WGD-3型-组合式多功能光栅光谱仪-说明书-03.05.09.doc
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1、WGD-3型 组合式多功能光栅光谱仪 说明书 03.05.09 作者: 日期:2 个人收集整理 勿做商业用途组合式多功能光栅光谱仪工作原理及应用实验讲义东北大学秦皇岛分校 2012年9月 本实验设备为天津港东科技发展股分有限公司生产的WGD3 型组合式多功能光栅光谱仪,其中光谱随波长的不同而显示相应波长的颜色的方案为我校实验中心所设计.我校原有设备为棱镜式单色仪,其原理与使用,请参阅东北大学出版社出版的实验物理学中的相关章节。 本实验讲义以产品说明书为蓝本,请同学们在使用中提出宝贵意义,以利于今后实验教材的出版。 本实验仪功能多,请同学们自己设计实验内容,参照北京邮电大学一同学的实验论文物理实
2、验之光栅光谱仪的使用,运用你的实验数据,写一篇论文.30一规格与主要技术指标波长范围 200800nm焦距 302.5mm相对孔径 D/F1/7波长精度 0。4nm波长重复性 0。2nm杂散光 103二基本原理WGD3 型组合式多功能光栅光谱仪,由光栅单色仪,接收单元,扫描系统,电子放大器,A/D采集单元,计算机组成。该设备集光学、精密机械、电子学、计算机技术于一体.光学系统采用CT型,如图2-1图21 光学原理图M1反射镜、M2准光镜、M3物镜、M4转镜、G平面衍射光栅S1入射狭缝、S2光电倍增管接收、S3 CCD接收入射狭缝、出射狭缝均为直狭缝,宽度范围02.5mm连续可调,光源发出的光束
3、进入入射狭缝S1,S1位于反射式准光镜M2的焦面上,通过S1射入的光束经M2反射成平行光束投向平面光栅G上,衍射后的平行光束 经物镜M3成象在S2上或S3上。M2、M3 焦距302。5mm光栅G每毫米刻线1200条 闪耀波长550nm二块滤光片工作区间白片 320500nm黄片 500800nm 三安装3.1 开箱打开仪器的包装后,请对照装箱单对仪器的齐套性进行认真清点验收,如发现与装箱单不符或者仪器表面有明显的受损现象请立即与售方联系解决。仪器的齐套性请参阅仪器的装箱单。3。2 安装场地该仪器是实验用仪器。为了提高仪器的工作质量和延长仪器的使用寿命,在选择仪器安装场地时应注意以下几点:1.
4、环境温度 2052. 净化湿度 653. 无强振动源、无强电磁场干扰。4. 室内保持清洁、无腐蚀性气体。5. 仪器应放置在坚固的平台上。6. 仪器放置处不可长时间受阳光照射。7. 室内应具稳压电源装置对仪器供电,装有地线,保证仪器接地良好.3.3 安装方法显 示 器打 印 机计 算 机电 箱电箱单 色 仪键 盘图3-2 联线示意图WGD3型组合式多功能光栅光谱仪系统,系精密仪器。因此仪器安装的场合应满足安装环境的要求。工作台必须平稳。系统联线示意图如图32: 3.3。1 准备1。 接通电源前,认真检查接线是否正确.2。 狭缝的调正。狭缝为直狭缝,宽度范围02.5mm连续可调,顺时针旋转为狭缝宽
5、度加大,反之减小,每旋转一周狭缝宽度变化0.5mm。为延长使用寿命,调节时注意最大不超过2。5mm,平日不使用时,狭缝最好开到0.10.5mm左右.3. 滤光片为去除光栅光谱仪中的高级次光谱,在使用过程中,操作者可根据需要把备用的滤光片插入入缝插板上。滤光片共二片,工作区间:白色滤光片 320500nm黄色滤光片 500800nm4。 转换开关检查转换开关的位置,确认是否是工作位置,若光电倍增管接收,请将扳手放在“光电倍增管档;若观察谱线,可将旋钮指示停在“观察”档.3.3.2 软件的安装在光驱中插入光盘,会自动弹出如下画面(如果没有弹出,则到光盘根目录下执行autorun.exe文件);点击
