日本岛津ICPS-50型单道直读光谱仪的技术改造

　　1　前　言

　　国家标准物质研究中心于1982年从日本引进的ICPS-50型光谱仪,是岛津公司较早的产品,是在岛津610型原子吸收分光光度计的基础上,配备ICP他激式光源、光栅转动机构、硬件电路等组成,是80年代初的低档ICP光谱仪。此仪器从1987年后,单片机常出现故障,不能正常工作,处于半瘫痪状态。我们于1999年初开展对此仪器的改造工作。在没有技术资料,仅有简单的操作说明书的情况下,对仪器进行了全面拆卸剖析。得知此仪器的单色器为500mm焦距;平面光栅1800刻线/mm;闪耀波长250nm;刻线面积52mm×52mm;固定入射狭缝10μm×4μm;固定出射狭缝15μm×4μm。仪器的单色器和外光路可继续使用。ICP光源只需进行检修。要将此仪器改造成为ICP顺序扫描直读光谱仪,必须对ICPS-50型仪器的其它部分均应进行改造,改造工作在黄仕永教授的指导下,于同年完成改造任务,并通过了验收。

　　2　仪器技术改造简介

　　2·1　电路改造

　　原仪器的电路是由CPU控制的小系统,包括I/O接口板,CPU板,负高压及采样控制等部分。I/O接口板主要包括电机控制、打印机接口、键盘扫描、条件设定及开关按键控制等。CPU从条件旋钮和键盘读入波长及参数,控制电机扫描和读数,由打印机和记录仪输出结果。引入计算机控制后,在计算机内加入接口卡,一切控制均由计算机完成,原来的控制电路全部取消。为不影响原仪器的电性能,保留了原仪器的检测部分前放、负高压电源、限位开关电路、仪器恒温电路四部分。根据顺序扫描的要求,增加了细分步进电机驱动电路、程控放大电路、负高压调节电路。原仪器负高压由面板上电位器调节,改为电压控制, D/A转换器输出控制电压,由软件直接调整检测信号幅度,在前放后加入程控放大以提高小信号的检出。

　　2·2　传动机构

　　2·2·1　原仪器传动机构简述

　　1)传动装置包括:

　　正弦杆:长约220mm (理论值222.2mm),具备长度调节功能,无微角度调节功能。

　　螺旋副:丝杠M20×1左;铜螺母,螺纹长度40mm,有调节切口。

　　2)接触:铜螺母上侧面安装有一根Φ6×80mm圆棒,与安装在正弦杆末端的Φ6短棒实现点接触,Φ6×80圆棒能够作微小调节,使之稍微偏离正常的垂直位置。

　　使用长1m的发条维持两根圆棒的接触,靠发条拉力向长波长运行。

　　3)构造:

　　整个传动装置安装在铝板底盘上;丝杠两端为具有Φ35mm等径通孔的黄铜轴承座,座上安装7202A角轴承,轴承与轴承座粘合。丝杠的一侧具有M18×0.75螺纹,上面具有双螺母,用于调节丝杠的尺寸链。