CN111426631A - 光谱探头和光谱分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光谱探头和光谱分析仪。其中，该光谱探头包括：外壳、设于外壳的多个发光组件及至少一个光敏传感器；外壳设置有安装槽和与所述安装槽间隔设置的容置槽，所述安装槽和所述容置槽的槽口呈同向设置，所述外壳为遮光材质，多个所述发光组件产生多束不同波长的光束，多束光束照射至待测试物品，所述光敏传感器采集待测试物品反射的光束；多个所述发光组件设于所述容置槽内，所述光敏传感器设于所述安装槽内；或，所述光敏传感器设于所述容置槽内，多个所述发光组件设于所述安装槽内。本发明光谱探头简化光谱分析仪的结构，提高光谱分析仪的可维护性。

Description

光谱探头和光谱分析仪

技术领域

本发明涉及光谱分析设备技术领域，特别涉及一种光谱探头和应用该光谱探头的光谱分析仪。

背景技术

在科研领域通常采用光谱分析仪测试物品的组成结构。常见的光谱分析仪发光一束连续光照向待测试物品，待测试物品对光束进行反射，被待测物体反射回来的光束经过棱镜分光，然后在不同位置得到不同波长的光波，在对应位置有一传感器，来检测反光强度，最后合成被测物体的反光强度光谱。因此，常见的光谱分析仪需要采用结构较为复杂的光学分光结构，导致设备的体积较大，结构较为复杂。

上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种光谱探头，旨在简化光谱分析仪的组成结构。

为实现上述目的，本发明提出的光谱探头包括外壳、多个发光组件及至少一个光敏传感器，外壳设置有安装槽和与所述安装槽间隔设置的容置槽，所述安装槽和所述容置槽的槽口呈同向设置，所述外壳为遮光材质，多个所述发光组件产生多束不同波长的光束，多束光束照射至待测试物品，所述光敏传感器采集待测试物品反射的光束；

多个所述发光组件设于所述容置槽内，所述光敏传感器设于所述安装槽内；或，所述光敏传感器设于所述容置槽内，多个所述发光组件设于所述安装槽内。

在本发明的一实施例中，所述外壳包括壳体和挡光套筒，所述壳体设置定位槽，所述挡光套筒设于所述定位槽内，所述挡光套筒与所述定位槽的内壁面围合形成所述安装槽和所述容置槽，所述容置槽环绕所述安装槽设置。

在本发明的一实施例中，多个所述发光组件设于所述容置槽内，并环绕所述安装槽；

或，多个所述发光组件设于所述安装槽内，多个所述发光组件呈阵列排布。

在本发明的一实施例中，所述壳体和所述挡光套筒为一体成型设置。

在本发明的一实施例中，多个所述发光组件中，相邻两个所述发光组件发出不同波长的光束；

且/或，多个所述发光组件中部分所述发光组件发出相同波长的光束。

在本发明的一实施例中，多个所述发光组件发出光束的波长为375nm至1600nm。

在本发明的一实施例中，所述发光组件为LED光源。

在本发明的一实施例中，所述光谱探头包括两个光敏传感器，两个所述光敏传感器相邻设于所述安装槽内。

在本发明的一实施例中，所述光谱探头还包括保护罩，所述保护罩设于所述外壳，并盖合所述安装槽的槽口和所述容置槽的槽口，所述保护罩为透明材质。

本发明还提出一种光谱分析仪，包括电路板和所述光谱探头，所述电路板与所述光谱探头的多个发光组件和光敏传感器电连接，所述电路板控制至少一个所述发光组件发光，并通过所述光敏传感器获取待测试物品反射的光束。

本发明技术方案采用外壳为遮光材质，并在外壳上设置有安装槽和与所述安装槽间隔设置的容置槽，并将多个所述发光组件间隔设于所述容置槽内，至少一个光敏传感器设于所述安装槽内；也就是说，当多个所述发光组件发出不同波长的光束时，不同波长的光束照射至待测试物品后被反射到光敏传感器，以有效地获取一完整的全波段光谱，避免采用分光结构，简化装置的结构。另一方面，采用外壳为遮光材质，不同波长的光束仅能经由容置槽的槽口射出并照射在待测试物品上，被待测试物品反射的光束也仅能通过安装槽的槽口射向光敏传感器，以避免发光组件直射至光敏传感器，有效避免了发光组件直射光束的干扰。又一方面，在进行待测试物品的测试时，将外壳贴近或贴紧在待测试物品的表面，避免了外部的光束射入到光敏传感器，避免外部光束的干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明光谱探头一实施例的结构示意图；

图2为图1中光谱探头的剖面结构示意图；

图3为图2中光谱探头的装配结构示意图；

图4为图2中光谱探头的光路示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	外壳	15	挡光套筒
11	安装槽	2	发光组件
				12	容置槽	3	光敏传感器
13	壳体	4	保护罩
				14	定位槽	5	待测试物品

