CN109142221A - 一种基于荧光材料镀层纤维的快速检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于荧光材料镀层纤维的快速检测装置，包括设有第一容纳腔的检测装置主体、用于固定所述荧光材料镀层纤维并能够在所述第一容纳腔内往复移动的纤维伸缩机构和用于照射所述荧光材料镀层纤维的紫外光照射机构；所述检测装置主体一侧设有与所述第一容纳腔连通的第一中空穿刺部件；所述纤维伸缩机构在所述第一容纳腔内往复移动时能够带动所述荧光材料镀层纤维进入或退出所述第一中空穿刺部件。该装置集检测与观察于一体，检测后很快便能通过观察得出结论，方便快捷。能够实地检测与观察，摆脱了对大型仪器设备的依赖以及繁琐的实验过程。既实现了可视化检测，又使得操作简单方便、成本低廉、方便携带，有利于大面积推广。

Description

一种基于荧光材料镀层纤维的快速检测装置

技术领域

本发明涉及检测技术领域，更具体地，涉及一种基于荧光材料镀层纤维的快速检测装置。

背景技术

由于NH₃、H₂S和CO等有害气体和汞、镉、铅、铬、砷等重金属离子对人们的身体健康具有严重威胁，人们在生活中会采取各种方法以降低它们的危害。每个人的生活环境不同，产生威胁的条件与几率也就不同，人们需要能够检测这些有害物质的装置，以避免受到有害气体或重金属离子的危害。

但是，现有的检测装置，如检测盒，操作复杂、检测效率低，有的还依赖大型仪器设备，无法实地检测与观察。

因此，需要设计出操作简单、检测效率高、方便携带、能够实地检测与观察的检测装置。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的操作复杂、检测效率低的缺陷，提供一种基于荧光材料镀层纤维的快速检测装置，提供的快速检测装置操作简单、检测效率高，而且方便携带，还能够实地检测与观察。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于荧光材料镀层纤维的快速检测装置，包括设有第一容纳腔的检测装置主体、用于固定所述荧光材料镀层纤维并能够在所述第一容纳腔内往复移动的纤维伸缩机构和用于照射所述荧光材料镀层纤维的紫外光照射机构；

所述第一容纳腔设有用于观察所述荧光材料镀层纤维的观察窗；

所述检测装置主体一侧设有与所述第一容纳腔连通的第一中空穿刺部件；所述纤维伸缩机构在所述第一容纳腔内往复移动时能够带动所述荧光材料镀层纤维进入或退出所述第一中空穿刺部件。

本发明的快速检测装置通过纤维伸缩机构固定并控制荧光材料镀层纤维进入或退出第一中空穿刺部件，实现该纤维在第一中空穿刺部件中的吞吐从而接触被检测物质。第一中空穿刺部件可以保护该纤维，而且第一中空穿刺部件能够刺入某些封闭的待测样品，如橡胶封闭的气体采集瓶，该纤维通过第一中空穿刺部件进入待测样品内部。

而且，该装置集检测与观察于一体，检测后很快便能通过观察得出结论，方便快捷。采用荧光材料镀层纤维进行检测，克服了现有技术中溶液和固态检测方法的低效率和不便。能够实地检测与观察，摆脱了对大型仪器设备的依赖以及繁琐的实验过程。既实现了可视化检测，又使得操作简单方便、灵敏度高、成本低廉、方便携带，有利于大范围推广。

上述装置适合各种条件下的检测。可以用于检测组织胺和氨气等。所述荧光材料镀层纤维中的荧光材料的选取与待检测的物质有关。不同荧光材料镀层纤维可检测不同物质，其现象也不尽相同。选择荧光材料DQ2在石英纤维上镀层，能够用于检测环境中的氨，由于其对氨的荧光响应，当环境中存在氨时，该纤维在紫外灯照射下会显示黄色荧光；氨浓度不同，荧光强度也不同，以此可以用来定性检测，甚至定量。荧光材料DQ2还可以用于快速、简便检测食物的新鲜度。