6、“驱动程序”按钮,显示下图:选择“WGD3型,则开始安装WGD-3型光栅光谱仪的驱动程序。安装程序首先显示如下欢迎窗口:点击Next按钮,弹出如下窗口:点击按钮,弹出拷贝文件窗口:当文件拷贝完,系统又弹出如下确认结束窗口:点击Finish按钮,结束安装,此时可以在“开始/程序下找到“WGD3项,其弹出菜单中有程序的快捷方式。3.3。3 软件的启动软件安装后,从“开始”菜单执行“程序”组中的“WGD3”组,即可启动WGD3控制处理系统。3.3.4 USB驱动程序的安装USB接口是计算机和仪器数据交换的通道,在使用应用程序之前要先安装USB接口的驱动程序。安装步骤如下:1. 机提供的“驱动程序”光
7、盘放入光盘驱动器中;2. 把USB连接线连接计算机和仪器;3. 打开仪器电源,计算机会显示安装向导;4. 选择指定目录安装,目录为“X:USBDRIVER”,按照系统提示操作至结束.在此过程中,如果系统提示插入驱动程序盘或找不到文件,您只需要再次指定前面的安装路径即可。3。3.5 仪器的成套性:序 号名 称数 量1WGD3型光栅单色仪1台2WGD3型电控箱1套3光电倍增管接收系统1套4滤光片1套5电源线1根6连接电缆3根7安装盘1张8产品合格证1份9产品使用说明书1本10装箱单1份四操作方法4.1 工作界面介绍进入系统后,首先弹出如图41的友好界面,等待用户单击鼠标或键盘上的任意键;当接收到鼠
8、标、键盘事件或等待五秒钟后,马上显示工作界面,同时弹出一个对话框如图42,让用户确认当前的波长位置是否有效、是否重新初始化。如果选择确定,则确认当前的波长位置,不再初始化;如果选择取消,则初始化,波长位置回到200nm处。图41图4-2完成上面几步,就可以在WGD3软件平台上工作了(工作界面如图4-3)标题栏菜单栏主工具栏寄存器选择及波长显示区工作区辅工具栏参数设置区寄存器信息提示区状态栏详细信息按钮工作界面主要由菜单栏、主工具栏、辅工具栏、工作区、状态栏、参数设置区以及寄存器信息提示区等组成。图434.1。1 菜单栏菜单栏中有“文件”、“信息/视图”、“工作”、“读取数据、“数据图形处理”、
9、“关于”等菜单项。单击这些菜单项可弹出下拉菜单,利用这些菜单即可执行软件的大部分命令。下面简单介绍菜单栏中各菜单的功能:1.“文件菜单(如图4-4)s 新建清除当前实验的所有数据s 打开打开一个已经存在的数据文件s 保存把所选择的寄存器中的数据保存到文件中s 打印设置设置打印机的属性及打印参数 图4-4s 打印预览显示打印时文件的外观s 打印打印当前的谱线及数据s 退出退出WGD3控制处理系统2.“信息/视图”菜单(如图45)s 采集信息输入采集环境及其它信息s 显示网格显示网格坐标s 加强数据点方式对数据点进行加强显示s 数据点方式只显示数据点s 动态方式采集时动态调整纵坐标 图453。“工
10、作”菜单(如图4-6)s 单程扫描从起始波长扫描到终止波长s 重复扫描在起始波长和终止波长间重复扫描s 定波长扫描定点扫描在固定波长处以时间为横轴采集s 停止停止扫描s 定点测量在某一固定波长位置测量不同的样品s 浓度测量测量样品浓度s 波长检索检索到指定的波长s 重新初始化光栅重新定位 图4-64。“读取数据”菜单(如图47)s 读取数据读取指定点的数据s 扩展对波长和数值进行扩展s 取消所有扩展取消本次实验的所有扩展s 寻峰检索峰、谷的位置s 显示根据设置显示谱线s 刷新刷新屏幕s 左右坐标交换在双坐标时,左右坐标交换s 波长修正修正波长 图4-75.“数据图形处理”菜单(如图4-8)s
11、A/T转换对设置的谱线进行A/T转换s 微分对设置的谱线进行微分s 计算对设置的谱线进行计算s 平滑平滑选定的谱线s 谱线连接对选定的两条或三条谱线进行连接s 改变数据间隔改变数据间隔s 改变显示数值范围改变显示数值范围s 修改信息修改数据的采集环境及其它信息s 修改数据修改现有数据s 改变寄存器颜色改变寄存器颜色s 改变寄存器线型改变选定的寄存器的线型s 清除数据清除选定的数据 6.“关于”菜单 图48s 关于 光谱仪显示版本信息4。1.2 工具栏软件提供了两个工具栏,每个工具栏由一组工具按钮组成,分别对应某些菜单项或菜单命令的功能,用户只需用鼠标左键单击按钮,即可执行相应的操作或功能。4.
