CN117169144A - 一种多种滤光片组合切换装置和光学检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多种滤光片组合切换装置和光学检测系统，该系统包括该装置，该装置包括固定支撑模块、直线运动切换模块、夹持更换模块和产品支撑模块。固定支撑模块为其他各模块提供高精度和高稳定性的支撑；直线运动切换模块带动夹持更换模块沿直线定距移动；夹持更换模块保证滤光片安装精度的同时，还可快速更换不同的滤光片；控制传输模块驱动直线切换模块实现不同类型滤光片的单独和组合使用；产品支撑模块为光谱仪提供稳定的定位精度和方便快捷的标准光纤接口。该装置具有工位多、多种组合形式以及快速更换能力；运动模块和关键支撑结构间有统一的定位基准，满足高精度快速切换工况下的检测的需求。

Description

一种多种滤光片组合切换装置和光学检测系统

技术领域

本发明涉及光谱分析技术领域，具体涉及一种多种滤光片组合切换装置和光学检测系统。

背景技术

光谱成像技术是光谱分析技术和图像分析技术完美结合的产物，不仅具有光谱分辨能力，还有图像分辨能力，可以对被测物体进行定性、定量和定位分析，利用物体表面成分的光谱差异，可以实现对目标的精确识别和定位。

为了从同一光路输入通道得到多种光谱信息，通常采用滤光轮与滤光片的组合作为分光元件，将多个不同透过波长的滤光片安装在可转动的滤光轮上，通过旋转滤光轮可更换不同的滤光片从而进行分光。

现有技术中，滤光轮结构较为复杂，简单来说，其绕中心轴转动，以中心轴为基准；光谱仪安装在支撑架上，以支撑架为基准；滤光片以滤光轮为基准，滤光片与光谱仪对齐时，又需要分别以中心轴和支撑架上的某一点为基准进行对齐，如此造成的累积误差较大。更换滤光片或光谱仪也会出现误差。对于滤光轮半径越大，旋转设定角度其弧长越长，对位精度也会降低。而且，滤光轮的动平衡以及定位精度存在一定问题。此外，检测时，滤光片需要经过狭窄的检测区域，对于滤光轮来说整体较厚，不能两组同时叠加使用，难以实现多滤光片组合、双滤光片叠置以得到更丰富的光谱通道的目的。

因此，亟需一种新的滤光片切换装置，实现多种滤光片之间的单片或多片组合使用，得到更丰富的光谱通道，并且解决滤光轮的动平衡和定位精度等问题，提高重复精度和位置精确，满足通过更狭窄的通过检测区域。

发明内容

为此，本发明提供一种多种滤光片组合切换装置和光学检测系统，以解决上述的一个或多个问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种多种滤光片组合切换装置，包括固定支撑模块、直线运动切换模块、夹持更换模块、产品支撑模块和定位轴；

所述固定支撑模块包括底板和设置在所述底板上的龙门支架；

所述直线运动切换模块包括直线模组和运动转接板，所述直线模组设置于所述底板，且所述龙门支架横跨所述直线模组，所述运动转接板随所述直线模组的滑块同步移动；

所述夹持更换模块包括滤光片支架和滤光片，所述滤光片支架上设有多个狭缝槽，多个所述狭缝槽沿所述直线模组的运动方向间隔分布，所述滤光片可装拆地设置于所述狭缝槽中并与之相适配；

所述产品支撑模块包括产品支座，所述产品支座设置于所述龙门支架，所述产品支座的上侧设有用于安装光谱仪的弧形通槽，下侧设有检测区域狭缝，所述检测区域狭缝与所述弧形通槽连通，所述滤光片支架及滤光片可穿过所述检测区域狭缝并停留在所述弧形通槽中；

所述产品支座、滤光片支架和运动转接板均设有竖向的定位孔，所述定位轴可依次穿过所述产品支座、滤光片支架、运动转接板的所述定位孔以使所述产品支座、滤光片支架、运动转接板在同一基准下定位。

