CN114965435A - 用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪及其使用方法 - Google Patents

用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪及其使用方法，具体涉及毒品监测技术领域，基板顶部固定安装有机架一和机架二，且输送带一顶部对应机架一的位置处设置有拉曼光谱仪本体，拉曼光谱仪本体上连接有光极，机架一顶端面一侧边缘位置固定设有侧板，机架一与侧板之间设置有与拉曼光谱仪本体相连接的翻转组件，机架二其中一侧对应输送带一的位置处固定安装有电机三，输送带一上的皮带外周面固定设有多个呈均匀分布的托架，相邻托架之间固定连接有连接带，机架二两侧均设置有与基板固定连接的L型支板。本发明不仅可以实现待检测物品自动上料，且上料过程简单，还能实现对待检测物品进行连续化检测。

Description

用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪及其使用方法
技术领域
本发明涉及毒品监测技术领域，更具体地说，本发明涉及用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪及其使用方法。
背景技术
拉曼光谱属于分子振动光谱,可以用来鉴别物质、定性和定量分析物质的性质，用途十分广泛。拉曼光谱因其可以覆盖完整的分子振动的频率区间，而且水和CO2的拉曼散射强度很弱而成为化学、生物和材料研究中一种重要的振动光谱技术。表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS)现象的发现，提升了拉曼光谱的检测灵敏度，使其在研究各种固/液、固/气界面以及生物体系表现出独特的优势，尤其单分子SERS的发现，更是推动了SERS的迅速发展。而拉曼光谱仪则是用于对样品在激光照射下产生的拉曼散射光进行检测。
现有技术中的拉曼光谱仪只能单一手动进样，且进样过程复杂，不适合现场的连续化快速检测。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪及其使用方法，通过电机三驱动输送带一带动托架向检测点运动，并在托架运动至料箱位置时，实现待检测物品自动上料，与此同时，通过电机一则带动翻转组件来驱动连接有光极的拉曼光谱仪本体对输送带一上的待检测物品进行连续化检测，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪，包括基板，所述基板顶部固定安装有机架一和机架二，所述机架二设置在机架一的一侧，所述机架二上安装有输送带一，且输送带一顶部对应机架一的位置处设置有拉曼光谱仪本体，拉曼光谱仪本体上连接有光极，所述机架一顶端面一侧边缘位置固定设有侧板，所述机架一与侧板之间设置有与拉曼光谱仪本体相连接的翻转组件，所述机架二其中一侧对应输送带一的位置处固定安装有电机三，且电机三的输出轴端部与输送带一上的其中一个传动辊传动连接，输送带一上的皮带外周面固定设有多个呈均匀分布的托架，相邻托架之间固定连接有连接带，所述机架二两侧均设置有与基板固定连接的L型支板，两个L型支板顶端之间固定设有架设于输送带一顶部的料箱，且料箱内部码放有载料台，所述载料台顶部中心位置设置有增强基底，所述托架顶部开设有与载料台相适配的嵌槽，所述嵌槽内腔底端面四角位置处均固定连接有弹簧一以及内腔底端面中心位置嵌装有触碰开关，基板顶部固定安装有控制台。
采用上述进一步方案的有益效果是：可以通过电机三驱动输送带一带动托架向检测点运动，并在托架运动至料箱位置时，实现待检测物品自动上料，与此同时，通过电机一则带动翻转组件来驱动连接有光极的拉曼光谱仪本体对输送带一上的待检测物品进行连续化检测。
