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紫外可見分光光度計氘燈恒流電源的設計方法
來源:http://www.rolypigusa.com/   作者:紫外可見分光光度計    更新日期:2014-06-12 11:17:09   

使用在紫外可見分光光度計等光學類分析儀器中的氘燈恒流電源,其輸出電流一般為100~500mA。而氘燈工作時,其額定工作電流一般恒定為300mA,所以稱為氘燈恒流電源。氘燈恒流電源是紫外可見分光光度計、HPLC紫外檢測器、原子吸收分光光度計和薄層色譜掃描儀的關鍵部件之一,它直接影響這些儀器的穩定性,影響原子吸收分光光度計扣背景的水平。
為了測量微弱的光信號,一種實用的高精度氘燈恒流電源(DLPS-3型)被研製了出來。該電源得到了上海市科技進步獎。其電路的最大特點如下。
(1)穩定性好
穩定性好的主要原因是從電子學上采取了以下措施:
①利用三隻大功率管組成複合調整管。三隻大功率管的電流放大係數相乘作為總的放大係數,來控製總的輸出電流,所以大大提高了控製靈敏度,保證了穩定性。
②充分利用了放大電路中的主放大管的開環增益,保證了波動信號有足夠的放大倍數反饋。
③嚴格控製F007C的輸入差模電壓小於lOmV,保證了對運算放大器的共抑製比的要求,同步信號中的同相幹擾有良好的抑製能力,進一步提高了電路的穩定性。
④精心設計和製作參考基準電壓,采用恒流恒壓的辦法來實現。
⑤工作電壓設計成連續可調,降低了電子元件的承受電壓,提高了穩定性。

(2)電流調節範圍寬
可以實現100~450mA範圍內的任意調節。而國外同類氘燈恒流電源的輸出電流一般都是固定不變的,或者隻有小範圍的調節。
電流調節範圍寬,帶來了三個優點:
①有利於提高光譜儀器的靈敏度(電流可調就是光強度可調)。
②有利於提高氘燈的壽命(可以根據需要電流的大小,調節使用)。
③有利於擴大應用範圍,可以應用在其他要求較大恒流電流的場合。

(3)觸發電壓在寬範圍內可以連續調節
國內外的同類氘燈恒流電源的觸發電壓都是固定的,而本電源的觸發電壓可以實現在200~600V範圍內調節。這個特點特別重要,可以直接測出氘燈的觸發電壓,可以給更多的氘燈供電。特別值得重視的是對同一氘燈來說,觸發電壓是固定的。但是,芒值,會損壞氘燈或縮短氘燈壽命;如果觸發電壓過低,又無法點亮氘燈。對有些使用壽命已經到期的氘燈,在規定的額電壓不能點亮的情況下,使用本氘燈電源可以點亮,並能保證氘燈正常使用。

(4)多功能,一機多用
用途上講,可以作為氘燈生產企業的測試設備、紫外可見分光光度計的氘燈電源、HPLC的氘燈電源、其他需要使用100~450 mA恒流電流的場合等;功能上講,可以測量氘燈的電流、電壓、預熱時間等。

(5)觀察方便
本電源可以從前麵板上觀察氘燈工作時的各種實際使用參數,如觸發電壓、工作電流、工作電壓等。目前其他同類儀器都沒有做到這一點。

(6)電路簡單、成本低
元件全部國產化,重量僅3. 5kg,每台儀器的材料費在1000元以內,而國同類產品(性能技術指標不及該電源)需要5000元/台左右。
本電源已在中國科學院上海有機化學研究所、上海技術物理研究所、上海原子核研究所、上海生物工程研究中心,以及上海電光器件公司等許多單位得到了成功的應用。
研究表砂當氘燈電源的電流波動1%時,它發出的光通量就要波動6. 7%。也就是說,當氘燈正常工作電流恒定為300mA時,若因某些原因電流波動3mA,則氘燈發出的光通量就要波動6.7%,這是一個很驚人的波動數據。若用記錄儀記錄,設記錄儀滿度為100格,則將以6. 7格的幅度波動(即6.7%的波動),此時,儀器根本無法使用。由此可見,氘燈恒流電源的穩定性是多麽重要。美國科學家Wenstead的研究結果表明:光譜儀器的不穩定,90%以上是由電源引起的,這足以說明電源的重要性。

目前,我國的有關光譜儀器檢定標準中已經規定電源波動對測試結果影響的技術指標。例如,1990年9月1日開始實施的《中華人民共和國國家計量檢定規程》JJG682-1990中,明確提出“電源電壓變化的影響:外電電源電壓在220±22V範圍內改變,儀器100%透射比的最大變化應小於0.5%”。1997年6月日開始實施的《中華人民共和國國家計量技術規範》JJG375-1996中,提出“電源電壓的影響:電源電壓(220±22V)變化時對儀器的影響應符合表7要求”,而該表中要求示值變化±0.5%,對光柵式的儀器要求示值變化±0.3%(A級)和±0.5%(B級)。這種技術指標一是太低,二是不科學。因為外電電源本身就產生±0.5%的分析誤差,如果再加上樣品前處理、噪聲、光譜帶寬、環境幹擾等引起的誤差,儀器的分析測試結果總誤差就大得驚人,連一般分析工作的最低要求也達不到,這種技術指標的儀器根本不能滿足使用要求。龍門娛樂說這技術指標不科學,主要是指它是一個電子學的技術指標,應該用電子學的指標(電流調整率、紋波係數、漂移等)來衡量。
在實踐中,計算在紫外區微光信號的大小,發現紫外可見分光光度計的光信號在紫外區一般為納流明(nlm)級,所以紫外可見分光光度計屬於微光測試範疇。為了保證紫外可見分光光度計儀器的穩定性,一般高質量的紫外可見光光度計,其氘燈恒流電源的電流調整率要求達到0.05%,紋波係數要求在0.5%以內。DLPS-3型氘燈恒流電源的電流調整率達到0.0006%。

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