本发明的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种光谱探头，应用于光谱分析仪，用于检测待检测物品的组成。具体参考图1，为本发明光谱探头一实施例的结构示意图；参考图2，为图1中光谱探头的剖面结构示意图；参考图3，为图2中光谱探头的装配结构示意图；参考图4，为图2中光谱探头的光路示意图。

在本发明实施例中，如图1所示，并结合图2、图3以及图4所示，该光谱探头，包括：外壳1、多个发光组件2及至少一个光敏传感器3；多个发光组件2及至少一个光敏传感器3设置在外壳1上；其中，外壳1设置有安装槽11和与安装槽11间隔设置的容置槽12，安装槽11和容置槽12的槽口呈同向设置，外壳1为遮光材质，多个发光组件2产生多束不同波长的光束，多束光束照射至待测试物品5，光敏传感器3采集待测试物品5反射的光束。

多个发光组件2设于容置槽12内，光敏传感器3设于安装槽11内；或，光敏传感器3设于容置槽12内，多个发光组件2设于安装槽11内。也就是说，多个发光组件2相对于光敏传感器3为独立设置，以避免发光组件2自身产生的光束对光敏传感器3的检测结果产生影响，提高光谱探头的检测准确性。

本发明技术方案采用外壳1为遮光材质，并在外壳1上设置有安装槽11和与安装槽11间隔设置的容置槽12，并将多个发光组件2间隔设于容置槽12内，至少一个光敏传感器3设于安装槽11内；也就是说，当多个发光组件2发出不同波长的光束时，不同波长的光束照射至待测试物品5后被反射到光敏传感器3，以有效地获取一完整的全波段光谱，避免采用分光结构，简化装置的结构。另一方面，采用外壳1为遮光材质，不同波长的光束仅能经由容置槽12的槽口射出并照射在待测试物品5上，被待测试物品5反射的光束也仅能通过安装槽11的槽口射向光敏传感器3，以避免发光组件2直射至光敏传感器3，有效避免了发光组件2直射光束的干扰。又一方面，在进行待测试物品5的测试时，将外壳1贴近或贴紧在待测试物品5的表面，避免了外部的光束射入到光敏传感器3，避免外部光束的干扰。

可选地，外壳1的内表面为黑色。也就是说，外壳1具备一定的吸光性，以避免外壳1的内壁面产生光线反射，提高光敏传感器3检测结果的准确性。

可选地，光谱分析仪包括有控制装置，控制装置可为计算机、为控制单元或其他终端装置。光谱分析仪与个发光组件2及至少一个光敏传感器3电连接，以控制多个发光组件2发出光束，控制光敏传感器3接收光束，并根据接收的光束形成相应的光谱图。也就是说，光谱分析仪根据接收到的光束形成光谱图。

可选地，安装槽11和容置槽12可呈并行设置。或者，安装槽11可环绕容置槽12设置；或者，容置槽12可环绕安装槽11设置。

在本发明的一实施例中，结合图2和图3所示，外壳1包括壳体13和挡光套筒15，壳体13设置定位槽14，挡光套筒15设于定位槽14内，挡光套筒15与定位槽14的内壁面围合形成安装槽11和容置槽12，容置槽12环绕安装槽11设置。挡光套筒15设置在壳体13的安装槽11内，并与安装槽11的底壁或者侧壁连接。也就是说，当光敏传感器3和多个发光组件2设于外壳1后，光敏传感器3和多个发光组件2之间被挡光套筒15遮挡。

可选地，挡光套筒15与壳体13之间可为螺纹配合连接；或者，挡光套筒15与壳体13之间可为插接连接；或者，挡光套筒15与壳体13之间可为扣合连接。

可选地，挡光套筒15设于壳体13的安装槽11的中部。

可选地，壳体13的外形可为任意形状，例如：圆筒形、正方体、长方体等。

可选地，壳体13可为一端封闭的圆筒形，定位套筒与壳体13呈同一轴心设置。

可选地，挡光套筒15可部分低于定位槽14的高度。

在本发明的一实施例中，壳体13和挡光套筒15为一体成型设置。

在本实施例中，壳体13和挡光套筒15为二次注塑成型，也就是壳体13和挡光套筒15可为单独成型后，通过热塑固定与一体。或者，壳体13和挡光套筒15为一体注塑成型。

在本发明的一实施例中，结合图2和图3所示，多个发光组件2设于容置槽12内，并环绕所述安装槽12。在进行待检测物品检测时，可使得多个发光组件2中的部分发光组件2逐一点亮；或，可使得多个发光组件2中的全部发光组件2逐一点亮；或，可使得多个发光组件2中的全部发光组件2同时点亮。