在一个优选地实施方式中，所述翻转组件包括有与机架一固定连接的竖板一和竖板二，还包括有与侧板固定连接的定杆一和定杆二，所述竖板一远离侧板的一侧顶端固定安装有电机一，所述竖板一面向侧板的一侧设置有条板一，且电机一的输出轴端部与条板一其中一端传动连接，竖板二面向侧板的一侧设置有条板五，条板一面向侧板的一侧设置有条板二，条板二面向侧板的一侧设置有条板三，条板三面向侧板的一侧设置有条板四，条板四面向侧板的一侧设置有条板六，所述拉曼光谱仪本体设置在条板四与条板六之间，且拉曼光谱仪本体远离侧板的一侧中部固定设有自上而下设置的圆杆四和圆杆六，所述条板三远离侧板的一侧中部固定设有圆杆二，所述条板一与条板二相靠近一端之间设有圆杆一，且二者通过圆杆一转动连接，所述条板二远离条板一的一端与圆杆二转动连接，所述条板三其中一端与定杆一转动连接，条板三另一端与条板四靠近条板三的一端之间设置有圆杆三，且二者通过圆杆三转动连接，所述条板四远离条板三一端与圆杆四转动连接，所述竖板二与条板五相靠近一端之间设置有圆杆七，且二者通过圆杆七转动连接，所述条板五远离竖板二的一端与圆杆六转动连接，所述条板六其中一端与定杆二转动连接，条板六另一端与拉曼光谱仪本体之间设置有圆杆五，且二者通过圆杆五转动连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过电机一驱动条板一做圆周运动，使条板二往复摆动，从而实现驱动连接有光极的拉曼光谱仪本体进行往复摆动，达到连续化检测的目的。
在一个优选地实施方式中，所述嵌槽和载料台底端均设置为缩口状结构。
采用上述进一步方案的有益效果是：有利于料箱内部装有待检测物品的载料台快速精准地落至托架顶部的嵌槽内。
在一个优选地实施方式中，所述料箱的其中一侧中部开设有视窗口。
采用上述进一步方案的有益效果是：有利于观察料箱内部装有待检测物品的载料台变化量，方便及时进行补料。
在一个优选地实施方式中，所述机架二远离机架一一侧对应拉曼光谱仪本体的位置处设置有清理组件，所述清理组件包括有与基板固定连接的箱体，所述箱体其中一侧顶端固定安装有电机二，所述箱体面向拉曼光谱仪本体的一侧开设有槽口，所述箱体内腔远离槽口的一侧顶端固定设有安装座，所述箱体内腔顶部位于安装座与槽口之间的位置处安装有输送带二，且电机二的输出轴端部与输送带二上的其中一个传动辊传动连接，所述输送带二上的皮带外周面固定连接有刷毛，所述箱体内腔底部设置有收纳屉。
采用上述进一步方案的有益效果是：可通过电机二带动输送带二传动，以利用转动的刷毛对摆动至当前位置的光极表面进行清理，并利用收纳屉对清理下来的残留物进行收集。
在一个优选地实施方式中，所述安装座面向输送带二的一侧固定设有多个呈均匀分布梳齿，且槽口的内腔底端面设置为向箱体内腔底部倾斜设置。
采用上述进一步方案的有益效果是：可利用梳齿对沾在刷毛上的残留物进行清理，同时，槽口上设置的斜面可以减少残留物的积聚。
在一个优选地实施方式中，所述基板外部还配套设置有壳罩，所述基板其中一端固定连接有封板，所述基板两侧中部远离封板的一端均固定设有导条，壳罩内腔两侧对应导条的位置处均开设有导槽。
采用上述进一步方案的有益效果是：可引导基板插入壳罩内部，避免插入过程中对基板上的功能部件造成损坏。
在一个优选地实施方式中，所述壳罩外侧远离封板的一端四角位置均固定安装有万向自锁轮。
采用上述进一步方案的有益效果是：方便对该设备进行转运。
在一个优选地实施方式中，所述封板远离基板的一侧设置有卡位组件，所述卡位组件包括有两个关于封板的竖直向中心轴线呈轴对称设置的凹槽，两个凹槽相背一侧底端均开设有板槽，所述板槽远离对应位置凹槽的一端开设有两个杆槽，两个凹槽内部均设置有L型板，且L型板其中一端活动插接于对应位置的板槽内部以及另一端延伸至凹槽外部，所述L型板插接于板槽内部一端对应杆槽的位置处均固定设有活动穿设于杆槽内部的插杆，所述L型板延伸至凹槽外部的一端贯穿开设有穿槽，两个凹槽内腔相对一侧均固顶设有与对应位置L型板固定连接的弹簧二，所述壳罩内腔两侧远离万向自锁轮一端均开设有与杆槽呈一一对应设置的插孔。
采用上述进一步方案的有益效果是：可对该设备在非使用状态下的壳罩与基板扣合状态进行锁定，且解除锁定快捷方便。
本发明还提供了一种用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪的使用方法，具体包括如下操作步骤：
S1：通过扣住L型板上的穿槽，并配合壳罩上安装的万向自锁轮将该设备移动至指定现场；
S2：扣住两个L型板上的穿槽，使两个L型板相向运动，让两个L型板相向挤压对应位置的弹簧二，以带动两个L型板相背一端的插杆脱离壳罩内腔对应位置的插孔，随后将基板沿着导槽拉出，并摆放在指定的现场监测位置；
S3：将待监测的物品取样至于载料台上的增强基底内部，并将增强基底码放在料箱内部；
S4：通过控制台启动电机一、电机二以及电机三同步工作，让电机三驱动输送带一带动托架向检测点运动，并在托架运动至料箱位置时，实现待检测物品自动上料，而电机一则带动翻转组件来驱动连接有光极的拉曼光谱仪本体在监测工位与清理工位之间周期性切换，实现对样品进行监测以及对光极进行清理；