荧光材料DQ2是指1,2-二氢喹喔啉衍生物，英文名称为1,2-DihydroquinoxalineDerivatives。

荧光材料镀层纤维的直径可以为0.25~0.50 mm。可以采用石英纤维制备成细小的棒状材料。然后在外侧覆盖荧光材料镀层。

所述基于荧光材料镀层纤维的快速检测装置使用时需插入荧光材料镀层纤维。

所述观察窗采用透明物质封住。所述观察窗可以采用玻璃封住。

检测装置主体采用不透光材料制备而成，便于创造适宜黑暗条件以供观察。

优选地，纤维伸缩机构包括设有第二容纳腔并能够在所述第一容纳腔内往复移动的伸缩部件和用于固定所述荧光材料镀层纤维并能够在所述第二容纳腔内往复移动的纤维固定部件；

所述伸缩部件的一侧设有与所述第二容纳腔连通的第二中空穿刺部件，所述纤维固定部件在所述第二容纳腔内往复移动时能够带动所述荧光材料镀层纤维进入或退出所述第二中空穿刺部件；

所述伸缩部件在所述第一容纳腔内往复移动时能够带动所述第二中空穿刺部件进入或退出所述第一中空穿刺部件。

此时，荧光材料镀层纤维固定在纤维固定部件上，纤维固定部件在伸缩部件的第二容纳腔内往复移动时，带动该纤维进入或退出第二中空穿刺部件，从而在第二中空穿刺部件中吞吐。

而伸缩部件在第一容纳腔内往复移动，伸缩部件带动第二中空穿刺部件进入或退出第一中空穿刺部件。该纤维通过第二中空穿刺部件和第一中空穿刺部件实现吞吐，从而接触待检测物质。第二中空穿刺部件能够保护该纤维。

所述第一中空穿刺部件和第二中空穿刺部件均可采用针头。第一中空穿刺部件的内径大于第二中空穿刺部件的外径。

第一中空穿刺部件和第二中空穿刺部件可以采用不锈钢。不锈钢制备成的中空穿刺部件便于刺入，也能有效保护纤维。

优选地，所述检测装置主体为第一针筒形壳体，所述第一中空穿刺部件设置在所述第一针筒形壳体的一端，所述纤维伸缩机构能够在所述第一针筒形壳体内往复移动。

针筒形壳体一般设有空腔，针筒形壳体的一端一般设有用于连接针头的凸起，另一端为空腔的开口。检测装置主体为第一针筒形壳体，纤维伸缩机构能够从开口进入第一针筒形壳体内，并在第一针筒形壳体内往复移动。通过移动纤维伸缩机构，实现荧光材料镀层纤维进入或退出第一中空穿刺部件。

优选地，所述伸缩部件为第二针筒形壳体，所述第二针筒形壳体内套于所述第一针筒形壳体；

所述第二中空穿刺部件设置在所述第二针筒形壳体的一端；所述纤维固定部件能够在所述第二针筒形壳体内往复移动。

伸缩部件为第二针筒形壳体，第二针筒形壳体套设在第一针筒形壳体内并在第一针筒形壳体内往复移动。第二针筒形壳体在第一针筒形壳体内往复移动时，带动第二中空穿刺部件插入第一中空穿刺部件或从第一中空穿刺部件退出。

荧光材料镀层纤维固定在纤维固定部件上，纤维固定部件在第二针筒形壳体内往复移动时，能够带动该纤维插入第二中空穿刺部件或从第二中空穿刺部件退出。该纤维通过第一中空穿刺部件和第二中空穿刺部件实现吞吐。

