CN103644968A - 自动充气舱及具有自动充气舱的太赫兹时域光谱系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动充气舱，包括密闭舱体、控制装置以及温湿度传感器；密闭舱体开设进气口和出气口，进气口设有进气阀，出气口接有出气阀；控制装置位于密闭舱体的外部，控制装置电连接于出气阀和进气阀；温湿度传感器设于密闭舱体中且电连接于控制装置。该自动充气舱通过在密闭舱体上开设进气口和出气口，来分别输入干燥气体和排出密闭舱体中的空气，直至温湿度传感器感应得知的温湿度值达到预设条件时，进气口和出气口上的气阀分别关闭，使密闭舱体中充斥干燥气体，不会对太赫兹波进行吸收；并通过控制装置来控制进气阀和出气阀进行的启闭，实现了自动充气舱自动充气的功能，使得操作方便。另，本发明还提供一种太赫兹时域光谱系统。

Description

自动充气舱及具有自动充气舱的太赫兹时域光谱系统

技术领域

本发明涉及太赫兹光谱技术领域，尤其涉及一种自动充气舱及具有自动充气舱的太赫兹时域光谱系统。

背景技术

太赫兹波是指频率在0.1Hz远外波段的相干电磁辐射，处于电磁波谱中电子学向光子学过渡的特殊位置，因而具有透视性、安全性、光谱分辨本领等独特的性质，具有非常重要的学术价值和应用前景。随着太赫兹技术的发展，太赫兹光谱及成像在生物学、医疗疾病诊断、材料科学、军事以及化学基础研究等许多领域展现出巨大的应用潜力，并迅速成为一个令人关注的前沿研究方向。太赫兹时域光谱技术是国际上近年来发展起来的太赫兹辐射的应用技术之一，是一种新型的光谱技术，是太赫兹光谱技术的核心研发领域。太赫兹时域光谱所具有的相干探测方法、高度时间分辨率和高灵敏度为人们展现了一个全新的光谱学研究视角，也给光谱学研究者提供了新的机遇。但是，空气中水汽对太赫兹波有着非常强烈的吸收，降低了太赫兹信号的信噪比，对光谱测量有着严重的影响，而现有技术中用来隔离空气中的水汽以免除对太赫兹波的吸收的装置往往结构较复杂，且操作较麻烦，因此需要结构简单、操作方便的装置来隔离空气中的水汽以免除对太赫兹波的吸收。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、操作方便以及能够较好的隔离空气中的水汽对太赫兹波吸收的自动充气舱。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自动充气舱，用于太赫兹时域光谱系统，包括密闭舱体、控制装置以及温湿度传感器；所述密闭舱体开设进气口和出气口，所述进气口设有进气阀，所述进气口用于接入干燥气体，所述干燥气体中的水蒸气的含量为零，所述出气口接有出气阀，所述出气口用于排出所述密闭舱体中的空气；所述控制装置位于所述密闭舱体的外部，所述控制装置电连接于所述出气阀和所述进气阀，所述控制装置用于控制所述出气阀和所述进气阀的启闭；所述温湿度传感器设于所述密闭舱体中，且所述温湿度传感器电连接于所述控制装置，所述温湿度传感器用于感应所述密闭舱体中的温湿度值且将所述温湿度值反馈至所述控制装置；当所述自动充气舱充气时，所述控制装置控制所述出气阀和所述进气阀开启；当所述密闭舱体中的温湿度值达到预设值时，所述控制装置控制所述出气阀和所述进气阀关闭。