为了更好的对电机进行控制，对电机一、电机二、电机三建立统一的运动学和电学模型，表示式为：
Figure BDA0003696250710000051
其中：M表示电机动子质量；F表示电机推力；v表示动子运动速度；B表示粘滞阻尼系数；iq表示q轴电流；Ff表示电机推力常数；Ra表示电机初级绕组电阻；Lq表示电机初级电感；τ表示极距；Φf表示磁通量。
利用PID控制器对电机进行控制，根据电机输入值r(t)与实际输出值y(t)构成控制偏差e(t)，将其按比例、积分和微分运算并线性叠加构成控制量u(t)输出，连续时间域中，PID的控制模型为：
Figure BDA0003696250710000061
其中：kp表示比例系数；Ti表示积分时间常数；Td表示微分时间常数。
为了克服在电机驱动过程中，由于电机中控制器中滤波器及逆变器引起的时间滞后，将将电流环等效为惯性环节，其传递函数如下：
Figure BDA0003696250710000062
式中：Trg表示电机推力系数；Tfil表示滤波器时间常数；Ti表示逆变器时间常数。
通过对电机建立运动学和电学模型，能准确的控制电机的运行节奏，同时利用PID控制器对电机进行有效控制，保证了电机在运行过程中的有效性，该电机的运动学和电学模型理解简单，可操作性强，电机能在应对输入突变时表现出较好的跟踪性能，为现场毒品的监测提供了准确的保障。
S5：所有待监测样品检测完成后，再次将安装有封板的基板扣合至壳罩内侧，并利用卡位组件进行卡紧，实现对监测位置的更换。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过利用电机三驱动输送带一带动托架向检测点运动，并在托架运动至料箱位置时，让料箱内部码放的装有待检测物品的载料台落至托架上的嵌槽内部，实现待检测物品自动上料，与此同时，通过电机一则带动翻转组件来驱动连接有光极的拉曼光谱仪本体进行周期性摆动，使拉曼光谱仪本体上连接的光极在垂直输送带一和与输送带一保持平行两个状态之间进行周期性切换，从而实现对输送带一上的待检测物品进行连续化检测；
2、本发明通过设置清理组件，可利用电机二驱动输送带二进行传动，使得刷毛一直保持随输送带二上的皮带转动，从而确保实时对嵌入槽口内部的光极表面进行清理，实现将检测后残留在光极表面的残留物刷下，避免下一周期的样品检测受到影响，而刷下的残留物掉落至抽拉式的收纳屉内部，以方便对清理下的残留物进行清理；通过对电机建立运动学和电学模型，能准确的控制电机的运行节奏，同时利用PID控制器对电机进行有效控制，保证了电机在运行过程中的有效性，该电机的运动学和电学模型理解简单，可操作性强，电机能在应对输入突变时表现出较好的跟踪性能，为现场毒品的监测提供了准确的保障。
3、本发明通过将该设备配备装配式外壳，使得在进行现场毒品监测时，只需通过扣住L型板上的穿槽，并配合壳罩上安装的万向自锁轮将该设备移动至指定现场，并在到达指定位置后，同时扣住两个L型板上的穿槽，并拉动两个L型板相向运动，让两个L型板相向挤压对应位置的弹簧二，以带动两个L型板相背一端的插杆脱离壳罩内腔对应位置的插孔，随后将基板沿着导槽拉出，并摆放在指定的现场监测位置即可，移动及拆装均十分方便快捷。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明的翻转组件呈下压状态整体结构示意图。
图2为本发明的翻转组件中间状态示意图。
图3为本发明的翻转组件非下压末位状态示意图。
图4为本发明的托架与载料台装配图。
图5为本发明的托架结构示意图。
图6为本发明的清理组件侧剖图。
图7为本发明的壳罩结构示意图。
图8为本发明的壳罩与基板以及封板装配示意图。
图9为本发明的封板剖面图。
图10为本发明的L型板结构示意图。
附图标记为：1壳罩、2基板、3封板、4翻转组件、41竖板一、42竖板二、43电机一、44定杆一、45定杆二、46条板一、47条板二、48条板三、49条板四、410条板五、411条板六、412圆杆一、413圆杆二、414圆杆三、415圆杆四、416圆杆五、417圆杆六、418圆杆七、5清理组件、51箱体、52电机二、53输送带二、54刷毛、55槽口、56安装座、57梳齿、58收纳屉、6拉曼光谱仪本体、7光极、8机架一、9侧板、10机架二、11输送带一、12托架、13L型支板、14料箱、15连接带、16电机三、17控制台、18载料台、19增强基底、20嵌槽、21弹簧一、22触碰开关、23卡位组件、231凹槽、232板槽、233杆槽、234L型板、235插杆、236弹簧二、237穿槽、238插孔、24导槽、25导条、26万向自锁轮。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多示例实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的示例实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