优选地，所述纤维固定部件包括推杆和设置于所述推杆内的夹盘伸缩杆；

所述夹盘伸缩杆的一端设有夹盘；

所述推杆设有与所述夹盘匹配的夹盘口，所述夹盘伸出所述夹盘口后张开，所述夹盘缩回所述夹盘口后闭合；

所述推杆设有用于使所述夹盘保持闭合状态的弹性部件。

该纤维固定部件类似于自动铅笔的笔芯固定结构。推杆能够在第二针筒形壳体内往复移动。推杆内设有夹盘伸缩杆，该夹盘伸缩杆的一端为夹盘，夹盘在夹盘口内时，夹盘为闭合状态，即夹紧状态；夹盘通过夹盘伸缩杆伸出夹盘口时，夹盘为张开状态。通过推动夹盘伸缩杆，实现夹盘的张开或闭合，从而更换荧光材料镀层纤维。弹性部件能够顶住或拉出该夹盘伸缩杆，从而使夹盘处于夹盘口内，从而使夹盘保持闭合状态。

优选地，所述夹盘采用PP、PE或ABS材料制成。PP是指聚丙烯塑料。PE是指聚乙烯塑料。ABS是指ABS工程塑料，具体是指丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物。

优选地，所述弹性部件为压力弹簧，所述压力弹簧套设在所述夹盘伸缩杆上。

优选地，所述夹盘伸缩杆设有限位凸起，所述推杆设有与所述限位凸起对应的限位槽。

通过拨动限位凸起，使限位凸起在限位槽内移动，限位凸起带动夹盘伸缩杆进行伸缩移动，从而实现夹盘从夹盘口伸出或缩回夹盘口内。

优选地，所述限位槽两端设有用于固定所述限位凸起的固定槽。通过固定槽固定限位凸起，从而固定夹盘伸缩杆，从而使夹盘保持张开状态或闭合状态。

优选地，所述限位槽为U型槽。所述U型槽的开口方向与夹盘伸缩杆的伸缩移动方向垂直。限位凸起在U型槽的两侧时，限位凸起使得夹盘伸缩杆不能伸缩移动，从而使夹盘保持张开状态或闭合状态。

优选地，所述紫外光照射机构包括能够向所述荧光材料镀层纤维照射紫外光的紫外灯、电源和用于控制所述紫外灯接通或断开电源的开关；

所述紫外灯、电源和开关电连接。

优选地，所述紫外灯设置在所述第一容纳腔的内侧壁。

优选地，所述开关包括设置在所述第一容纳腔内壁上的触点副和设置在所述纤维伸缩机构外侧的触点连接导体。

纤维伸缩机构在第一容纳腔内往复移动到一定位置时，触点连接导体将与触点副接触，此时紫外灯与电源连通，紫外灯亮；纤维伸缩机构继续移动时，触点连接导体与触点副分离，此时紫外灯与电源断开，紫外灯熄灭。

优选地，所述触点连接导体设置在所述伸缩机构的外侧。

优选地，所述触点连接导体设置在所述第二针筒形壳体的外侧。

优选地，所述触点连接导体为金属片。所述触点连接导体采用导电良好的金属材料。

优选地，所述第二针筒形壳体和/或纤维固定部件的外侧设有柔性缓冲带。

柔性缓冲带使得第二针筒形壳体或纤维固定部件进行往复移动时更加顺畅。

优选地，所述柔性缓冲带采用橡胶制成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的快速检测装置通过纤维伸缩机构固定并控制荧光材料镀层纤维进入或退出第一中空穿刺部件，实现该纤维在第一中空穿刺部件中的吞吐从而接触被检测物质。第一中空穿刺部件可以保护该纤维，而且第一中空穿刺部件能够刺入某些封闭的待测样品。该装置集检测与观察于一体，检测后很快便能通过观察得出结论，方便快捷。能够实地检测与观察，摆脱了对大型仪器设备的依赖以及繁琐的实验过程。既实现了可视化检测，又使得操作简单方便、成本低廉、方便携带，有利于大面积推广。