进一步地，所述直线运动切换模块设有两个，两个所述直线运动切换模块平行且间隔设置；所述夹持更换模块设有两个，两个所述夹持更换模块与两个所述直线运动切换模块一一对应地设置。

进一步地，所述定位轴设有4根，4根所述定位轴均穿过所述产品支座，其中两个所述定位轴穿过一个所述夹持更换模块的滤光片支架和与该夹持更换模块对应的所述直线运动切换模块的运动转接板，另外两个所述定位轴穿过另一个夹持更换模块的滤光片支架和与该夹持更换模块对应的所述直线运动切换模块的运动转接板。

进一步地，所述龙门支架设有竖向的定位孔，所述定位轴可依次穿过所述龙门支架、产品支座、滤光片支架、运动转接板的所述定位孔以使所述龙门支架、产品支座、滤光片支架、运动转接板在同一基准下定位。

进一步地，所述龙门支架设有两个，两个所述龙门支架平行且间隔设置；所述产品支座固定于所述龙门支架下并位于两个所述龙门支架之间，所述光谱仪通过两个所述龙门支架之间的间隙放入并安装在所述产品支座的弧形通槽中。

进一步地，所述龙门支架设有一个，在所述龙门支架的上部设有一个通槽型的窗口，所述产品支座固定于所述龙门支架下并位于所述窗口处，所述光谱仪通过所述窗口放入并安装在所述产品支座的弧形通槽中。

进一步地，所述底板上设有龙门支架限位槽，所述龙门支架的底部安装在所述龙门支架限位槽中以保证所述龙门支架的安装精度。

进一步地，所述固定支撑模块还包括定位块，所述底板上设有定位块限位槽且所述定位块限位槽位于两个所述直线模组之间，两个所述直线模组的部分压盖在所述定位块限位槽上并在压盖位置上方的位置设有定位槽，所述定位块固定于所述定位块限位槽中，所述定位块的上侧面高出所述底板的上侧面并伸入到所述定位槽中，所述定位槽的侧面与所述定位块的侧面相抵或相贴以保证两个所述直线模组的平行精度。

进一步地，所述滤光片支架包括竖向板、平板和连接两者的斜板，所述平板叠置在所述运动转接板上；当所述定位轴穿入所述滤光片支架的平板和所述运动转接板后对两者进行定位后，所述平板和所述运动转接板通过螺钉固定。

进一步地，所述狭缝槽为竖向贯通所述竖向板的矩形槽，各所述狭缝槽的底部分别设置支撑块，在各所述支撑块的作用下，使各所述滤光片的中心轴线均位于同一平面。

进一步地，所述狭缝槽为前后向贯通所述竖向板的阶梯孔，所述阶梯孔包含至少两个不同直径的孔，所述滤光片安装于直径较大的孔中，所述滤光片的一侧面与直径较大的孔的内端面相抵，在所述竖向板的设有直径较大的孔的一侧可拆卸安装有压板，所述压板与所述滤光片的另一侧面相抵以将不同厚度的所述滤光片固定于所述狭缝槽中。

进一步地，所述产品支撑模块还包括光纤调整单元，所述光纤调整单元设有标准光纤接头，所述光纤调整单元活动设置在所述产品支座的一端以调节所述标准光纤接头的中心与所述产品支座上安装的光谱仪的光心平行或重合。

进一步地，所述光纤调整单元包括两根导向柱、前后位移导向滑块、左右位移导向滑块和上下位移导向滑块；所述导向柱平行于所述弧形通槽的轴线设置，一端固定于所述产品支座，两根所述导向柱间隔设置；所述前后位移导向滑块滑动穿设在所述导向柱上并能够通过顶丝锁定；所述左右位移导向滑块可在两根所述导向柱间滑动，滑动设置于所述前后位移导向滑块并能够通过顶丝锁定；所述上下位移导向滑块的一端设有所述标准光纤接头，另一端可沿竖向滑动地设置在所述左右位移导向滑块上并能够通过顶丝锁定。