实施例1
参照说明书附图1-5，本发明一实施例的用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪，包括基板2，基板2顶部固定安装有机架一8和机架二10，机架二10设置在机架一8的一侧，机架二10上安装有输送带一11，且输送带一11顶部对应机架一8的位置处设置有拉曼光谱仪本体6，拉曼光谱仪本体6上连接有用于通过激发激光并用于采集样品拉曼光谱信号光的光极7，机架一8顶端面一侧边缘位置固定设有侧板9，机架一8与侧板9之间设置有与拉曼光谱仪本体6相连接的翻转组件4，机架二10其中一侧对应输送带一11的位置处固定安装有电机三16，且电机三16的输出轴端部与输送带一11上的其中一个传动辊传动连接，输送带一11上的皮带外周面固定设有多个呈均匀分布的托架12，相邻托架12之间固定连接有连接带15，机架二10两侧均设置有与基板2固定连接的L型支板13，两个L型支板13顶端之间固定设有架设于输送带一11顶部的料箱14，且料箱14内部码放有载料台18，相邻托架12之间设置的连接带15可防止相邻两个托架12之间的部分与料箱14对齐时，料箱内部的载料台18落至该区域而容易导致漏检，载料台18顶部中心位置设置有增强基底19，托架12顶部开设有与载料台18相适配的嵌槽20，嵌槽20内腔底端面四角位置处均固定连接有弹簧一21以及内腔底端面中心位置嵌装有触碰开关22，基板2顶部固定安装有控制台17。
进一步的，翻转组件4包括有与机架一8固定连接的竖板一41和竖板二42，还包括有与侧板9固定连接的定杆一44和定杆二45，竖板一41远离侧板9的一侧顶端固定安装有电机一43，竖板一41面向侧板9的一侧设置有条板一46，且电机一43的输出轴端部与条板一46其中一端传动连接，竖板二42面向侧板9的一侧设置有条板五410，条板一46面向侧板9的一侧设置有条板二47，条板二47面向侧板9的一侧设置有条板三48，条板三48面向侧板9的一侧设置有条板四49，条板四49面向侧板9的一侧设置有条板六411，拉曼光谱仪本体6设置在条板四49与条板六411之间，且拉曼光谱仪本体6远离侧板9的一侧中部固定设有自上而下设置的圆杆四415和圆杆六417，条板三48远离侧板9的一侧中部固定设有圆杆二413，条板一46与条板二47相靠近一端之间设有圆杆一412，且二者通过圆杆一412转动连接，条板二47远离条板一46的一端与圆杆二413转动连接，条板三48其中一端与定杆一44转动连接，条板三48另一端与条板四49靠近条板三48的一端之间设置有圆杆三414，且二者通过圆杆三414转动连接，条板四49远离条板三48一端与圆杆四415转动连接，竖板二42与条板五410相靠近一端之间设置有圆杆七418，且二者通过圆杆七418转动连接，条板五410远离竖板二42的一端与圆杆六417转动连接，条板六411其中一端与定杆二45转动连接，条板六411另一端与拉曼光谱仪本体6之间设置有圆杆五416，且二者通过圆杆五416转动连接。
需要说明的是，(1)触碰开关22选用的是一种动能式无源无线开关，即只需对开关的按键产生按压的机械能，就可自动转换为电能，从而启动对应设备；(2)弹簧一21在料箱14内装有待检测物品的载料台18落下并对其压缩后，载料台18底端面不对触碰开关22接触压力；(3)托架12只有其沿输送带一11宽度放上的底端面中部区域(该区域是指不影响托架12在输送带一11调转方向的弧面区域的转动)与输送带一11上的皮带外周面固定连接。
