紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)設(shè)計(jì)的思路和方法
紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)設(shè)計(jì)的思路和方法
紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)設(shè)計(jì)者的思路和方法非常重要。我們的設(shè)計(jì),應(yīng)該緊緊圍繞“誤差”兩個(gè)字進(jìn)行。因?yàn)樵O(shè)計(jì)器的目的就是為了給使用者使用,而使用者使用儀器的目的就是搞分析工作。分析工作的目的就是要出數(shù)據(jù),而出數(shù)據(jù)最根本、最關(guān)鍵的問(wèn)題就是數(shù)琚穩(wěn)定可靠,也就是說(shuō)分析測(cè)試的數(shù)據(jù)誤差要小。而使用者分析測(cè)試得到的數(shù)據(jù)是否可靠,誤差是否符合要求,又取決于儀器的性能技術(shù)指標(biāo)。所以,設(shè)計(jì)者就要緊緊圍繞“誤差”二字,對(duì)儀器的性能技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行認(rèn)真設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)時(shí)緊緊抓住誤差的分配,是關(guān)鍵中的關(guān)鍵問(wèn)題,也是一個(gè)非常難的問(wèn)題。要掌握誤差分配的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)者必須懂得儀器學(xué),必須有較寬的知識(shí)面,必須對(duì)所設(shè)計(jì)儀器的主要性能技術(shù)指標(biāo)的物理意義、對(duì)分析誤差的影響、測(cè)試方法等有非常深刻的認(rèn)識(shí)。筆者積幾十年的設(shè)計(jì)和使用光學(xué)類分析儀器的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),將在此對(duì)誤差的分配設(shè)計(jì)研究,進(jìn)行討論。筆者曾在1990年發(fā)表過(guò)一篇論文“光譜儀器設(shè)計(jì)的一種新方法”。文中提出了光譜儀器設(shè)計(jì)的“光電歸一”法,主要是從儀器學(xué)的角度、從制造和使用二者的結(jié)合上,考慮分析誤差的分配。筆者將光學(xué)、電子學(xué)的誤差‘“歸一”,;用同一個(gè)量綱表示(電學(xué)量mV或吸光度)。筆者的“光電歸一”法,是作者把Johnson、Scott、Munk和Winstead等人提出的,將光學(xué)類分析儀器整機(jī)的噪聲、漂移、靈敏度等,統(tǒng)一用吸光度或電量表示的思想,和筆者長(zhǎng)期從事光學(xué)類分析儀器研制工作探索、總結(jié)出來(lái)的“光電綜合平”的思想相結(jié)合,而提出的一種新的設(shè)計(jì)方法。該方法的最大特點(diǎn)是光電合一,光電相互補(bǔ)充(光電綜合平衡)。將光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)參數(shù)和電子學(xué)系統(tǒng)的電學(xué)參數(shù)統(tǒng)一用同一個(gè)量綱表示,與儀器整機(jī)的性能技術(shù)指標(biāo)掛鉤,進(jìn)行“歸一”。這樣可以避免設(shè)計(jì)工作少走彎路、可以提高整機(jī)的性能,使整機(jī)的綜合性能技術(shù)指標(biāo)達(dá)到最佳水平。筆者在文中把光譜儀器的組成部分分為電光系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、光電系統(tǒng)、電子學(xué)系統(tǒng)等幾個(gè)部分(部件),對(duì)各個(gè)部件所允許的誤差在各個(gè)性能技術(shù)指標(biāo)上進(jìn)行分配,并通過(guò)設(shè)計(jì)、測(cè)試、修改性能技術(shù)指標(biāo)的方法,嚴(yán)格控制整機(jī)的分析誤差,達(dá)到了很好的設(shè)計(jì)效果。
“光電歸一”法或“光電綜合平衡”法,雖說(shuō)當(dāng)時(shí)還只是筆者對(duì)設(shè)計(jì)方法的一種探索,有些地方還不夠成熟,但是對(duì)筆者在《儀器學(xué)理論與實(shí)踐》一書(shū)戶提出的設(shè)計(jì)思想的形成,起到了很好的作用?!肮怆姎w一”法或“光電綜合平衡”法與本節(jié)介紹的作者提出的“整機(jī)和五大通用、關(guān)鍵、核心部件設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試”的設(shè)計(jì)方法基本思想是一致的。筆者認(rèn)為,“光電歸一”設(shè)計(jì)方法,可以克服設(shè)計(jì)的盲目性,其適用性強(qiáng)、成功率高、、設(shè)計(jì)周期短、成本低,值得推廣。