进一步地，所述多种滤光片组合切换装置还包括控制传输模块，所述控制传输模块与所述直线运动切换模块电连接。

本发明的第二方面提供了一种光学检测系统，包括光谱仪和如本发明第一方面提供的多种滤光片组合切换装置，所述光谱仪安装于所述弧形通槽中。

本发明具有如下优点：

运动转接板、滤光片支架和产品支座通过竖向穿设的定位轴作为统一的直接基准进行定位，保证装置的空间位置精度和重复定位精度，避免由于误差层层叠加而导致累积误差增大，降低设备的装配调试难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1提供的一种多种滤光片组合切换装置的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的多种滤光片组合切换装置的定位轴作为统一基准进行定位的原理图；

图3为本发明实施例1提供的多种滤光片组合切换装置的夹持更换模块的结构示意图；

图4为本发明实施例1提供的多种滤光片组合切换装置的夹持更换模块的断面图；

图5为本发明实施例1提供的多种滤光片组合切换装置的直线运动切换模块与夹持更换模块的安装示意图；

图6为本发明实施例1提供的多种滤光片组合切换装置的产品支撑模块的结构示意图；

图7为本发明实施例1提供的多种滤光片组合切换装置的产品支撑模块的光纤调整单元的结构示意图；

图8为本发明实施例1提供的多种滤光片组合切换装置的产品支撑模块的光纤调整单元的部分分解示意图；

图9为本发明实施例1提供的多种滤光片组合切换装置的另一种夹持更换模块的结构示意图；

图10为本发明实施例1提供的多种滤光片组合切换装置的另一种夹持更换模块与直线运动切换模块的安装示意图。

图中：1-底板，2-直线模组，3-龙门支架，4-运动转接板，5-光谱仪，6-产品支座，7-光纤调整单元，8-滤光片，9-滤光片支架，10-控制传输模块，11-定位轴，12-定位块，13-支撑块，14-定位孔，15-导向柱，16-前后位移导向滑块，17-左右位移导向滑块，18-上下位移导向滑块，19-标准光纤接头，20-弧形通槽，21-检测区域狭缝，22-调节螺孔，23-压板。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

实施例1提供了一种多种滤光片组合切换装置，具有稳定可靠、抗扰动能力强的结构形式，与频繁更换的器件相匹配的快捷高效的结构接口；具有工位多、多种组合形式以及快速更换能力；运动模块和关键支撑结构间有统一的定位基准，高精度、稳定性高；满足高精度快速切换工况下的检测的需求。

参考图1至8所示，多种滤光片组合切换装置包括固定支撑模块、直线运动切换模块、夹持更换模块、产品支撑模块和控制传输模块10。固定支撑模块为其他各模块提供高精度和高稳定性的支撑；直线运动切换模块带动夹持更换模块沿直线定距移动；夹持更换模块保证滤光片8安装精度的同时，还可快速更换不同的滤光片8；控制传输模块10驱动直线切换模块实现不同类型滤光片8的单独和组合使用；产品支撑模块为光谱仪5提供稳定的定位精度和方便快捷的标准光纤接口；控制传输模块10的功能是提供电源、控制管理、信号采集处理传输等。