其中，在将待监测的物品取样至于载料台18上的增强基底19内部，并将增强基底19码放在料箱14内部后，启动电机一43和电机三16同步工作，让电机一43带动翻转组件4来驱动连接有光极7的拉曼光谱仪本体6进行周期性摆动，具体为驱动拉曼光谱仪本体6周期性摆动，使拉曼光谱仪本体6上连接的光极7在垂直输送带一11和与输送带一11保持平行两个状态之间进行切换(参见说明书1-3中翻转组件4的状态变化即可)，与此同时，让电机三16驱动输送带一11进行传动，从而带动托架12向检测点运动，并在托架12运动至料箱14位置时，料箱14内部码放的装有待检测物品的载料台18落至托架12上的嵌槽20内部，实现待检测物品自动上料，此时，嵌槽20内部的弹簧一21会被落下的载料台18压缩，但不会对触碰开关22产生接触压力，当装有待检测物品的载料台18随托架12一起运动至检测点位置处(即光极7的正下方)时，进行周期性摆动的拉曼光谱仪本体6恰好摆动至光极7正对载料台18，且光极7与载料台18接触后会产生一个向下的压力，从而使载料台18压缩弹簧一21，并对触碰开关22产生接触压力，进而启动光极7对载料台18上的待检测样本进行检测；
且翻转组件4在电机一43的作用下驱动连接有光极7的拉曼光谱仪本体6进行周期性摆动的过程中，是由电机一43驱动条板一46做圆周运动，从而带动条板二47进行周期性摆动，而条板二47在摆动过程中会带动条板三48以定杆一44为中心轴进行左右摆动，进而带动条板四49进行摆动，同时，条板二47在摆动过程中还会带动条板六411以定杆二45为中心轴进行左右摆动，又因为拉曼光谱仪本体6同时与条板四49、条板五410以及条板六411之间通过对应的圆杆转动连接，且条板五410远离拉曼光谱仪本体6的一端被竖板二42所限制，使得条板二47进行周期性摆动的同时，带动拉曼光谱仪本体6上连接的光极7在垂直输送带一11和与输送带一11保持平行两个状态之间进行周期性切换，进而达到连续化检测的目的。
在上述方案中，增强基底19可以只能是固态增强试剂适合，也可以只能是液态增强试剂适合。
在本实施例中，嵌槽20和载料台18底端均设置为缩口状结构，可使得料箱14内部装有待检测物品的载料台18快速精准地落至托架12顶部的嵌槽20内，避免因对位时间长而出现卡料的情况。
在本实施例中，料箱14的其中一侧中部开设有视窗口，该视窗口可以为一条连通料箱14内部的缝，也可以是嵌装一块透明的亚克力板，有利于观察料箱14内部装有待检测物品的载料台18变化量，方便及时进行补料。
实施例2
参照说明书附图1和图6，本发明一实施例的用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪，其机架二10远离机架一8一侧对应拉曼光谱仪本体6的位置处设置有清理组件5，清理组件5包括有与基板2固定连接的箱体51，箱体51其中一侧顶端固定安装有电机二52，箱体51面向拉曼光谱仪本体6的一侧开设有槽口55，箱体51内腔远离槽口55的一侧顶端固定设有安装座56，箱体51内腔顶部位于安装座56与槽口55之间的位置处安装有输送带二53，且电机二52的输出轴端部与输送带二53上的其中一个传动辊传动连接，输送带二53上的皮带外周面固定连接有刷毛54，箱体51内腔底部设置有收纳屉58。
需要说明的是，(1)为了防止清理过程中残留物逸散出来，将槽口55大小与拉曼光谱仪本体6上连接的光极7底端面相适配；(2)为了方便对清理下的残留物进行清理，将收纳屉58设置为抽拉式结构。
其中，当翻转组件恰好将拉曼光谱仪本体6上连接的光极7由垂直输送带一11的状态切换至与输送带一11保持平行状态时，光极7恰好嵌在槽口55内部，由于电机二52一直驱动输送带二53进行传动，使得刷毛54一直保持随输送带二53上的皮带转动，从而确保实时对嵌入槽口55内部的光极7表面进行清理，实现将检测后残留在光极7表面的残留物刷下，并使刷下的残留物掉落至抽拉式的收纳屉58内部，以方便对清理下的残留物进行清理。
在本实施例中，安装座56面向输送带二53的一侧固定设有多个呈均匀分布梳齿57，且槽口55的内腔底端面设置为向箱体51内腔底部倾斜设置，在对光极7表面的残留物进行清刷时，一部分会直接掉落至收纳屉58内部，也有一部分会站在刷毛54上，此时，可利用梳齿57对沾在刷毛54上的残留物进行清理，使其亦掉落在收纳屉58内部，同时，槽口55内周面底端设置的斜面可以有效减少掉落的残留物在该位置积聚。
实施例3