12、1.3 工作区工作区是用户绘制、浏览、编辑谱线的区域.工作区可同时显示多条谱线。4.1。4 状态栏状态栏用于反映当前的工作状态。另外,当定点设备指向某一菜单项或按钮时,会在状态栏显示相应的功能说明。4.1.5 参数设置区参数设置区包含了四个标签:“参数设置”、“高级 、“系统”、“数据”。s 参数设置设置工作方式、工作范围及工作状态s 高级含四种设置:是否使用滤光片、是否在特定波长换灯、补数方式、再次扫描设置s 系统系统设置s 数据显示选定的寄存器中的数据4。1.6 寄存器信息提示区显示各寄存器的信息。4。1。7 寄存器选择及波长显示栏选择当前寄存器,显示当前波长位置.4。1。8 快捷键F1单
13、程扫描F2重复扫描F3定波长扫描Esc停止Ctrl + Q退出按Alt键可激活菜单栏,再按菜单项中注明的字母可弹出相应的下拉菜单。按菜单中选项旁注明的字母,可执行相应的操作或功能(与WINDOWS标准操作一致)。4。2 功能介绍4。2.1 基本设置利用软件提供的参数设置区,用户可以方便的设置所使用的系统。4.2。1.1 设置工作参数(Setup)选择参数设置区的“参数设置”项,界面中显示如图4-9的对话框。 s 工作方式模式: 所采集的数据格式,有能量(E)、透过率(T)、吸光度(ABS)、基线(E)。s 工作方式间隔:两个数据点之间的最小波长间隔,系统中有四个选项供选择,分别为1.0nm、0
14、.5nm、0.2nm、0。1nm。s 工作范围:在起始、终止波长和最大、最小值四个编辑框中输入相应的值,以确定扫描时的范围。当使用动态方式时,最大值、最小值设置不起作用。s 工作状态负高压:设置提供给倍增管的负高压大小。设18共八档.s 工作状态增益:设置放大器的放大率.设18共八档。s 工作状态采集次数:在每个数据点,采集数据取平均的次数.拖动滑块,可在 11000次之间改变。 图4-9* 在做透过率或吸光度时,要先做“基线”。 4.2.1.2 高级设置(Advanced)选择参数设置区的“参数设置”项,界面中显示如图4-10的对话框.s 使用滤光片:控制扫描过程中,在相应的位置是否提示换滤
15、光片.如果选择了该项,在扫描点跨过该复选框下的表中列出的波长位置时,会换滤光片提示框。s 特定位置换灯:控制扫描过程中,在特定的位置是否提示换灯.如果选择了该项,在扫描点跨过该复选框下的表中列出的波长位置时,会弹出换灯提示框。s 补数方式:在改变寄存器数据的间隔时,插入数据的方式。这里只有直线填充法可供选择.s 再次扫描设置:在扫描时,对当前寄存器的使用方式.“清除寄存器数据:在每次扫描之前,清除当前寄存器的数据(无提示)。“覆盖相关数据” :在扫描时,直接覆盖波长对应点的数据。“提示换寄存器” :在每次扫描之前,检测当前寄存器中是否有数据,如果有则提示用户换另一个寄存器。 4.2.1。3 系
16、统设置 图410选择参数设置区的“系统”项,界面中显示如图4-11的对话框.s “清除修正值”按钮:单击该按钮,可使波长修正值归零。s “电机转速”项:拖动滑块,可选择电机转速(范围为150ms)。s “电机方向”区:单击相应的单选按钮,可选择电机的旋转方向。s “退出设置”区:保留当前设置:若选择了该项,在退出本系统时,会自动记忆当前设置,在下次启动该软件时自动调入。记忆当前波长:若选择了该项,在退出本系统时,会自动记忆当前的波长位置,在下次启动该软件时自动调入,并让用户确认。否则,再次启动该软件时,直接进行初始化。 单击“清除修正值按钮或修改电机方向,系统会弹出如图412所示的对话框。在“