参考图1所示，图1上安装有光谱仪，固定支撑模块包括底板1和龙门支架3。底板1为矩形板，上表面加工有与两个直线模组2相配合的基准面，保证直线模组2的平行度和位置精度。优选的，在底板1上表面还加工有一个沿长度方向(本文中，以光线照射方向定义为前后方向，如图1中A箭头所示的方向；底板1的长度方向为左右方向，如图1中B箭头所示的方向)延伸的定位块限位槽，底板1上位于定位块限位槽的前后侧各设一个直线模组2，直线模组2的一部分压盖在定位块限位槽上并在压盖位置设有定位槽；定位块限位槽内固定有定位块12，定位块12的上表面高于底板1的上表面，即定位块12相对底板1凸出，如此定位块12的上部可伸入到定位槽中；定位块12的前后侧面相平行，分别对应直线模组2底面的定位槽(下侧以及朝向另一直线模组2的一侧均敞口，左右侧可敞口或封闭)的侧面(指前侧的直线模组2的定位槽的前立面或后侧的直线模组2的定位槽的后立面)；装配后，定位块12的前侧面与其前方的直线模组2的定位槽的前立面相贴，定位块12的后侧面与其后方的直线模组2的定位槽的后立面相贴，如此保证两个直线模组2的平行度和位置精度。龙门支架3固定在底板1上，沿前后方向设置，跨越安装在底板1上的直线模组2。龙门支架3设有两个，两个龙门支架3一左一右平行设置；或者龙门支架3设有一个，其上部设有一个沿前后方向延伸的通槽型的窗口(一种贯通龙门支架3的横梁的上下侧面的开口结构)。优选的，底板1与龙门支架3的立柱相接的部位加工有精准定位的龙门支架限位槽，保证龙门支架3的位置精度、横梁的水平度要求。底板1与龙门支架3的组合为整机提供支撑，保证整体结构的稳定和抗干扰性。

参考图1和5所示，直线运动切换模块包括直线模组2和运动转接板4。直线模组2可采用如步进电机或伺服电机驱动滚珠丝杠或普通丝杠旋转带动滑块直线运动的直线模组2，或者采用直线电机(其移动端视为滑块)类型的直线模组2；直线模组2固定在底板1上，从龙门支架3的下方穿过；直线模组2沿左右方向设置，因此其滑块能够沿左右方向定距移动，滑块连接固定一块运动转接板4。直线运动切换模块设有两个，直线运动切换模块一前一后间隔设置，其上的运动转接板4相对两个直线运动切换模块间的中面(指沿左右上下方向延伸的虚拟面，距两个直线运动切换模块的距离相等)对称设置。两条平行的直线运动切换模块能够满足快速切换多个滤光片8进行组合的要求。

参考图1、3和4所示，夹持更换模块设有两个，分别与两个直线运动切换模块的运动转接板4固定，保证两组滤光片8间的组合形式、平行度、空间位置精度和重复定位精度；两个夹持更换模块相对于两个直线运动切换模块之间的中面呈对称分布。以前方的夹持更换模块为例，对夹持更换模块进行结构介绍，其包括滤光片支架9和滤光片8；滤光片支架9沿左右方向设置，滤光片支架9的前下侧为平板，叠放在运动转接板4上；一般的，运动转接板4上设有限位槽(定位精度不高，运动转接板4和滤光片支架9的高精度定位是通过定位轴11实现的)，平板位于限位槽中；如图4所示，滤光片支架9的后部是竖向板，竖向板的长度方向沿左右方向，设有多个沿上下方向(竖向板的高度方向)贯通的矩形孔状的高精度狭缝槽，对应各狭缝槽的上半部分各设有一个沿前后方向(竖向板厚度方向)贯通的U形孔(该孔的上侧与竖向板的上表面贯通)或半腰形孔(半腰形由一个半圆和一个矩形构成，半圆在下，矩形在上，矩形的上边沿与竖向板的上表面贯通)，在狭缝槽的底部设置有支撑块13；竖向板和平板通过斜坡(也称为斜板)过渡，平板或斜板设有螺栓孔或螺钉孔，通过螺栓或螺钉将滤光片支架9与运动转接板4相固定(两者的定位通过定位孔14和定位轴11)。其中，狭缝槽的宽度与滤光片8的宽度或直径相适配，而U形孔或半腰形孔的宽度(指左右方向的距离)小于滤光片8的宽度或直径，一般U形孔或半腰形孔在左右方向上位于狭缝槽的左右方向上的中心。如图1和3所示，多个狭缝槽在竖向板上沿左右方向等间隔分布，如此有利于控制程序编写，直线模组2的滑块每次移动同样的距离即可；需要指出的是，多个狭缝槽也可非等间距分布，此时的编程需要对应各个间距进行位移距离的设定。滤光片8可从狭缝槽的上端口插入，由支撑块13限制滤光片8向下移动；安装时先进行支撑块13的定位，再进行固定，例如螺钉、胶黏、铆接等形式固定，以保证在各个支撑块13的作用下，各滤光片8的轴线位于同一平面。在本实施例中，狭缝槽通过一体加工来保证滤光片8的空间位置精度和重复定位精度，满足快速更换滤光片8的要求；竖向板采用尽可能小的厚度，保证滤光片8能进入小光程的检测区域，厚度一般在2～3mm以下，保证狭缝槽有足够强度的同时，结构厚度尽量的薄。直线运动切换模块配合夹持更换模块，满足不同类型滤光片8的单独和组合使用，多种组合形式快速进入和退出检测区域。