参照说明书附图1和图7-10，本发明一实施例的用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪，其基板2外部还配套设置有壳罩1，基板2其中一端固定连接有封板3，基板2两侧中部远离封板3的一端均固定设有导条25，壳罩1内腔两侧对应导条25的位置处均开设有导槽24，壳罩1外侧远离封板3的一端四角位置均固定安装有万向自锁轮26，封板3远离基板2的一侧设置有卡位组件23，卡位组件23包括有两个关于封板3的竖直向中心轴线呈轴对称设置的凹槽231，两个凹槽231相背一侧底端均开设有板槽232，板槽232远离对应位置凹槽231的一端开设有两个杆槽233，两个凹槽231内部均设置有L型板234，且L型板234其中一端活动插接于对应位置的板槽232内部以及另一端延伸至凹槽231外部，L型板234插接于板槽232内部一端对应杆槽233的位置处均固定设有活动穿设于杆槽233内部的插杆235，L型板234延伸至凹槽231外部的一端贯穿开设有穿槽237，两个凹槽231内腔相对一侧均固顶设有与对应位置L型板234固定连接的弹簧二236，壳罩1内腔两侧远离万向自锁轮26一端均开设有与杆槽233呈一一对应设置的插孔238。
需要说明的是，在弹簧二236被压缩至最大限度时，L型板234插入板槽232的一端并未脱离板槽232，同时插杆235完全收纳至杆槽233内部。
其中，在使用该设备进行现场毒品监测时，需先通过扣住L型板234上的穿槽237，并配合壳罩1上安装的万向自锁轮26将该设备移动至指定现场，并在到达指定位置后，同时扣住两个L型板234上的穿槽237，并拉动两个L型板234相向运动，让两个L型板234相向挤压对应位置的弹簧二236，以带动两个L型板234相背一端的插杆235脱离壳罩1内腔对应位置的插孔238，随后将基板2沿着导槽24拉出，并摆放在指定的现场监测位置即可，反之，在使用完成后，可以通过两个L型板234上的穿槽237将基板2提起，并让基板2两侧的导条25与壳罩1内部的导槽24对齐，然后将基板2沿着导槽24插入壳罩1内部，在插入至封板3位置处时，再次同时扣住两个L型板234上的穿槽237，并拉动两个L型板234相向运动，让两个L型板234相向挤压对应位置的弹簧二236，以带动两个L型板234相背一端的插杆235缩至杆槽233内部，并在完全插入后，松开L型板234，使插杆235在弹簧二236的回复力作用下插入对应位置的插孔238内部即可完成对壳罩1与基板2的扣合状态进行锁定。
本发明还提供了一种用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪的使用方法，具体包括如下操作步骤：
S1：通过扣住L型板234上的穿槽237，并配合壳罩1上安装的万向自锁轮26将该设备移动至指定现场；
S2：扣住两个L型板234上的穿槽237，使两个L型板234相向运动，让两个L型板234相向挤压对应位置的弹簧二236，以带动两个L型板234相背一端的插杆235脱离壳罩1内腔对应位置的插孔238，随后将基板2沿着导槽24拉出，并摆放在指定的现场监测位置；
S3：将待监测的物品取样至于载料台18上的增强基底19内部，并将增强基底19码放在料箱14内部；
S4：通过控制台17启动电机一43、电机二52以及电机三16同步工作，让电机三16驱动输送带一11带动托架12向检测点运动，并在托架12运动至料箱14位置时，实现待检测物品自动上料，而电机一43则带动翻转组件4来驱动连接有光极7的拉曼光谱仪本体6在监测工位与清理工位之间周期性切换，实现对样品进行监测以及对光极进行清理；
为了更好的对电机进行控制，对电机一、电机二、电机三建立统一的运动学和电学模型，表示式为：
Figure BDA0003696250710000151
其中：M表示电机动子质量；F表示电机推力；v表示动子运动速度；B表示粘滞阻尼系数；iq表示q轴电流；Ff表示电机推力常数；Ra表示电机初级绕组电阻；Lq表示电机初级电感；τ表示极距；Φf表示磁通量。
利用PID控制器对电机进行控制，根据电机输入值r(t)与实际输出值y(t)构成控制偏差e(t)，将其按比例、积分和微分运算并线性叠加构成控制量u(t)输出，连续时间域中，PID的控制模型为：
Figure BDA0003696250710000152
其中：kp表示比例系数；Ti表示积分时间常数；Td表示微分时间常数。
为了克服在电机驱动过程中，由于电机中控制器中滤波器及逆变器引起的时间滞后，将将电流环等效为惯性环节，其传递函数如下：
Figure BDA0003696250710000153
式中：Trg表示电机推力系数；Tfil表示滤波器时间常数；Ti表示逆变器时间常数。