其中，所述自动充气舱还包括气瓶，所述气瓶中收容所述干燥气体，所述气瓶连接于所述进气阀上。

其中，所述控制装置为计算机。

其中，所述控制装置还包括记录模块，所述记录模块用于记录所述温湿度传感器反馈至所述控制装置的温湿度值。

其中，所述预设值为湿度值小于或者等于0.1%。

其中，所述进气口和所述出气口分别设于所述密封舱体相对设置的两个面上。

本发明还提供一种了太赫兹时域光谱系统，包括飞秒激光器、太赫兹发生器、太赫兹探测器、样品台以及所述的自动充气舱，所述密封舱体上开设第一光学接口和第二光学接口，所述第二光学接口和所述第一光学接口分别罩设第二激光窗片和第一激光窗片；所述太赫兹发生器设于所述密闭舱体中，所述太赫兹发生器正对所述第一光学接口，所述太赫兹发生器电连接于所述控制装置；所述太赫兹探测器设于所述密闭舱体中，所述太赫兹探测器正对所述第二光学接口，所述太赫兹探测器分别电连接于所述控制装置和所述太赫兹发生器；所述样品台设于所述密闭舱体中，所述样品台用于放置被测样品；所述飞秒激光器位于所述密闭舱体的外部，所述飞秒激光器形成抽运光和探测光，所述抽运光正对所述第一光学接口，所述抽运光经所述第一激光窗片透射至所述太赫兹发生器激发太赫兹波，所述探测光正对所述第二光学接口，所述探测光经所述第二激光窗片透射至所述太赫兹探测器驱动所述太赫兹探测器。

本发明提供的自动充气舱通过在密闭舱体上开设进气口和出气口，来输入干燥气体和排出密闭舱体中的空气，直至所述温湿度传感器感应得知的温湿度值达到预设条件时，进气口和出气口上的进气阀和出气阀分别关闭，使得密闭舱体中充斥干燥气体，不会对太赫兹波进行吸收；并且通过控制装置来控制进气阀和出气阀进行的启闭，实现了所述自动充气舱自动充气的功能，使得操作方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施方式提供的太赫兹时域光谱系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1，本发明实施方式提供的一种太赫兹时域光谱系统100，包括自动充气舱1、飞秒激光器(未图示)、太赫兹发生器2、太赫兹探测器3以及样品台4。所述飞秒激光器位于所述自动充气舱1的外部，所述太赫兹发生器2、所述太赫兹探测器3以及所述样品台4收容于所述自动充气舱1中。

所述自动充气舱1用来隔离空气中的水汽以免除对太赫兹波的吸收，提高光谱测量的准确度。所述自动充气舱1包括密闭舱体11、控制装置（未图示）以及温湿度传感器12。为了便于控制，所述控制装置位于所述密闭舱体11的外部。所述温湿度传感器12位于所述密闭舱体11中，以便于准确感应得知所述密闭舱体11中的温湿度值。

所述密闭舱体11开设进气口111和出气口112，所述进气口111设有进气阀111a，所述进气口111用于接入干燥气体，所述干燥气体中的水蒸气的含量为零，所述出气口112接有出气阀（未图示），所述出气口112用于排出所述密闭舱体11中的空气。在本实施例中，为了便于排除所述密闭舱体11中的空气，所述进气口111和所述出气口112分别设于所述密封舱体相对设置的两个面上。具体的，所述进气口111为圆孔，所述进气阀111a设于所述进气口111上。所述出气口112为圆孔，所述出气阀设于所述出气口112上。当然，在其它实施例中，所述进气口111和所述出气口112的形状和之间的相对位置还可根据实际情况而确定。

为了便于对所述密闭舱体11供电，所述密闭舱体11还包括电学接口113，所述电学接口113与所述进气口111设于所述密闭舱体11的同一个面上，以便于对需要供电的装置进行供电。

由于所述密闭舱体11为密封的，为了便于进行光谱测量，所述密闭舱体11还开设第一光学接口114和第二光学接口115，所述第二光学接口115和所述第一光学接口114分别罩设第二激光窗片（未图示）和第一激光窗片（未图示）。在本实施例中，所述第二光学接口115和所述第一光学接口114与所述进气口111位于所述密闭舱体11的同一个面上。所述第二光学接口115和所述第一光学接口114皆为圆孔。为了保证所述密闭舱体11的密封结构，所述第二光学接口115和所述第一光学接口114分别罩设所述第二激光窗片和所述第一激光窗片，以便于激光能够透射进去。

