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申请/专利权人：山东非金属材料研究所

摘要：本发明公开了一种用于水红外分析仪的光栅单色器，光栅单色器基于Czerny‑Turner结构，衍射光栅固定安装在驱动装置上，驱动装置由底板、步进电机、步进电机支架、联轴器、丝杠、第一丝杠座、第二丝杠座、丝杠螺母、正弦臂、双轴承座、光电开关支架、第一光电开关、第二光电开关、第三光电开关、定位板、直线导轨、导轨滑块、滚珠轴承和光轴构成，以光栅的闪耀波长为基准进行波长定位，以高压汞灯辐射波长为标准，校准步进电机的脉冲当量及单色器的波长偏移量。本发明的光栅单色器的丝杠的螺纹长度、最大平移距离、波长累计误差分别为通用的光栅单色器的54.5％、20％、22％，节约了制造成本及测量成本。

主权项：1.一种水红外分析仪光栅单色器，基于Czerny-Turner结构，包括位于同一水平面的入射狭缝20、准直物镜21、衍射光栅22、聚焦反射镜23、平面反射镜24及出射狭缝25，其特征在于，衍射光栅22安装在驱动装置上，驱动装置由步进电机2、步进电机支架3、联轴器4、丝杠5、第一丝杠座6、第二丝杠座7、丝杠螺母8、正弦臂9、双轴承座10、光电开关支架11、第一光电开关12、第二光电开关13、第三光电开关14、定位板15、直线导轨16、导轨滑块17、滚珠轴承18和光轴19构成，底板1为方形平板结构，底板1的上表面固定安装双轴承座10，光轴19嵌入双轴承座10、并保持自由旋转，衍射光栅22固定安装在光轴19的上端部，光轴19的下端部穿过底板1，底板1的下表面一侧边沿位置固定安装步进电机支架3，步进电机2安装在步进电机支架3上，第一丝杠座6和第二丝杠座7对称设置，电机支架3与第一丝杠座6和第二丝杠座7位于同一水平线上，丝杠5的两端固定安装在第一丝杠座6和第二丝杠座7上，步进电机2的输出轴通过联轴器4与丝杠5靠近第一丝杠座6的一端转动连接，丝杠螺母8螺旋转动套装在丝杠5的外周，光轴19的下端部和光电开关支架11分别位于丝杠5的两侧，光电开关支架11位于第一丝杠座6和第二丝杠座7之间，直线导轨16固定安装在丝杠5和光电开关支架11之间的底板1上，直线导轨16和丝杠5平行设置，导轨滑块17滑动连接安装在直线导轨16上，定位板15固定安装在导轨滑块17上，正弦臂9远离丝杠5的一端转动连接光轴19的下端部，正弦臂9的另一端安装滚珠轴承18，滚珠轴承18通过拉紧弹簧与丝杠螺母8的端面保持3mm的固定距离，光电开关支架11上依次固定安装第一光电开关12、第二光电开关13和第三光电开关14，高压汞灯置于入射狭缝20前，以衍射光栅22的闪耀波长为基准点进行波长定位、以高压汞灯特征辐射波长为标准、校准步进电机2的脉冲当量及光栅单色器的波长偏移量；衍射光栅22的入射光与出射光夹角按照公式1设计安装： 式中：δ-衍射光栅入射光与出射光的夹角，单位：°；λ0-衍射光栅的闪耀波长，单位：nm；d-光栅常数，单位：nm；按照公式5确定第一光电开关12与第二光电开关13的间距、按照公式6确定第三光电开关14与第二光电开关13的间距： 式中：Δλ1-单色器波长下限与衍射光栅闪耀波长差，单位：nm；Δλ2-单色器波长上限与衍射光栅闪耀波长差，单位：nm；X5-波长偏移量对应丝杠螺母8的平移长度，单位：mm；X3-定位板15的遮光部分的宽度；保持第一光电开关12与第三光电开关14外侧的丝杠5的长度相同；旋转丝杠5带动定位板15对第二光电开关13遮光时，转动光轴19，使衍射光栅22平面的法线与准直物镜21的反射主光线重合，通过正弦臂9的圆弧槽口固定光轴19。

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