通过对电机建立运动学和电学模型，能准确的控制电机的运行节奏，同时利用PID控制器对电机进行有效控制，保证了电机在运行过程中的有效性，该电机的运动学和电学模型理解简单，可操作性强，电机能在应对输入突变时表现出较好的跟踪性能，为现场毒品的监测提供了准确的保障。
S5：所有待监测样品检测完成后，再次将安装有封板3的基板2扣合至壳罩1内侧，并利用卡位组件23进行卡紧，实现对监测位置的更换。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪，包括基板(2)，其特征在于：所述基板(2)顶部固定安装有机架一(8)和机架二(10)，所述机架二(10)设置在机架一(8)的一侧，所述机架二(10)上安装有输送带一(11)，且输送带一(11)顶部对应机架一(8)的位置处设置有拉曼光谱仪本体(6)，拉曼光谱仪本体(6)上连接有光极(7)。
2.根据权利要求1所述的用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪，其特征在于：，所述机架一(8)顶端面一侧边缘位置固定设有侧板(9)，所述机架一(8)与侧板(9)之间设置有与拉曼光谱仪本体(6)相连接的翻转组件(4)，所述机架二(10)其中一侧对应输送带一(11)的位置处固定安装有电机三(16)，且电机三(16)的输出轴端部与输送带一(11)上的其中一个传动辊传动连接，输送带一(11)上的皮带外周面固定设有多个呈均匀分布的托架(12)，相邻托架(12)之间固定连接有连接带(15)，所述机架二(10)两侧均设置有与基板(2)固定连接的L型支板(13)，两个L型支板(13)顶端之间固定设有架设于输送带一(11)顶部的料箱(14)，且料箱(14)内部码放有载料台(18)，所述载料台(18)顶部中心位置设置有增强基底(19)，所述托架(12)顶部开设有与载料台(18)相适配的嵌槽(20)，所述嵌槽(20)内腔底端面四角位置处均固定连接有弹簧一(21)以及内腔底端面中心位置嵌装有触碰开关(22)，基板(2)顶部固定安装有控制台(17)。
3.根据权利要求2所述的用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪，其特征在于所述翻转组件(4)包括有与机架一(8)固定连接的竖板一(41)和竖板二(42)，还包括有与侧板(9)固定连接的定杆一(44)和定杆二(45)，所述竖板一(41)远离侧板(9)的一侧顶端固定安装有电机一(43)，所述竖板一(41)面向侧板(9)的一侧设置有条板一(46)，且电机一(43)的输出轴端部与条板一(46)其中一端传动连接，竖板二(42)面向侧板(9)的一侧设置有条板五(410)，条板一(46)面向侧板(9)的一侧设置有条板二(47)，条板二(47)面向侧板(9)的一侧设置有条板三(48)，条板三(48)面向侧板(9)的一侧设置有条板四(49)，条板四(49)面向侧板(9)的一侧设置有条板六(411)，所述拉曼光谱仪本体(6)设置在条板四(49)与条板六(411)之间，且拉曼光谱仪本体(6)远离侧板(9)的一侧中部固定设有自上而下设置的圆杆四(415)和圆杆六(417)，所述条板三(48)远离侧板(9)的一侧中部固定设有圆杆二(413)，所述条板一(46)与条板二(47)相靠近一端之间设有圆杆一(412)，且二者通过圆杆一(412)转动连接，所述条板二(47)远离条板一(46)的一端与圆杆二(413)转动连接，所述条板三(48)其中一端与定杆一(44)转动连接，条板三(48)另一端与条板四(49)靠近条板三(48)的一端之间设置有圆杆三(414)，且二者通过圆杆三(414)转动连接，所述条板四(49)远离条板三(48)一端与圆杆四(415)转动连接，所述竖板二(42)与条板五(410)相靠近一端之间设置有圆杆七(418)，且二者通过圆杆七(418)转动连接，所述条板五(410)远离竖板二(42)的一端与圆杆六(417)转动连接，所述条板六(411)其中一端与定杆二(45)转动连接，条板六(411)另一端与拉曼光谱仪本体(6)之间设置有圆杆五(416)，且二者通过圆杆五(416)转动连接；所述嵌槽(20)和载料台(18)底端均设置为缩口状结构。
4.根据权利要求3所述的用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪，其特征在于：所述料箱(14)的其中一侧中部开设有视窗口。