为了便于对所述自动充气舱1输入干燥气体，所述自动充气舱1还包括气瓶（未图示），所述气瓶中收容所述干燥气体，所述气瓶连接于所述进气阀111a上。在本实施例中，为了使得所述自动充气舱1中的干燥气体较干燥，所述干燥气体为氮气。具体的，所述气瓶为氮气刚瓶，通过将所述气瓶连接于所述进气阀111a上，从而将所述氮气输入所述密闭舱体11中。当然，在其它实施例中，所述干燥气体还可以为惰性干燥气体。

所述控制装置位于所述密闭舱体11的外部，所述控制装置电连接于所述出气阀和所述进气阀111a，所述控制装置用于控制所述出气阀和所述进气阀111a的启闭。在本实施例中，为了满足所述控制装置的各种功能，所述控制装置为计算机。为了方便操作，所述控制装置中设有相应的执行软件来控制所述出气阀和所述进气阀111a的启闭。当然，在其它实施例中，所述控制装置还可以为根据实际需要而开发相应的单片机。

为了提高用户体验，所述控制装置还包括记录模块，所述记录模块用于记录所述温湿度传感器12反馈至所述控制装置的温湿度值。在本实施例中，所述记录模块为具有记录功能的软件，通过安装进去所述控制装置中即可实现所述温湿度传感器12反馈至所述控制装置的温湿度值的记录。当然，在其它实施例中，所述记录模块还可以为具有记录功能的硬件。

所述温湿度传感器12设于所述密闭舱体11中，且所述温湿度传感器12电连接于所述控制装置，所述温湿度传感器12用于感应所述密闭舱体11中的温湿度值且将所述温湿度值反馈至所述控制装置；当所述自动充气舱1充气时，所述控制装置控制所述出气阀和所述进气阀111a开启；当所述密闭舱体11中的温湿度值达到预设值时，所述控制装置控制所述出气阀和所述进气阀111a关闭。在本实施例中，所述温度传感器设于所述密闭舱体11的底部上。为了使得所述密闭舱体11中的空气不会影响到光谱测量，所述预设值为湿度值小于或者等于0.1%。当所述预设值达到0.1%时，所述控制装置中的执行软件会控制所述出气阀和所述进气阀111a同时关闭，以使得所述密闭舱体11处于一个干燥气体环境中。并且，所述温湿度值还会保存至所述记录软件中，以便于进行光谱测量时能够综合各种参数进行参考，提高用于体验。当然，在其它实施例中，所述预设值还可以根据实际情况而确定。

所述太赫兹发生器2设于所述密闭舱体11中，所述太赫兹发生器2正对所述第一光学接口114，所述太赫兹发生器2电连接于所述控制装置。在本实施例中，所述太赫兹发生器2与所述控制装置之间用于电连接的电线穿过所述电学接口113中。所述太赫兹发生器2电连接于所述控制装置，以实现所述控制装置能够实时控制所述太赫兹发生器2。

所述太赫兹探测器3设于所述密闭舱体11中，所述太赫兹探测器3正对所述第二光学接口114，所述太赫兹探测器3分别电连接于所述控制装置和所述太赫兹发生器2。在本实施例中，所述太赫兹探测器3与所述控制装置之间用于电连接的电线穿过所述电学接口113中。所述太赫兹探测器3电连接于所述控制装置，以实现所述控制装置能够实时控制所述太赫兹探测器3。

所述样品台4设于所述密闭舱体11中，所述样品台4用于放置被测样品（未图示）。

所述飞秒激光器位于所述密闭舱体11的外部，所述飞秒激光器形成抽运光和探测光，所述抽运光正对所述第一光学接口114，所述抽运光经所述第一激光窗片透射至所述太赫兹发生器2激发太赫兹波，所述探测光正对所述第二光学接口115，所述探测光经所述第二激光窗片透射至所述太赫兹探测器3驱动所述太赫兹探测器3。在本实施例中，所述太赫兹时域光谱系统100对所述样品的光谱测量可以以透射的方式，还可以以反射的形式，参见现有技术中的所述太赫兹时域光谱系统100。