17、输入口令”编辑框中输入口令,确认后方可使新的设置生效,否则不能修改.* 由于修改系统设置可能造成系统崩溃,因此只在安装时修改系统设置, 平时请勿使用(公司一般不向用户提供口令).图411 图4124.2。1.4 显示寄存器中的数据选择参数设置区的“数据”项,界面中显示如图4-13的对话框。在“寄存器”下拉列表框中选择某一寄存器,会在数值框中显示该寄存器的数据。4。2。2 寄存器信息在寄存器信息显示区中显示了各寄存器的主要信息:R:寄存器,下面的1、2、3、4、5分别为五个寄存器。C:寄存器的画线颜色L:寄存器的画线线形D:“ ”表示寄存器中有数据,“ ”表示寄存器中无数据S:寄存器中保存的谱线
18、是否处于可视状态点击详细信息按钮,弹出“寄存器信息”对话框。在“寄存器”下拉列表框中选择寄存器,下面的列表框中将列出该寄存器的详细信息.点击对话框右上角的“ 按钮,关闭对话框。图413 4.2。3 当前寄存器 “当前寄存器下拉列表框可选择当前工作寄存器。其右侧的按钮用来改变寄存器的环境信息,请参见4.2。6。1的介绍。系统时刻监测波长位置的移动,并在“当前波长”提示框中显示当前波长位置。4。2。4 文件管理4。2。4。1 清除当前实验的所有数据下拉菜单:文件新建工具栏:主工具栏新建4。2.4。2 打开已有的数据文件下拉菜单:文件打开工具栏:主工具栏打开利用软件的打开功能可以打开已有的数据文件,
19、执行该命令后,系统弹出如图414所示的“打开对话框。在对话框中,可通过“搜寻下拉列表框确定数据文件所在的位置。在“文件类型下拉列表框中可确定要打开的数据的类型。如果要打开某一数据文件,请在“文件名”编辑框中输入文件名或单击此文件,然后单击“打开按钮。图4-14单击“取消”按钮关闭对话框,不执行其它操作.(以下对话框中的“取消按钮功能与此相似,将不再介绍。)4.2。4.3 保存当前的数据文件下拉菜单:文件保存工具栏:主工具栏保存利用软件的保存功能可以把寄存器中的数据保存到文件中,执行该命令后,系统弹出如图4-15所示的“保存预设”对话框。图415用户可通过“数据源寄存器下拉列表框确定要保存的数据
20、所在的寄存器,如还需保存相应的文本文件,单击“保存文本文件即可。完成设置后,击Enter键或单击“保存”按钮,系统弹出如图416所示的“另存为对话框。图4-16在“另存为”对话框中,可通过“保存在”下拉列表框确定保存的位置。在“文件类型”下拉列表框中可确定保存的类型。在“文件名”编辑框中键入数据文件的名称后,击Enter键或单击“保存按钮即可保存相应的数据文件(如在“保存预设”对话框中选择了“保存文本文件,则同时保存同文件名,扩展名为txt的文本文件)。 格式文件中保存数据及实验环境,缺省文件扩展名为gd3;文本文件以MATHCAD等数据处理软件所能识别的双列格式存储。4。2.5 打印输出4.
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- WGD 组合式 多功能 光栅 光谱仪 说明书 03.05 09
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