附图说明

图1为实施例1的基于荧光材料镀层纤维的快速检测装置的拆解图。

图2为实施例1的基于荧光材料镀层纤维的快速检测装置的主视图的剖视图。

图3为实施例1的基于荧光材料镀层纤维的快速检测装置的右视图的局部剖视图。

图4为实施例1的基于荧光材料镀层纤维的快速检测装置的紫外光照射机构的示意图。

图5为实施例1的基于荧光材料镀层纤维的快速检测装置的纤维伸缩机构的局部剖视图。

图6为实施例1的基于荧光材料镀层纤维的快速检测装置的纤维固定部件夹紧荧光材料镀层纤维的状态示意图。

图7为实施例1的基于荧光材料镀层纤维的快速检测装置的纤维固定部件松开荧光材料镀层纤维的状态示意图。

图8为实施例1的基于荧光材料镀层纤维的快速检测装置的紫外光照射机构的开关的断开状态示意图。

图9为实施例1的基于荧光材料镀层纤维的快速检测装置的紫外光照射机构的开关的接通状态示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例1

一种基于荧光材料镀层纤维的快速检测装置，如图1~9所示，包括设有第一容纳腔11的检测装置主体1、用于固定荧光材料镀层纤维4并能够在第一容纳腔11内往复移动的纤维伸缩机构2和用于照射荧光材料镀层纤维4的紫外光照射机构3。

检测装置主体1为第一针筒形壳体，第一中空穿刺部件13设置在第一针筒形壳体的一端，第一中空穿刺部件13与第一容纳腔11连通。检测装置主体1采用不透光材料制备而成，便于创造适宜黑暗条件以供观察。

第一容纳腔11设有用于观察荧光材料镀层纤维4的观察窗12。观察窗采用透明物质封住。观察窗采用玻璃封住。

纤维伸缩机构2包括设有第二容纳腔211并能够在第一容纳腔11内往复移动的伸缩部件21和用于固定荧光材料镀层纤维4并能够在第二容纳腔211内往复移动的纤维固定部件22。

伸缩部件21为第二针筒形壳体，伸缩部件21套设在第一针筒形壳体内，第二针筒形壳体的一端设有与第二容纳腔211连通的第二中空穿刺部件212，纤维固定部件22在第二容纳腔211内往复移动时能够带动荧光材料镀层纤维4进入或退出第二中空穿刺部件212。

伸缩部件21在第一容纳腔11内往复移动时能够带动第二中空穿刺212部件进入或退出第一中空穿刺部件13。

此时，荧光材料镀层纤维4固定在纤维固定部件22上，纤维固定部件22在伸缩部件21的第二容纳腔211内往复移动时，带动该纤维进入或退出第二中空穿刺部件212，从而在第二中空穿刺部件212中吞吐。

而伸缩部件21在第一容纳腔11内往复移动，伸缩部件21带动第二中空穿刺部件212进入或退出第一中空穿刺部件13。该纤维通过第二中空穿刺部件212和第一中空穿刺部件13实现吞吐，从而接触待检测物质。第一中空穿刺部件13和第二中空穿刺部件212能够保护该纤维。

第一中空穿刺部件13和第二中空穿刺部件212均可采用针头。第一中空穿刺部件13的内径大于第二中空穿刺部件212的外径。第一中空穿刺部件13和第二中空穿刺部件212采用不锈钢制成。不锈钢制成的中空穿刺部件便于刺入，也能有效保护该纤维。

纤维固定部件22包括推杆221、设置于推杆221内的夹盘伸缩杆222。夹盘伸缩杆222的一端设有夹盘223。推杆221设有与夹盘223匹配的夹盘口224，夹盘223伸出所述夹盘口224后张开，夹盘223缩回夹盘口224后闭合。推杆221设有用于使夹盘223保持闭合状态的弹性部件225。弹性部件225为压力弹簧，压力弹簧套设在夹盘伸缩杆222上。

夹盘223采用PP、PE或ABS材料制成。PP是指聚丙烯塑料。PE是指聚乙烯塑料。ABS是指ABS工程塑料，具体是指丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物。

