轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出到信號(hào)預(yù)處理器(30)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，處理后的信號(hào)即進(jìn)入計(jì)算機(jī)(31)進(jìn)行處理，處理結(jié)果可在示波器(32)上顯示或由打印機(jī)(33)打印輸出。
結(jié)合實(shí)施例說(shuō)明本儀器的具體結(jié)構(gòu)如下(圖9)底板(34)支承在四個(gè)減震器(35)上，在底板(34)上安置立柱(36)，立柱(36)為一板形結(jié)構(gòu)，在立柱(36)的上方安置頂板(37)構(gòu)成儀器的主體結(jié)構(gòu)。在立柱(36)的一側(cè)于底板(34)上安置調(diào)壓器(38)。在立柱(36)上設(shè)有支架(39)，并在其上安置激光發(fā)生器(40)。在頂板(37)上的兩端安置全反射鏡(41，43)，在兩個(gè)全反射鏡(41，43)之間，安置準(zhǔn)直透鏡(42)。在立柱(36)另一側(cè)的上方設(shè)置支架(44)，并在其上安置渥氏棱鏡(45)及分束角調(diào)節(jié)器(46)，支架(44)的下方在立柱(36)上設(shè)置支架(47)，并在其上安置發(fā)射透鏡(48)，支架(47)的下方在立柱(36)上設(shè)置樣品臺(tái)(49)并在其上安置恒溫器(50)，樣品盒(51)及位移器(52)。樣品臺(tái)(49)的下方在立柱(36)上設(shè)置支架(53)，在其上安置接收透鏡(54)支架(53)的下方，在立柱(36)上設(shè)置支架(55)，在其上安置渥氏棱鏡(56)。在支架(55)下方，底板(34)上安置信號(hào)接收器及前置放大器(57)。所有光學(xué)元件及樣品盒，信號(hào)接收器等都需安置在光路上。
本儀器的工作過(guò)程如下(結(jié)合圖9)由激光器(40)發(fā)出的激光束經(jīng)全反射鏡(41)反射后轉(zhuǎn)向90°射到準(zhǔn)直透鏡(42)，經(jīng)聚焦后射至全反射鏡(43)，經(jīng)其反射后轉(zhuǎn)向90°射至渥氏棱鏡(45)，經(jīng)過(guò)渥氏棱鏡(45)的光束即被分成偏振方向相互垂直的兩束光，經(jīng)發(fā)射透鏡(48)后射至樣品盒(51)。為適應(yīng)所測(cè)樣品因運(yùn)動(dòng)速度不同而引起的不同頻率，可用分束角調(diào)節(jié)器(46)來(lái)調(diào)節(jié)渥氏棱鏡(45)入射角的大小。(分束角調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖10)樣品盒中可放置被測(cè)微粒試樣如精液等。透過(guò)被測(cè)試樣后的光束即發(fā)生散射，散射光束經(jīng)過(guò)接收透鏡(54)，經(jīng)聚焦后射至渥氏棱鏡(56)將被測(cè)點(diǎn)的象分成為兩個(gè)(－45°，＋45°)射向兩個(gè)光電接收器(57)上，光電接收器接收到光信號(hào)后即轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，輸出的電信號(hào)由前置放大器放大及帶通濾波器預(yù)處理(其線路圖見(jiàn)圖3，4，5)，經(jīng)預(yù)處理后的電信號(hào)由計(jì)算機(jī)進(jìn)行采樣處理，其結(jié)果可在示波器上顯示，并可打印輸出。
本實(shí)用新型由于在樣品臺(tái)(49)上設(shè)置了位移器(52)，因此可以將樣品盒作小距離的位移，并可精確記錄其位移數(shù)，所以可測(cè)出樣品的相對(duì)活率和密度。位移器的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖11。
為保持試樣的溫度，在樣品臺(tái)(49)上設(shè)有恒溫器(50)，恒溫器為一電容器，由調(diào)壓器(38)供電，由自動(dòng)溫控器精確控制溫度高低。
為便于樣品注入及保證測(cè)量精度采用雙開(kāi)口狹窄溝道式樣品盒，該盒的結(jié)構(gòu)如圖12?？捎捎袡C(jī)玻璃板制成，中間板(60)上制成一聚液透槽(61)，然后用前、后蓋板(58，59)封合(可用粘接劑粘接)。