5.根据权利要求4所述的用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪，其特征在于：所述机架二(10)远离机架一(8)一侧对应拉曼光谱仪本体(6)的位置处设置有清理组件(5)，所述清理组件(5)包括有与基板(2)固定连接的箱体(51)，所述箱体(51)其中一侧顶端固定安装有电机二(52)，所述箱体(51)面向拉曼光谱仪本体(6)的一侧开设有槽口(55)，所述箱体(51)内腔远离槽口(55)的一侧顶端固定设有安装座(56)，所述箱体(51)内腔顶部位于安装座(56)与槽口(55)之间的位置处安装有输送带二(53)，且电机二(52)的输出轴端部与输送带二(53)上的其中一个传动辊传动连接，所述输送带二(53)上的皮带外周面固定连接有刷毛(54)，所述箱体(51)内腔底部设置有收纳屉(58)。
6.根据权利要求5所述的用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪，其特征在于：所述安装座(56)面向输送带二(53)的一侧固定设有多个呈均匀分布梳齿(57)，且槽口(55)的内腔底端面设置为向箱体(51)内腔底部倾斜设置。
7.根据权利要求6所述的用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪，其特征在于：所述基板(2)外部还配套设置有壳罩(1)，所述基板(2)其中一端固定连接有封板(3)，所述基板(2)两侧中部远离封板(3)的一端均固定设有导条(25)，壳罩(1)内腔两侧对应导条(25)的位置处均开设有导槽(24)。
8.根据权利要求7所述的用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪，其特征在于：所述壳罩(1)外侧远离封板(3)的一端四角位置均固定安装有万向自锁轮(26)。
9.根据权利要求8所述的用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪，其特征在于：所述封板(3)远离基板(2)的一侧设置有卡位组件(23)，所述卡位组件(23)包括有两个关于封板(3)的竖直向中心轴线呈轴对称设置的凹槽(231)，两个凹槽(231)相背一侧底端均开设有板槽(232)，所述板槽(232)远离对应位置凹槽(231)的一端开设有两个杆槽(233)，两个凹槽(231)内部均设置有L型板(234)，且L型板(234)其中一端活动插接于对应位置的板槽(232)内部以及另一端延伸至凹槽(231)外部，所述L型板(234)插接于板槽(232)内部一端对应杆槽(233)的位置处均固定设有活动穿设于杆槽(233)内部的插杆(235)，所述L型板(234)延伸至凹槽(231)外部的一端贯穿开设有穿槽(237)，两个凹槽(231)内腔相对一侧均固顶设有与对应位置L型板(234)固定连接的弹簧二(236)，所述壳罩(1)内腔两侧远离万向自锁轮(26)一端均开设有与杆槽(233)呈一一对应设置的插孔(238)。
10.一种根据权利要求9所述的用于现场毒品监测的增强拉曼光谱仪的使用方法，其特征在于：具体包括如下操作步骤：
S1：通过扣住L型板(234)上的穿槽(237)，并配合壳罩(1)上安装的万向自锁轮(26)将该设备移动至指定现场；
S2：扣住两个L型板(234)上的穿槽(237)，使两个L型板(234)相向运动，让两个L型板(234)相向挤压对应位置的弹簧二(236)，以带动两个L型板(234)相背一端的插杆(235)脱离壳罩(1)内腔对应位置的插孔(238)，随后将基板(2)沿着导槽(24)拉出，并摆放在指定的现场监测位置；
S3：将待监测的物品取样至于载料台(18)上的增强基底(19)内部，并将增强基底(19)码放在料箱(14)内部；
S4：通过控制台(17)启动电机一(43)、电机二(52)以及电机三(16)同步工作，让电机三(16)驱动输送带一(11)带动托架(12)向检测点运动，并在托架(12)运动至料箱(14)位置时，实现待检测物品自动上料，而电机一(43)则带动翻转组件(4)来驱动连接有光极(7)的拉曼光谱仪本体(6)在监测工位与清理工位之间周期性切换，实现对样品进行监测以及对光极进行清理；
S5：所有待监测样品检测完成后，再次将安装有封板(3)的基板(2)扣合至壳罩(1)内侧，并利用卡位组件(23)进行卡紧，实现对监测位置的更换。
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