[实用新型]旋转可变多角度激光光散射仪

说明书

技术领域

本发明属于光学分析仪器领域，特别涉及一种多角度激光光散射仪。

背景技术

近年来，随着计算机和高速电路的飞速发展，激光光散射作为一种检测大分子的分析研究手段，以其卓越的性能，广泛应用于生物技术、医药、化工、环保和食品等领域，其研究与开发对环境保护、医药和食品安全都有十分重要的意义。现代的激光光散射包括静态(经典)和动态两部分。动态光散射是由于高分子在溶液中的布朗运动，使得光强随时间产生脉动。采用数字相关器技术处理光子脉冲信号，可以得到高分子运动的扩散信息，进而利用Stokes-Einstein方程计算得出绝对分子量大小及其分布。动态光散射法使用自相关方程，自相关方程中包含了溶液中高分子的扩散系数的平均值及其分布等信息。静态光散射对于溶液中高分子，利用瑞利散射形成光强与角度的函数关系，从而得到颗粒粒度大小与形状的信息。它用来表征聚合物的绝对分子量，是目前全世界公认的一种最行之有效的、最接近真实的方法。对于高分子溶液，光强与角度、浓度形成的依赖关系，通过静态光散射的方法可测量高分子材料的Zimm、Berry、Debye曲线、分子量、均方根回旋半径及第二维里系数。在实际应用中，静态和动态光散射有机地结合可用来研究高分子在溶液中的许多涉及到质量和流体力学体积变化的过程，如聚集与分散、结晶与溶解、吸附与解吸、高分子链的伸展与卷缩以及蛋白质长链的折叠，并得到许多独特的微观分子参数。

目前，利用激光光散射技术有以下几种方案：小角激光光散射可测量小角度4°-7°及较稀浓度下的散射光强，无需角度和浓度外推，这种方案只能测得M_W。多角激光光散射可测18个等不同角度的散射光强，以角度外推至零时的截距求得M_W，还能以斜率求得高分子旋转半径R_g。

传统的多角度激光光散射测量是通过各自独立固定的许多个角度光散射成像光路测量分析，它的缺点是：仪器结构复杂，价格昂贵，增大测量成本，给分析测量带来不便。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种结构简单、成本降低、调节效率和测量 精度有所提高且不需投入新的设备，便于普及推广的旋转多角度激光光散射仪。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：包括样品台T、激光激发样品的激发光路、光散射成像光路、测角单元C、步进电机机械传动单元B、光散射检测处理单元和0位校正单元；所述的激光激发样品的激发光路上依次设有激光器、入射光阑H₁、准直透镜L₁、聚焦透镜L₂和样品池S，所述的光散射成像光路上依次设有散射光阑H₂、第一散射成像透镜L₃、窄带滤光片F₁和第二散射成像透镜L₄，激发光路固定，光散射成像光路可绕样品台T中心轴旋转+-180度，并可处在0-180度之间任何位置；其中，光阑为小孔光阑，其光散射样品池S为横切面是圆与弦线组成的透明玻璃管：光散射样品池S置于样品台T上，样品池S中心轴与样品台T中心轴共轴，样品池和样品台固定不动，不随光散射成像光路旋转。

为了实现结构紧凑和功能实现，其进一步的措施还有。

测角单元C采用旋转编码器测量角度，旋转编码器安装在样品台T中心轴上，旋转编码器固定不动部分与样品台T中心轴固定连接，旋转编码器可转动部分与光散射成像光路主件固定连接；旋转编码器与信号放大处理器连接，信号放大处理器与计算机连接，旋转编码器的信号经放大处理输送到计算机。

步进电机控制单元B它由步进电机、机械传动机构和步进电机控制模块组成，机械传动机构齿轮Bc与光散射成像光路组件Z固定连接，步进电机控制模块控制步进电机转动，步进电机转动通过机械传动机构齿轮Bc使光散射成像光路组件Z绕样品台T中心轴旋转，由步进电机控制模块控制光散射成像光路转到不同角度位置。

一种旋转多角度激光光散射仪的光散射检测处理单元包括光散射光电传感器D₁、信号放大器、相关器和计算机；光散射光电传感器D₁处在光散射成像光路光轴上，与光散射成像光路一起绕样品台T中心轴旋转，光电传感器D₁接收第二散射成像透镜L₄的散射光信号，光散射光电传感器D₁与信号放大器的输入端连接，信号放大器的输出端与相关器连接，相关器与计算机连接，转换成的信号由信号放大器放大，输出到相关器进行相关处理，最后送到计算机进行处理。