调制解调
法拉第调制解调器是用重火石玻璃外面绕以螺旋线圈,线圈中通以交流电,由于磁会导致旋光效应,偏振光振动面将左右交替改变。因维尔德常数很小,所以偏振光的摆动角也很小。偏振光在未进入磁场时的振动面与检偏镜的振动面相互垂直。当偏振光通过法拉第调制解调器后,由于交变磁场的作用,偏振光的偏振面发生了左右摇摆,摆动频率与交流电频率一致,即50Hz,但从偏振光强度的变化来看,频率将加倍变为100Hz。这种强度变化的光投射于光电倍增管,产生了100Hz的交流电信号。仪器中的伺服电机只限于50Hz才能运转,因此这时电机不动。当偏振光进入样品室后,振动面转动了一个角度,偏振光的强度变化又变为50Hz,这时的偏振光投射进光电倍增管,就产生了50Hz的交流电信号,经过电学系统,输入伺服电机,电机转动,并带动检偏器旋转,直到偏振光的振动面与检偏镜的振动面重新相互垂直。偏振光强度也恢复到100Hz,电机停止转动。这时就可以根据偏振面旋转过的角度,计算旋光度或糖度。
四、电路系统与自动控制系统
负高压是旋光仪电路中一个重要的指标。在正常情况下,一般为450V左右。当有深色物体或挡光物质进入光路入口时,仪器中的自动控制系统会自动升高负高压,以加大光电倍增管的电压,使其灵敏度加强,这时的负高压正常值应为(700~800)V。阻尼和增益是用来调节仪器自动控制系统中的稳定性和灵敏度的。阻尼、增益和负高压相互配合调节,使仪器达到最佳的状态。
五、示值误差的调整
标准旋光管用来测试仪器的示值误差,其方法是首先测出空测试筒关闭时的仪器零点值,然后将标准旋光管放入测试筒,将数字温度计探头紧贴在标准旋光管的管体上(靠近石英片一端),静止10min左右,读出旋光度值和温度值。旋光仪的测量值(α)是该旋光度值与仪器零点值之差,根据当时的温度值(t)对标准旋光管的旋光度α0加以修正,6次仪器测量值的算术平均值与修正后的标准旋光管的旋光度之差即为仪
器的示值误差。其数学模型为
Δαt=α-α0〔1+k(t-t0)〕
式中:Δαt———旋光仪旋光度 (或者糖度) 示值误差;α———旋光仪旋光度(或者糖度)的测量算术平均值;α0———20℃时标准旋光管旋光度 (或者糖度);k———标准旋光管的温度系数 (0.000144℃-1);t———测量 时 标 准 旋 光 管 的 温 度 ,℃ ;t0———特 定 温 度 值 ,
20.0℃。由此可见,标准旋光管的标准示值越大,温度对示值的影响就越大。在选择调整示值误差时,应选用正负值最大的两只标准旋光管来调整。一般是调整仪器左边的测数校正板。在调整的过程中还应注意零点的变动,调整后应让其回零点后,再测看是否已调到了误差范围内。若不在,则重新调整,直到调好为止。
六、光路系统
光路经光源、光阑、聚光镜、起偏器、调制器、准直镜、样品室、检偏器、物镜、滤色片、光阑最后到达光电倍增管。光路中心若不在一条直线上,则会使负高压偏大,增大流过电子元器件的电流,使元器件发热过大甚至损坏,还会影响仪器的稳定性、灵敏度及示值的准确性和重复性。这时可将白纸放在样品室小孔处,调节光源和光路系统使光斑中心与小孔中心重合。与伺服电机相连的转盘计数器是将样品旋光度通过光电转换成电路可识别的信号,通过显示面板显示出来,若是转盘上的齿轮有污物也会影响读数的准确性。此时可用刷子清洁齿轮。