可选的，参考图9和10所示，滤光片支架9的平板的远端(指远离斜板的一端)设有向上的凸沿；相应的，运动转接板4设有与凸沿相适配的卡槽。安装时，凸沿伸入到卡槽中，再利用定位轴11进行精准定位，最后通过螺钉紧固。

可选的，参考图9和10所示，狭缝槽为在竖向板设置的沿前后方向贯通的孔深较浅的二级阶梯孔(分别为大孔和小孔)，大孔的直径与滤光片8的直径相适配；将滤光片8安装在大孔后，利用一个固定在两个阶梯孔之间的矩形压板23压住滤光片8的边缘，从而将滤光片8固定；压板23与竖向板通过螺钉可拆卸固定，以便更换滤光片8；固定压板23的位置可以设置一个沉槽，压板23位于沉槽中，避免无法通过检测区域狭缝21。另一可选的，狭缝槽为在竖向板设置的沿前后方向贯通的孔深较浅的三级阶梯孔(依次是大孔、中孔和小孔)，中孔的直径与滤光片8的直径相适配；将滤光片8安装在中孔后，利用外径与大孔直径相等、内径与小孔直径相等的环形压板将滤光片8固定在中孔中，压板与大孔的孔底相抵并通过螺钉相固定。需要指出的是，压板23的设计形式灵活多变，不限于矩形片状压板和“外径与大孔直径相等、内径与小孔直径相等”的环形压板，还可以采用其他形式的压板。压板23可满足不同厚度的滤光片8安装，满足滤光片8的互换性。