在本实施例中，多个发光组件2设于容置槽12内，使得多个发光组件2可为环绕光敏传感器3设置，光敏传感器3在外壳1的中部获取光束，以便于提高光敏传感器3获取光束的完整性。

可选地，多个发光组件2设于容置槽12内，并呈同一圆周设置。也就是说，相邻两个发光组件2呈间隔设置，且多个发光组件2的连线呈一圆环。

可选地，多个发光组件2设于安装槽11内，多个发光组件2呈阵列排布。在本实施例中，发光组件2阵列排布在安装槽11内，使得光敏传感器3设置容置槽12内，多个发光组件2成一整体，提高光谱探头的结构整体性，简化发光组件2的设置。

在本发明的一实施例中，多个发光组件2中，相邻两个发光组件2发出不同波长的光束。在本实施例中，两个发光组件2发出不同波长的光束，以有效增加检测的差异性，提高检测的准确性。

在本发明的一实施例中，多个发光组件2中部分发光组件2发出相同波长的光束。在本实施例中，部分发光组件2发出相同波长的光束，以增加某一波段内的检测数据，以提高对部分波段内数据的获取量，以实现针对性检测。

在本发明的一实施例中，多个发光组件2发出光束的波长为375nm至1600nm。在本实施例中，多个发光组件2发出光束的波长为375nm至1600nm中的任意数值；可以理解地，多个发光组件2发出光束可覆盖375nm至1600nm的波长，以有利于获取较为宽广的波段光束。以实现制程较为全面的光谱。

在本发明的一实施例中，发光组件2为LED光源。

在本发明的一实施例中，结合图2和图3所示，光谱探头包括两个光敏传感器3，两个光敏传感器3相邻设于安装槽11内。两个光敏传感器3分别获取不同波段的光束，以提高测试的精准度。

可选地，光谱探头包括两个以上的光敏传感器3。

在本发明的一实施例中，结合图2和图3所示，光谱探头还包括保护罩4，保护罩4设于外壳1，并盖合安装槽11的槽口和容置槽12的槽口，保护罩4为透明材质。

可选地，保护罩4可为玻璃材质，也可为塑胶材质。

本发明还提出一种光谱分析仪，该光谱分析仪包括电路板和光谱探头，该光谱探头的具体结构参照上述实施例，由于本光谱分析仪采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述电路板与所述光谱探头的多个发光组件2和光敏传感器3电连接，所述电路板控制至少一个所述发光组件2发光，并通过所述光敏传感器3获取待测试物品5反射的光束。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的创造构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光谱探头，其特征在于，包括外壳、多个发光组件及至少一个光敏传感器，所述外壳设置有安装槽和与所述安装槽间隔设置的容置槽，所述安装槽和所述容置槽的槽口呈同向设置，所述外壳为遮光材质，多个所述发光组件产生多束不同波长的光束，多束光束照射至待测试物品，所述光敏传感器采集待测试物品反射的光束；

多个所述发光组件设于所述容置槽内，所述光敏传感器设于所述安装槽内；或，所述光敏传感器设于所述容置槽内，多个所述发光组件设于所述安装槽内。

2.如权利要求1所述的光谱探头，其特征在于，所述外壳包括壳体和挡光套筒，所述壳体设置定位槽，所述挡光套筒设于所述定位槽内，所述挡光套筒与所述定位槽的内壁面围合形成所述安装槽和所述容置槽，所述容置槽环绕所述安装槽设置。

3.如权利要求2所述的光谱探头，其特征在于，多个所述发光组件设于所述容置槽内，并环绕所述安装槽；

或，多个所述发光组件设于所述安装槽内，多个所述发光组件呈阵列排布。

4.如权利要求2所述的光谱探头，其特征在于，所述壳体和所述挡光套筒为一体成型设置。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的光谱探头，其特征在于，多个所述发光组件中，相邻两个所述发光组件发出不同波长的光束；

且/或，多个所述发光组件中部分所述发光组件发出相同波长的光束。

6.如权利要求5所述的光谱探头，其特征在于，多个所述发光组件发出光束的波长为375nm至1600nm。

7.如权利要求5所述的光谱探头，其特征在于，所述发光组件为LED光源。

8.如权利要求1至4中任意一项所述的光谱探头，其特征在于，所述光谱探头包括两个光敏传感器，两个所述光敏传感器相邻设于所述安装槽内。

9.如权利要求1至4中任意一项所述的光谱探头，其特征在于，所述光谱探头还包括保护罩，所述保护罩设于所述外壳，并盖合所述安装槽的槽口和所述容置槽的槽口，所述保护罩为透明材质。

10.一种光谱分析仪，其特征在于，包括电路板和如权利要求1至9中任意一项所述的光谱探头，所述电路板与所述光谱探头的多个发光组件和光敏传感器电连接，所述电路板控制至少一个所述发光组件发光，并通过所述光敏传感器获取待测试物品反射的光束。

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