当所述太赫兹时域光谱系统100开始使用时，需首先将所述样品放置于所述样品台4上；接着关闭所述密闭舱体11；再接着一键进行光谱测量：启动所述控制装置上相应的软件使所述进气阀111a和所述出气阀同时打开，以便于所述密闭舱体11自动充气，当所述预设值达到0.1%时，所述控制装置上的所述执行软件控制所述进气阀111a和所述出气阀同时关闭（所述控制装置上的所述记录软件会相应的将所述温湿度值记录保存下来），使得所述密闭舱体11中充斥干燥气体，防止水汽对太赫兹波的吸收，同时所述控制装置启动所述太赫兹发生器2和所述太赫兹探测器3，使得所述太赫兹发生器2和所述太赫兹探测器3在所述抽运光和所述探测光的分别激发和驱动下对所述样品进行光谱测量，测试人员可以根据光谱测量的结果和所述温湿度值对后期数据的处理提供参考，以使得所述光谱测量更加精确。

本发明提供的自动充气舱1通过在密闭舱体11上开设进气口111和出气口112，来输入干燥气体和排出密闭舱体111中的空气，直至所述温湿度传感器12感应得知的温湿度值达到预设条件时，进气口111和出气口112上的进气阀111a和出气阀分别关闭，使得密闭舱体11中充斥干燥气体，不会对太赫兹波进行吸收；并且通过控制装置来控制进气阀111a和出气阀进行的启闭，实现了所述自动充气舱1自动充气的功能，使得操作方便。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种自动充气舱，用于太赫兹时域光谱系统，其特征在于，包括密闭舱体、控制装置以及温湿度传感器；所述密闭舱体开设进气口和出气口，所述进气口设有进气阀，所述进气口用于接入干燥气体，所述干燥气体中的水蒸气的含量为零，所述出气口接有出气阀，所述出气口用于排出所述密闭舱体中的空气；所述控制装置位于所述密闭舱体的外部，所述控制装置电连接于所述出气阀和所述进气阀，所述控制装置用于控制所述出气阀和所述进气阀的启闭；所述温湿度传感器设于所述密闭舱体中，且所述温湿度传感器电连接于所述控制装置，所述温湿度传感器用于感应所述密闭舱体中的温湿度值且将所述温湿度值反馈至所述控制装置；当所述自动充气舱充气时，所述控制装置控制所述出气阀和所述进气阀开启；当所述密闭舱体中的温湿度值达到预设值时，所述控制装置控制所述出气阀和所述进气阀关闭。

2.根据权利要求1所述的自动充气舱，其特征在于，所述自动充气舱还包括气瓶，所述气瓶中收容所述干燥气体，所述气瓶连接于所述进气阀上。

3.根据权利要求1所述的自动充气舱，其特征在于，所述控制装置为计算机。

4.根据权利要求1所述的自动充气舱，其特征在于，所述控制装置还包括记录模块，所述记录模块用于记录所述温湿度传感器反馈至所述控制装置的温湿度值。

5.根据权利要求1所述的自动充气舱，其特征在于，所述预设值为湿度值小于或者等于0.1%。

6.根据权利要求1所述的自动充气舱，其特征在于，所述进气口和所述出气口分别设于所述密封舱体相对设置的两个面上。

7.一种太赫兹时域光谱系统，其特征在于，包括飞秒激光器、太赫兹发生器、太赫兹探测器、样品台以及如权利要求1～6任意一项所述的自动充气舱，所述密封舱体上开设第一光学接口和第二光学接口，所述第二光学接口和所述第一光学接口分别罩设第二激光窗片和第一激光窗片；所述太赫兹发生器设于所述密闭舱体中，所述太赫兹发生器正对所述第一光学接口，所述太赫兹发生器电连接于所述控制装置；所述太赫兹探测器设于所述密闭舱体中，所述太赫兹探测器正对所述第二光学接口，所述太赫兹探测器分别电连接于所述控制装置和所述太赫兹发生器；所述样品台设于所述密闭舱体中，所述样品台用于放置被测样品；所述飞秒激光器位于所述密闭舱体的外部，所述飞秒激光器形成抽运光和探测光，所述抽运光正对所述第一光学接口，所述抽运光经所述第一激光窗片透射至所述太赫兹发生器激发太赫兹波，所述探测光正对所述第二光学接口，所述探测光经所述第二激光窗片透射至所述太赫兹探测器驱动所述太赫兹探测器。

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