参考图6、7和8所示，产品支撑模块包括产品支座6、导向柱15、前后位移导向滑块16、左右位移导向滑块17和上下位移导向滑块18。产品支座6固定在两个龙门支架3下并位于两个龙门支架3之间，光谱仪5通过两个龙门支架3之间的间隙放入并安装在产品支座6的弧形通槽20中；或者，产品支座6固定在一个龙门支架3下并位于该龙门支架3的窗口处，光谱仪5通过该龙门支架3的窗口放入并安装在产品支座6的弧形通槽20中。产品支座6的上表面设有较深的弧形通槽20，如半圆柱槽，该弧形通槽20沿前后方向设置并贯通产品支座6的前后端面；光谱仪5的光心与弧形通槽20的中心轴线重合；除弧形通槽20外，上表面还设有其它较浅的槽，分布在弧形通槽20的左右侧。产品支座6的下表面设有检测区域狭缝21，该检测区域狭缝21沿左右方向设置并贯通产品支座6的左右侧面，该检测区域狭缝21与将弧形通槽20分为一大一小两部分，较大的弧形通槽20用于安装光谱仪5，检测区域狭缝21用于供夹持更换模块穿过，从而使滤光片8位于光源发出端和接收端(接收端可以为光谱仪5或者标准光纤接口19，标准光纤接口19可以用于连接另外的检测装置)之间，在用标准光纤接口19接检测装置检测时，可以沿用光谱仪5的光源，只需要将光谱仪5上的测试模组拆卸下来，这样能够保持光源的一致性；一般检测区域狭缝21的宽度(前后方向的距离)较窄，这也是现有滤光轮难以叠置(叠置是为了实现滤光片8的组合使用)的原因。导向柱15设置在产品支座6的后端，沿前后方向设置，共两根，两根导向柱15间隔设置于同一平面。前后位移导向滑块16设有两个导向孔，两个导向孔与两个导向柱15一一对应地设置；前后位移导向滑块16上设有与导向孔连通的调节螺孔22，调节螺孔22内旋有顶丝。前后位移导向滑块16的中部前侧设有沿左右方向延伸的横向滑槽(如燕尾槽)，左右位移导向滑块17与横向滑槽相适配，可滑动地设置在横向滑槽中；左右位移导向滑块17设有贯通前后方向的调节螺孔22，调节螺孔22内旋有顶丝。左右位移导向滑块17的前侧中部设有沿上下方向延伸的竖向滑槽(如燕尾槽)，上下位移导向滑块18的上段与竖向滑槽相适配，可滑动地设置在竖向滑槽中；上下位移导向滑块18的上段设有贯通前后方向的调节螺孔22，调节螺孔22内旋有顶丝；上下位移导向滑块18下端设有标准光纤接头19，用于快速安装光纤。松开顶丝，前后位移导向滑块16可沿着导向柱15前后滑动，从而调节上下位移导向滑块18在前后方向上的位置，进而调节标准光纤接头19和光纤的前后位置；松开顶丝，左右位移导向滑块17可沿横向滑槽左右滑动，从而调节左右位移导向滑块17的左右方向上的位置，进而调节标准光纤接头19和光纤的左右位置；松开顶丝，前后位移导向滑块16可沿竖向滑槽上下滑动，从而调节上下位移导向滑块18的上下方向上的位置，进而调节标准光纤接头19和光纤的上下位置；直至光纤的中心轴线与光谱仪5的中心轴线(光心)重合；此后更换同样的或同外经的光谱仪5后，无需再进行调节，重复精度高。产品支撑模块能够满足光谱仪5快速更换和精确定位的要求，其导向柱15、前后位移导向滑块16、左右位移导向滑块17和上下位移导向滑块18构成的光纤调整单元7能够调节标准光纤接头19的中心与产品支座6上安装的光谱仪5的光心平行或重合，保证光纤光路与被测光路精确定位。

在使用过程中，直线模组2的滑块通过运动转接板4带动滤光片支架9移动，从而可以使不同的滤光片8处于光源发出端和接收端之间，光谱仪5和光纤的重复精度已经被上文中描述的结构得以保证，再保证直线模组2的初始点(也称零点)与滤光片8、光谱仪5使用同一基准，就能保证重复精度。由于光谱仪5安装在产品支座6的弧形通槽20中，滤光片8安装在滤光片支架9的狭缝槽上，滤光片支架9通过运动转接板4与直线模组2的滑块连接，因此保证产品支座6、滤光片支架9和运动转接板4具有统一的直接基准即可，但不能采用如现有技术中的间接基准。参考图2所示，在本实施例中，运动转接板4、滤光片支架9和产品支座6通过竖向穿设的定位轴11(又称为定位柱、销轴、销子等)作为统一的直接基准进行定位。相应的，运动转接板4、滤光片支架9和产品支座6均设有供定位轴11穿入的定位孔14，定位轴11与定位孔14相适配。一个直线运动切换模块对应一个夹持更换模块，采用穿设两根定位轴11的方式，两个定位轴11一左一右间隔设置；所以共采用四根定位轴11，以同一个直线运动切换模块上的两个定位轴11为一组，则两组定位轴11一前一后设置。在本实施例中，龙门支架3也设有定位孔14，穿设定位轴11。定位轴11作为统一定位基准，穿过龙门支架3、产品支座6、滤光片支架9和运动转接板4，保证装置的空间位置精度和重复定位精度，避免由于误差层层叠加而导致累积误差增大，降低设备的装配调试难度。插入定位销后，使用螺钉安装紧固龙门支架3和产品支座6、滤光片支架9和运动转接板4，保证移除定位轴11后各组件的空间位置精度和重复定位精度；组装完成后拔出定位轴11，设置直线模组2的精准零位。

