CN108362680A - 快速检测反应产物的拉曼光谱检测装置 - Google Patents
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- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/65—Raman scattering
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Abstract
本发明涉及快速检测反应产物的拉曼光谱检测装置，包括取样机构、样品池、激光器、光纤传感器、拉曼光谱仪以及控制器，取样机构包括驱动机构及取样管，取样管与样品池连接；样品池两侧连接有圆柱形管道，样品池与管道之间设有分别设有第一反射镜和第二反射镜，第一反射镜上设有小孔，激发光从第一反射镜上的小孔入射入样品池，然后到达第二反射镜后被反射；光纤传感器包括一光散射探头，光散射探头包括探头和正对探头的探测器，探头通过输入光纤连接激光器，探测器接收来自探头的激光并发出散射光，探头收集散射光并通过输出光纤传递给拉曼光谱仪，探测器包括基底以及位于基底表面的纳米阵列，纳米阵列由多个碳纳米管组成。
Description
技术领域
本发明涉及拉曼光谱检测装置，尤其涉及一种快速检测反应产物的拉曼光谱检测装置。
背景技术
拉曼光谱作为一种分析方法，以其信息丰富，制样简单，水的干扰小等独特的优点，在化学、生物、医药等领域有广泛的应用。但拉曼光谱测定法应用的一个主要限制是，从微痕量化学物质获得的拉曼散射信号非常弱，缩小了其检测适用范围，加大了检测难度。目前采用较多的拉曼光谱增强方法有两种：表面增强和共振增强。它们能使试样的拉曼散射强度增强几个数量级。但是单一的增强方法对拉曼光谱信号强度增强作用有限，大大限制了拉曼光谱测定法的应用。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种快速检测反应产物的拉曼光谱检测装置，该装置能够对入射入样品池的激发光进行多次反射，使其强度增加大，并能提高传输至拉曼光谱仪的散色光强度，从而增强接收到的拉曼光信号。
本发明的一种快速检测反应产物的拉曼光谱检测装置，包括取样机构、样品池、激光器、光纤传感器、拉曼光谱仪以及控制器，所述取样机构用于提取反应产物，包括驱动机构以及取样管，所述取样管与所述样品池连接；
所述样品池用于盛放检测样品，所述样品池两侧连接有圆柱形管道，所述样品池呈透明状，所述管道内设有第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和第二反射镜分别位于所述样品池的两侧，所述第一反射镜上设有小孔，激发光从第一反射镜上的小孔入射入样品池，然后到达第二反射镜后被反射后，在所述第一反射镜和第二反射镜之间来回反射，以增强激发光；
所述光纤传感器包括一光散射探头，所述光散射探头包括探头和正对所述探头的探测器，所述探头通过输入光纤连接所述激光器，所述探测器接收来自探头的激光并发出散射光，所述探头收集所述散射光并通过输出光纤传递给所述拉曼光谱仪，所述控制器接收所述拉曼光谱仪的输出信号，所述探测器包括平面的基底以及位于所述基底表面的纳米阵列，所述纳米阵列由多个碳纳米管组成。
进一步地，所述样品池的底部连接有温控单元，所述温控单元包括加热组件和温度传感器，所述温度传感器连接所述控制器。
进一步地，所述加热组件呈螺旋状设置在所述样品池底部。
进一步地，所述样品池与加热组件之间设有传热介质，所述加热组件通过所述传热介质间接为所述样品池加热。
进一步地，所述碳纳米管顶端距离所述基底上表面的距离为50nm-200nm。
进一步地，所述探头和探测器之间设有多个用于增强探测器的散射光信号的聚焦镜。
进一步地，所述碳纳米管的形状呈锥形或圆柱形。
进一步地，所述驱动机构为电机。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明通过利用两片反射镜对入射的激发光进行多次反射，使其强度增加；此外，从而增强接收到的拉曼光信号。探测器包括平面的基底以及位于所述基底表面的纳米阵列，被检测的痕量化学物质被吸附到纳米阵列表面上，其结构能够进一步提高被光源照射的分子的拉曼散射光谱。由于大多数分子具有唯一的拉曼光谱信号，可以此确定目标化学物。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明拉曼光谱检测装置的结构示意图；
图2是本发明样品池的结构示意图；
附图标记说明：
1-样品池；2-传热介质；3-加热组件；4-管道；5-第一反射镜；6-小孔；7-第二反射镜；8-激光器；9-输入光纤；10-输出光纤；11-拉曼光谱仪；12-控制器；13-探头；14-聚焦镜；15-碳纳米管；16-基底。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
参见图1-2，本发明的一种快速检测反应产物的拉曼光谱检测装置，包括取样机构、样品池1、激光器8、光纤传感器、拉曼光谱仪11以及控制器12。取样机构用于提取反应产物，包括驱动机构以及取样管，驱动机构为电机，所述取样管与所述样品池1连接。所述样品池1用于盛放检测样品，样品池1的底部连接有温控单元，所述温控单元包括加热组件3和温度传感器，所述温度传感器连接所述控制器12。加热组件3呈螺旋状设置在所述样品池1底部。样品池1与加热组件3之间设有传热介质2，加热组件3通过所述传热介质2间接为所述样品池1加热。样品池1两侧连接有圆柱形管道4，所述样品池1呈透明状，所述管道4内设有第一反射镜5和第二反射镜7，所述第一反射镜5和第二反射镜7分别位于所述样品池1的两侧，所述第一反射镜上5设有小孔6，激发光从第一反射镜5上的小孔6入射入样品池1，然后到达第二反射镜7后被反射后，在所述第一反射镜5和第二反射镜7之间来回反射，以增强激发光。