說(shuō)明附圖如下圖1 參考光束型光路圖。
圖2 偏振差動(dòng)式雙光束型光路圖。
圖3 前置放大器電路圖。
圖4 低通濾波電路圖。
圖5 高通濾波電路圖。
圖6 數(shù)據(jù)處理程序框圖。
圖7 準(zhǔn)彈性激光光散射測(cè)量?jī)x電路圖。
圖8 準(zhǔn)彈性激光光散射測(cè)量?jī)x工作原理框圖。
圖9 準(zhǔn)彈性激光光散射測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)圖。
圖10 分束角調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)示意圖。
65——可動(dòng)支架66——渥氏棱鏡67——螺釘支架68——調(diào)節(jié)螺釘圖11 位移器結(jié)構(gòu)示意圖。
62——小手輪63——螺旋測(cè)微器64——樣品盒及支架圖12 樣品盒結(jié)構(gòu)圖。
58，59——前、后蓋板60——中間板61——聚液透槽其他數(shù)字符號(hào)的含義均見(jiàn)說(shuō)明書(shū)中敘述。
本實(shí)用新型由于采用偏振差動(dòng)式雙光束型光路和高低頻帶通濾波等技術(shù)，所以靈敏度高，信噪比高，抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)范圍廣。
權(quán)利要求1.一種準(zhǔn)彈性激光光散射測(cè)量?jī)x，由激光光源，全反射鏡，渥氏棱鏡，光電接收器，信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)，微機(jī)處理系統(tǒng)組成，其特征在于采用偏振差動(dòng)式雙光束型光路，在信號(hào)處理中采用差動(dòng)放大及高、低頻帶通濾波技術(shù)，其具體結(jié)構(gòu)為底板(34)上安置立柱(36)，立柱(36)的上方安置頂板(37)，在立柱(36)的一側(cè)于底板(34)上安置調(diào)壓器(38)，在立柱(36)上設(shè)有支架(39)，并在其上安置激光發(fā)生器(40)，在頂板(37)上的兩端安置全反射鏡(41，43)，在兩個(gè)全反射鏡(41，43)之間安置準(zhǔn)直透鏡(42)，在立柱(36)另一側(cè)的上方設(shè)置支架(44)，并在其上安置渥氏棱鏡(45)及分束角調(diào)接器(46)，支架(44)的下方在立柱(36)上設(shè)置支架(47)并在其上安置發(fā)射透鏡(48)，支架(47)的下方在立柱(36)上設(shè)置樣品臺(tái)(49)，并在其上安置恒溫器(50)，樣品盒(51)及位移器(52)，樣品臺(tái)(49)的下方，在立柱(36)上設(shè)置支架(53)，在其上安置接收透鏡(54)，支架(53)的下方，在立柱(36)上設(shè)置支架(55)在其上安置渥氏棱鏡(56)，在支架(55)下方底板(34)上安置信號(hào)接收器及前置放大器(57)。
2.一種準(zhǔn)彈性激光光散射測(cè)量用的樣品盒，其特征是由前后蓋板及中間板組成，中間板中開(kāi)有聚液透槽，并用前、后蓋板封合。
專利摘要一種準(zhǔn)彈性激光光散射測(cè)量?jī)x，可用于檢測(cè)生物微粒的運(yùn)動(dòng)特性，尺度結(jié)構(gòu)、形狀特性等。本測(cè)量?jī)x采用偏振差動(dòng)式雙光束型光路，及差動(dòng)放大，帶通濾波技術(shù)，所以靈敏度高，信噪比高，抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)能力強(qiáng)，準(zhǔn)直容易。本儀器除可測(cè)量試樣的運(yùn)動(dòng)特性外，還可測(cè)量其相對(duì)活率及密度。
文檔編號(hào)G01N33/483GK2064057SQ9020234
公開(kāi)日1990年10月17日 申請(qǐng)日期1990年3月8日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月8日
發(fā)明者宋傳琳, 沈子威 申請(qǐng)人:清華大學(xué)