参考图1所示，控制传输模块10固定在底板1上，保证控制指令的精确执行和信号传输通畅；与直线模组2电连接，控制直线模组2的动作，实现不同滤光片8的单独(一个滤光片支架9上的狭缝槽未装滤光片8+另一滤光片支架9上的某个滤光片8)和组合使用(两个滤光片支架9上的相同或不同的滤光片8叠置)。

在本实施例中，装置的结构件表面采用黑色处理，避免杂散光，从而提高测量精度。另外，可以在外部设置壳体，例如下部敞口的壳体，壳体倒扣在底板1上并固定，将装置的主要结构均罩在壳体内，可以进一步避免杂散光，且便于移动整个装置。

龙门支架3两侧各设置两个定位轴11，保证各模块间的空间位置精度和重复定位精度；采用高精度狭缝槽，满足滤光片8快速更换的条件；单侧夹持更换模块设置两个定位轴11，加上高精度狭缝槽，一起保证滤光片8更换前后的位置精度和重复定位精度；产品支座6两侧各设置两个定位轴11，保证光谱仪5的空间位置精度和重复定位精度；设置了弧形通槽20，方便光谱仪5便捷更换；采用2组共4根定位轴11穿过多层结构的形式，保证空间位置精度和重复定位精度，同时为方便整体装配调试提供统一的基准；设有标准光纤接头19，方便引入光路信号和传输光路检测信号，并且满足空间位置精确调整的要求。

实施例2

实施例2提供了一种光学检测系统，其包括光谱仪和实施例1提供的多种滤光片组合切换装置。多种滤光片组合切换装置的具体结构见实施例1，在本实施例中不再赘述，光谱仪安装于所述弧形通槽中。

本实施例提供的光学检测系统有两个作用：1、通过滤光片组合模拟不同的待测物，通过光谱仪进行检测，标准光纤接头可以用于连接另一种检测仪器，可以检测的数据与光谱仪检测的不同；2、标准光纤接头可以用于接标准光谱仪，产品支座上安装待定标光谱仪，通过标准光谱仪和待定标光谱仪分别对待测物(不同滤光片的组合)进行检测(光源保持同一个)，对待定标光谱仪进行校准。实施例2的光学检测系统是实施例1的装置的直接应用，实施例2的光学检测系统除具有上述作用外，还具有实施例1的装置的全部优点，在此不再赘述。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种多种滤光片组合切换装置，其特征在于，包括固定支撑模块、直线运动切换模块、夹持更换模块、产品支撑模块和定位轴；

所述固定支撑模块包括底板和设置在所述底板上的龙门支架；

所述直线运动切换模块包括直线模组和运动转接板，所述直线模组设置于所述底板，且所述龙门支架横跨所述直线模组，所述运动转接板随所述直线模组的滑块同步移动；

所述夹持更换模块包括滤光片支架和滤光片，所述滤光片支架上设有多个狭缝槽，多个所述狭缝槽沿所述直线模组的运动方向间隔分布，所述滤光片可装拆地设置于所述狭缝槽中并与之相适配；

所述产品支撑模块包括产品支座，所述产品支座设置于所述龙门支架，所述产品支座的上侧设有用于安装光谱仪的弧形通槽，所述产品支座的下侧设有检测区域狭缝，所述检测区域狭缝与所述弧形通槽连通，所述滤光片支架及滤光片可穿过所述检测区域狭缝并停留在所述弧形通槽中；

所述产品支座、滤光片支架和运动转接板均设有竖向的定位孔，所述定位轴可依次穿过所述产品支座、滤光片支架、运动转接板的所述定位孔以使所述产品支座、滤光片支架、运动转接板在同一基准下定位。

2.根据权利要求1所述的多种滤光片组合切换装置，其特征在于，所述直线运动切换模块设有两个，两个所述直线运动切换模块平行且间隔设置；所述夹持更换模块设有两个，两个所述夹持更换模块与两个所述直线运动切换模块一一对应地设置。