夹盘伸缩杆222设有限位凸起226，推杆221设有与限位凸起226对应的限位槽227。限位槽227两端设有用于固定限位凸起226的固定槽（2271，2272）。两个固定槽（2271，2272）与限位槽227组成U型槽。通过拨动限位凸起226，使限位凸起226在限位槽227内移动，限位凸起226带动夹盘伸缩杆222进行伸缩移动，从而实现夹盘223从夹盘口224伸出或缩回夹盘口224内。通过固定槽（2271）固定限位凸起226，从而固定夹盘伸缩杆222，从而使夹盘223保持张开状态。通过固定槽（2272）固定限位凸起226，从而固定夹盘伸缩杆222，从而使夹盘223保持闭合状态。

纤维固定部件22类似于自动铅笔的笔芯固定结构。推杆221能够在第二针筒形壳体内往复移动。推杆221内设有夹盘伸缩杆222，该夹盘伸缩杆222的一端为夹盘223，夹盘223在夹盘口224内时，夹盘223为闭合状态，即夹紧状态；夹盘223通过夹盘伸缩杆222伸出夹盘口224时，夹盘223为张开状态。通过推动夹盘伸缩杆222，实现夹盘223的张开或闭合，从而更换荧光材料镀层纤维4。弹性部件225能够顶住该夹盘伸缩杆222，从而使夹盘223处于夹盘口224内，从而使夹盘223保持闭合状态。

紫外光照射机构3包括能够向荧光材料镀层纤维4照射紫外光的紫外灯31、电源32和用于控制紫外灯31接通或断开电源32的开关33。紫外灯31设置在第一容纳腔11的内侧壁。

开关33包括设置在第一容纳腔11内壁上的触点副（331，332）和设置在第二针筒形壳体外侧的触点连接导体333。

紫外灯31与电源32电连接，紫外灯31和电源32分别与触点副（331，332）的两个触点连接。

电源32包括纽扣电池舱和纽扣电池，纽扣电池舱设有电源盖34。

第二针筒形壳体在第一容纳腔11内往复移动到一定位置时，触点连接导体333将与触点副（331，332）接触，如图9所示，此时紫外灯31与电源32连通，紫外灯31亮；第二针筒形壳体继续移动时，触点连接导体333与触点副（331，332）分离，如图8所示，此时紫外灯与电源断开，紫外灯熄灭。触点连接导体333为金属片。

第二针筒形壳体和纤维固定部件22的外侧均设有柔性缓冲带（213，228）。柔性缓冲带（213，228）使得第二针筒形壳体和纤维固定部件22进行往复移动时更加顺畅。柔性缓冲带（213，228）采用橡胶制成。

使用方法：

本实施例的快速检测装置使用时，将荧光材料镀层纤维固定在夹盘上，然后将推杆推入第二针筒形壳体，利用第一中空穿刺部件13插入橡胶封闭的气体采集瓶，再将推杆和第二针筒形壳体往内推，荧光材料镀层纤维接触到待测气体后，再将推杆和第二针筒形壳体往外拉，使接触了待测气体的荧光材料镀层纤维暴露在紫外灯31下，打开紫外灯31，查看荧光材料镀层纤维的荧光，进行定性及定量检测。荧光材料为DQ2时，荧光材料镀层纤维能够用于检测环境中的氨，由于其对氨的荧光响应，当环境中存在氨时，该纤维在紫外灯照射下会显示黄色荧光；氨浓度不同，荧光强度也不同。

本实施例的快速检测装置通过纤维伸缩机构2固定并控制荧光材料镀层纤维4进入或退出第一中空穿刺部件13，实现该纤维在第一中空穿刺部件13中的吞吐从而接触被检测物质。第一中空穿刺部件13可以保护该纤维，而且第一中空穿刺部件13能够刺入某些封闭的待测样品，如橡胶封闭的气体采集瓶，该纤维通过第一中空穿刺部件13进入待测样品内部。