光纤传感器包括一光散射探头，光散射探头包括探头13和正对所述探头13的探测器，探头13和探测器之间设有多个用于增强探测器的散射光信号的聚焦镜14。所述探头13通过输入光纤9连接所述激光器8，所述探测器接收来自探头13的激光并发出散射光，所述探头13收集所述散射光并通过输出光纤10传递给所述拉曼光谱仪11，所述控制器12接收所述拉曼光谱仪11的输出信号，所述探测器包括平面的基底16以及位于所述基底16表面的纳米阵列，所述纳米阵列由多个碳纳米管15组成。碳纳米管15的形状呈锥形或圆柱形，碳纳米管15顶端距离所述基底16上表面的距离为50nm-200nm。
本发明在工作时，先利用取样机构提取反应产物，然后加入样品池1中，激光器8发出的激发光分为两束，一束照射入样品池1，另一束传递至探头13。激发光从第一反射镜5上的小孔6入射入样品池1，然后到达第二反射镜7后被反射后，在所述第一反射镜5和第二反射镜7之间来回反射，以增强激发光。样品池1中的产物接触探测器表面的纳米阵列，探头13传递来的激光的激发下，探测器的基底16上的碳纳米管15能够增强散射光强度，这些散射光再通过探头13、输出光纤10传递给拉曼光谱仪11，拉曼光谱仪11工作，对信号进行分析，拉曼光谱中的光谱信号被识别，并与含多种分子光谱信号的数据库进行比较，找出对应的标准物质，确定其名称和结构，然后传递给控制器12，检测结果在控制器12的屏幕上输出。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种快速检测反应产物的拉曼光谱检测装置，其特征在于：包括取样机构、样品池、激光器、光纤传感器、拉曼光谱仪以及控制器，所述取样机构用于提取反应产物，包括驱动机构以及取样管，所述取样管与所述样品池连接；
所述样品池用于盛放检测样品，所述样品池两侧连接有圆柱形管道，所述样品池呈透明状，所述管道内设有第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和第二反射镜分别位于所述样品池的两侧，所述第一反射镜上设有小孔，激发光从第一反射镜上的小孔入射入样品池，然后到达第二反射镜后被反射后，在所述第一反射镜和第二反射镜之间来回反射，以增强激发光；
所述光纤传感器包括一光散射探头，所述光散射探头包括探头和正对所述探头的探测器，所述探头通过输入光纤连接所述激光器，所述探测器接收来自探头的激光并发出散射光，所述探头收集所述散射光并通过输出光纤传递给所述拉曼光谱仪，所述控制器接收所述拉曼光谱仪的输出信号，所述探测器包括平面的基底以及位于所述基底表面的纳米阵列，所述纳米阵列由多个碳纳米管组成。
2.根据权利要求1所述的快速检测反应产物的拉曼光谱检测装置，其特征在于：所述样品池的底部连接有温控单元，所述温控单元包括加热组件和温度传感器，所述温度传感器连接所述控制器。
3.根据权利要求2所述的快速检测反应产物的拉曼光谱检测装置，其特征在于：所述加热组件呈螺旋状设置在所述样品池底部。
4.根据权利要求2所述的快速检测反应产物的拉曼光谱检测装置，其特征在于：所述样品池与加热组件之间设有传热介质，所述加热组件通过所述传热介质间接为所述样品池加热。
5.根据权利要求1所述的快速检测反应产物的拉曼光谱检测装置，其特征在于：所述碳纳米管顶端距离所述基底上表面的距离为50nm-200nm。
6.根据权利要求1所述的快速检测反应产物的拉曼光谱检测装置，其特征在于：所述探头和探测器之间设有多个用于增强探测器的散射光信号的聚焦镜。
7.根据权利要求1所述的快速检测反应产物的拉曼光谱检测装置，其特征在于：所述碳纳米管的形状呈锥形或圆柱形。
8.根据权利要求1所述的快速检测反应产物的拉曼光谱检测装置，其特征在于：所述驱动机构为电机。
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| CN201810312102.5A CN108362680A (zh) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | 快速检测反应产物的拉曼光谱检测装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113295669A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-08-24 | 重庆大学 | 用于气体拉曼信号增强的折叠型多反腔 |
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2018
- 2018-04-09 CN CN201810312102.5A patent/CN108362680A/zh not_active Withdrawn
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| CN113295669A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-08-24 | 重庆大学 | 用于气体拉曼信号增强的折叠型多反腔 |
| CN113295669B (zh) * | 2021-05-14 | 2023-10-24 | 重庆大学 | 用于气体拉曼信号增强的折叠型多反腔 |
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