3.根据权利要求2所述的多种滤光片组合切换装置，其特征在于，所述定位轴设有4根，4根所述定位轴均穿过所述产品支座，其中两个所述定位轴穿过一个所述夹持更换模块的滤光片支架和与该夹持更换模块对应的所述直线运动切换模块的运动转接板，另外两个所述定位轴穿过另一个夹持更换模块的滤光片支架和与该夹持更换模块对应的所述直线运动切换模块的运动转接板。

4.根据权利要求1所述的多种滤光片组合切换装置，其特征在于，所述龙门支架设有竖向的定位孔，所述定位轴可依次穿过所述龙门支架、产品支座、滤光片支架、运动转接板的所述定位孔以使所述龙门支架、产品支座、滤光片支架、运动转接板在同一基准下定位。

5.根据权利要求1所述的多种滤光片组合切换装置，其特征在于，所述龙门支架设有两个，两个所述龙门支架平行且间隔设置；所述产品支座固定于所述龙门支架下并位于两个所述龙门支架之间；

或者，所述龙门支架设有一个，在所述龙门支架的上部设有一个通槽型的窗口，所述产品支座固定于所述龙门支架下并位于所述窗口处；

其中，所述底板上设有龙门支架限位槽，所述龙门支架的底部安装在所述龙门支架限位槽中以保证所述龙门支架的安装精度。

6.根据权利要求2所述的多种滤光片组合切换装置，其特征在于，所述固定支撑模块还包括定位块，所述底板上设有定位块限位槽且所述定位块限位槽位于两个所述直线模组之间，两个所述直线模组的部分压盖在所述定位块限位槽上并在压盖位置上方的位置设有定位槽，所述定位块固定于所述定位块限位槽中，所述定位块的上侧面高出所述底板的上侧面，所述定位槽的侧面与所述定位块的侧面相抵或相贴以保证两个所述直线模组的平行精度。

7.根据权利要求1所述的多种滤光片组合切换装置，其特征在于，所述滤光片支架包括竖向板、平板和连接两者的斜板，所述平板叠置在所述运动转接板上；当所述定位轴穿入所述滤光片支架的平板和所述运动转接板后对两者进行定位后，所述平板和所述运动转接板通过螺钉固定；

其中，所述狭缝槽为竖向贯通所述竖向板的矩形槽，各所述狭缝槽的底部分别设置支撑块，在各所述支撑块的作用下，使各所述滤光片的中心轴线均位于同一平面；

或者，所述狭缝槽为前后向贯通所述竖向板的阶梯孔，所述阶梯孔包含至少两个不同直径的孔，所述滤光片安装于直径较大的孔中，所述滤光片的一侧面与直径较大的孔的内端面相抵，在所述竖向板的设有直径较大的孔的一侧可拆卸安装有压板，所述压板与所述滤光片的另一侧面相抵以将不同厚度的所述滤光片固定于所述狭缝槽中。

8.根据权利要求1所述的多种滤光片组合切换装置，其特征在于，所述产品支撑模块还包括光纤调整单元，所述光纤调整单元设有标准光纤接头，所述光纤调整单元活动设置在所述产品支座的一端以调节所述标准光纤接头的中心与所述产品支座上安装的光谱仪的光心平行或重合。

9.根据权利要求8所述的多种滤光片组合切换装置，其特征在于，所述光纤调整单元包括两根导向柱、前后位移导向滑块、左右位移导向滑块和上下位移导向滑块；所述导向柱平行于所述弧形通槽的轴线设置，一端固定于所述产品支座，两根所述导向柱间隔设置；所述前后位移导向滑块滑动穿设在所述导向柱上并能够通过顶丝锁定；所述左右位移导向滑块可在两根所述导向柱间滑动，滑动设置于所述前后位移导向滑块并能够通过顶丝锁定；所述上下位移导向滑块的一端设有所述标准光纤接头，另一端可沿竖向滑动地设置在所述左右位移导向滑块上并能够通过顶丝锁定。

10.一种光学检测系统，其特征在于，包括光谱仪和如权利要求1-9任意一项所述的多种滤光片组合切换装置，所述光谱仪安装于所述弧形通槽中。