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分子荧光光谱

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主题：【第六届原创】解剖岛津RF-530 荧光分光光度计，掌握光电固件知识。

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sc360xp

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发表于：2012/11/29 09:40:13 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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解剖岛津RF-530 荧光分光光度计，掌握光电固件知识

岛津RF-530 荧光分光光度计是RF-5301PC（微机型）的前身，较早进入我国，用积分记录仪输出图形。虽然数据处理形式比较简单，但是光机系统设计优秀，故障低、经久耐用，非常经典。与现在的仪器比较，基本原理变化不大。下面解剖的RF-530是1994年的产品。

一、主要技术指标：
灯源：75W Xe灯（氙灯）
单色器：闪耀式全息光栅，刻线900条/mm
波长范围：220-900nm
波长精度：±1.5nm
分辨率：1.0nm
灵敏度：S/N 100

二、工作原理：
使用前，需将氙灯打开预热15-20分钟。氙灯发出的紫外和可见光经过激发单色器分光后，经分束器分为两路，一路激发光束进入样品池照到样品表面，样品受到激发光照射后发出的荧光经发射单色器分光，再经光电倍增管倍增后由检测器接收；另一路激发光束进入监测端的光电倍增管，经倍增后送入检测器。样品端与监测端的光电倍增管输出的电信号同时输入检测器电路后进行处理、对比分析，检测结果由配套的记录仪打印输出。

三、实物拆解：
1、外观：RF-530与C-R3A记录仪是一对工作搭档。

RF-530前面板：有氙灯开关、激发和发射波长设置旋钮、调零旋钮、灵敏度开关。输出信号衰减旋钮range有多个档位，选择值越大，输出信号幅度越小。

样品池在上部，用进样针进样：

RF-530后背：有氙灯工作水银计时器（500小时）、电源保险管、信号接线柱、电源插座。

2、内部结构：
卸下4颗固定螺丝，打开外壳：

这一面是电源电路板、氙灯镇流器（安定器）电路板、检测器电路板、样品池：

另一面是灯室（有氙灯、反射镜、散热风扇）、光室：

顶视图：

3、光学机械主要元件及功能：
氙灯：功率75W

氙灯工作状态：

单色器：采用的是光栅单色器，作用是将复合光分解为单一色谱光。
下面是激发单色器在工作：

分束器：是一块镀半透膜的反光镜，透过一半光，反射一半光，从而将一束光分为两束光。

光室：进一步卸下固定螺丝。

拆开光室后全貌：

光路图：

激发和发射波长设置旋钮及数字显示机构：

内部调节杆采用黄铜及不锈钢材质的蜗轮蜗杆副来驱动单色器旋转：

样品池：是密封固定的，必须用进样器进样，缺乏灵活性，清洗不方便：

光电倍增管：
检测端光电倍增管采用荧光专用R3788-02侧窗型光电倍增管，
监测端光电倍增管采用荧光专用R212-14侧窗型光电倍增管。

下面的图片是日本浜松公司的R3788侧窗型光电倍增管（管壁未涂黑）：

仪器散热风扇：采用滚珠轴承风扇，噪声低、耐用；将氙灯工作时产生的热量带出壳外。

4、主电源及氙灯电路：
仪器电源插座采用金属封装集成滤波器抗干扰电路：

主电源及氙灯电路位置（黄圈内）：

氙灯电路板与主电源电路板上下安放，显得拥挤、杂乱，不利于检修：

主电源电路：
取下电源隔板：

看见氙灯电路板（PCB）的背面：

移开氙灯电路板后，看见主电路板，采用开关电源电路，下图是俯视图：

S5VB60是中功率（6A/600V）市电整流桥：

UPC1042C是NEC公司的开关电源管理IC：

两只A748是松下公司（旧LOGO）的N沟结型场效应管，作电源震荡推动管：

加了散热片的电源功率管、主滤波电容（松下 470μF/200V）：

氙灯（HID）点燃电路：实质是电子镇流器（又称“安定器”）。下图是电路板全貌，该电路采用两级升压触发。由于生产时间较早，全是分离元件构成。

2OC2S30是P沟增强型结型场效应管，作震荡管：

CTU-2S肖特基二极管作高频整流，给蓄能电解电容充电：

下图是两只大功率绿色限流电阻、及续流电感、蓄能电解电容：

绕有线圈的磁棒是二次高压升压变压器，给氙灯提供引燃高压：

黄色圆形的元件122M是放电管（15KV），限制激发电压过高，避免损坏氙灯：

下图是放电间隙，启动时，一次升压变压器产生的电压将其击穿放电，通过二次高压升压变压器产生激发高压引燃氙灯：

欧姆龙继电器起触发控制作用，当触发引燃氙灯后，将电路切换到低压直流供电，维持氙灯工作。继电器旁边是一次升压变压器。

5、检测电路：

检测电路的电源电路：
为了减少开关电源干扰，检测电路（电路主板）单独供电，采用工频变压器降压的线性稳压电源。
工频变压器初级有抽头93V、100V、220V，以便适应不同电压。

工频变压器次级有9V/200mA、19V/60mA两组低压供电：

两个绿色的元件B4是NEC公司的低压整流桥，供两路低压整流：

下面是两路低压稳压电路，供检测电路板用电：

输入端口电路和光电管阳极高压电路：打开厚实地金属屏蔽盒，里面是检测、监测信号输入端口电路和光电倍增管的阳极高压电路。

光电倍增管阳极电源电路采用双管无稳态震荡、升压、桥式整流、阻容∏型滤波构成：

光电倍增管阳极电源高频震荡管采用D571（50V、700mA、1W、110MHz）：

前置放大器：由于本仪器光电转换器(光电倍增管) 输出的是直流电压，其前置放大器用直流电压放大器。前置电压放大器是关键部件，针对检测、监测端选用两个高输入阻抗、低噪声、低漂移的运算放大器LX703A。

主放大器：
主放大器（四级）都是电压放大器，其电路图与前置放大器基本相同。使用NEC公司的μPC4558高性能双运放集成电路构成；末级功放采用AD741KN低成本高精度运放集成电路，输出电压可达到10V, 以便于接积分仪处理数据。

信号衰减旋钮开关：由分压电阻和波段开关构成，从1～∞，有11档；
灵敏度开关：由钮置开关构成，两档选择。

调零旋钮（电位器）：

四、维护及故障排除：
仪器室应有空调、保持清洁、干燥；
仪器应按操作手册规定的程序操作、保养；
由于氙灯工作在高电压启辉、高温状态，不要频繁开关。仪器的主要故障是氙灯电子镇流器发生故障，可参照氙气灯电子镇流器的原理进行检查维修；
水银计时器：规格500小时，与氙灯的额定工作时间500小时匹配。当氙灯通电工作时计时，不工作时停止计时，对氙灯的工作时间进行累计，提醒操作者注意氙灯的光衰。换灯时，要戴手套操作，避免汗迹油脂留在灯管上，应同时更换计时器。实际使用中，氙灯的寿命远大于500小时，可以不理会计时器（小窍门：当达到500小时后，可将计时器拔下，掉头插进其接口观看，但不要忘记累计时间哦！）；
当光电倍增管衰老、放大倍数降低，无法正常出峰，更换；
单色器光栅受污染，导致分辨率降低，先用洗耳球吹去灰尘，小心清洁（不能随便使用溶剂）。
一定不要在没确定原因的情况下，匆忙调整光学系统的固定位置；
调节杆发生机械故障，数显齿轮卡死、损坏或失灵，这种情况很少，只能用原厂件更换，或自己机加工零件。