而且，该装置集检测与观察于一体，检测后很快便能通过观察得出结论，方便快捷。能够实地检测与观察，摆脱了对大型仪器设备的依赖以及繁琐的实验过程。既实现了可视化检测，又使得操作简单方便、成本低廉、方便携带，有利于大面积推广。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于荧光材料镀层纤维的快速检测装置，其特征在于，包括设有第一容纳腔（11）的检测装置主体（1）、用于固定所述荧光材料镀层纤维（4）并能够在所述第一容纳腔（11）内往复移动的纤维伸缩机构（2）和用于照射所述荧光材料镀层纤维（4）的紫外光照射机构（3）；

所述第一容纳腔（11）设有用于观察所述荧光材料镀层纤维（4）的观察窗（12）；

所述检测装置主体（1）一侧设有与所述第一容纳腔（11）连通的第一中空穿刺部件（13）；所述纤维伸缩机构（2）在所述第一容纳腔（11）内往复移动时能够带动所述荧光材料镀层纤维（4）进入或退出所述第一中空穿刺部件（13）。

2.根据权利要求1所述的快速检测装置，其特征在于，纤维伸缩机构（2）包括设有第二容纳腔（211）并能够在所述第一容纳腔（11）内往复移动的伸缩部件（21）和用于固定所述荧光材料镀层纤维（4）并能够在所述第二容纳腔（211）内往复移动的纤维固定部件（22）；

所述伸缩部件（21）的一侧设有与所述第二容纳腔（211）连通的第二中空穿刺部件（212），所述纤维固定部件在所述第二容纳腔（211）内往复移动时能够带动所述荧光材料镀层纤维（4）进入或退出所述第二中空穿刺部件（212）；

所述伸缩部件（21）在所述第一容纳腔内（11）往复移动时能够带动所述第二中空穿刺部件（212）进入或退出所述第一中空穿刺部件（13）。

3.根据权利要求2所述的快速检测装置，其特征在于，所述检测装置主体（1）为第一针筒形壳体，所述第一中空穿刺部件（13）设置在所述第一针筒形壳体的一端，所述纤维伸缩机构（2）能够在所述第一针筒形壳体内往复移动。

4.根据权利要求3所述的快速检测装置，其特征在于，所述伸缩部件（21）为第二针筒形壳体，所述第二针筒形壳体内套于所述第一针筒形壳体；

所述第二中空穿刺部件（212）设置在所述第二针筒形壳体的一端；所述纤维固定部件（22）能够在所述第二针筒形壳体内往复移动。

5.根据权利要求2~4任一项所述快速检测装置，其特征在于，所述纤维固定部件（22）包括推杆（221）和设置于所述推杆内的夹盘伸缩杆（222）；

所述夹盘伸缩杆（222）的一端设有夹盘（223）；

所述推杆（221）设有与所述夹盘（223）匹配的夹盘口（224），所述夹盘（223）伸出所述夹盘口（224）后张开，所述夹盘（223）缩回所述夹盘口（224）后闭合；

所述推杆（221）设有用于使所述夹盘（223）保持闭合状态的弹性部件（225）。

6.根据权利要求5所述的快速检测装置，其特征在于，所述夹盘伸缩杆（222）设有限位凸起（226），所述推杆（221）设有与所述限位凸起（226）对应的限位槽（227）。

7.根据权利要求6所述的快速检测装置，其特征在于，所述限位槽（227）两端设有用于固定所述限位凸起（226）的固定槽（2271，2272）。

8.根据权利要求1所述的快速检测装置，其特征在于，所述紫外光照射机构（3）包括能够向所述荧光材料镀层纤维（4）照射紫外光的紫外灯（31）、电源（32）和用于控制所述紫外灯（31）接通或断开电源（32）的开关（33）；

所述紫外灯（31）、电源（32）和开关（33）电连接。

9.根据权利要求8所述的快速检测装置，其特征在于，所述开关包括设置在所述第一容纳腔（11）内壁上的触点副（331，332）和设置在所述纤维伸缩机构（2）外侧的触点连接导体（333）。

10.根据权利要求4所述的快速检测装置，其特征在于，所述第二针筒形壳体和/或纤维固定部件（22）的外侧设有柔性缓冲带（213，228）。