CN117849023A - 便携式探测仪 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种便携式探测仪，该便携式探测仪包括箱体、承载机构和探测机构，箱体设有载装口。承载机构设置在箱体内，承载机构包括样品承载台及连接样品承载台的第一驱动件，第一驱动件驱动样品承载台在一个平面内移动，且样品承载台能沿着平面移动至至少部分穿过载装口外露于箱体，可以实现自动推入测样，提高便利性。探测机构设置在箱体内，探测机构包括激光探头及与激光探头连接的光谱仪和第二驱动件，激光探头包括朝向平面的探头；其中，第二驱动件驱动探头沿第一方向移动，可以实现自动对焦，根据探测的扫描范围，第一驱动件驱动样品承载台朝着预设方向在平面内移动，可以扫描检测样品上的不同位置，实现自动扫描检测，提高准确性。

Description

便携式探测仪

技术领域

本发明涉及探测技术领域，具体涉及一种便携式探测仪。

背景技术

便携拉曼光谱仪主要适用于科研院所、高等院校物理和化学实验室、光学器件和半导体元件研究等光学方面，研究物质成分的判定与确认。该仪器以其结构简单、操作简便、测量快速高效准确，以低波数测量能力著称；采用共焦光路设计以获得更高分辨率，可对样品表面进行微米级的微区检测，也可用此进行显微影像测量，该仪器成为可移动小型实验室。

然而目前便携式拉曼光谱仪存在扫描检测不方便、缺少承载样品的样品台、样品检测难度大等问题。

发明内容

本申请提供一种便携式探测仪，该便携式探测仪能够通过样品承载台带动样品沿平面移动，实现样品上不同位置的扫描检测。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种便携式探测仪，该便携式探测仪包括：箱体、承载机构和探测机构；箱体设有载装口；承载机构设置在箱体内，承载机构包括样品承载台及连接样品承载台的第一驱动件，第一驱动件驱动样品承载台在一个平面内移动，且样品承载台能沿着平面移动至至少部分穿过载装口外露于箱体；探测机构设置在箱体内，探测机构包括激光探头及与激光探头连接的光谱仪，激光探头包括朝向平面的探头；其中，根据探头的扫描范围，第一驱动件驱动样品承载台朝着预设方向在平面内移动。

其中，探测机构还包括第二驱动件，第二驱动件与激光探头连接，第二驱动件带动探头沿着第一方向移动，第一方向垂直于平面。

其中，箱体内设有固定板，固定板上设有滑轨，滑轨的延伸方向与平面垂直；第二驱动件包括动力部及连接块，动力部连接连接块，连接块滑动安装于滑轨且固定连接激光探头；动力部驱动连接块沿着滑轨滑动。

其中，箱体内壁设有导轨，导轨沿着第二方向延伸；承载机构还包括安装机台，安装机台滑动连接导轨；第一驱动件包括第一子驱动件和第二子驱动件，第一子驱动件连接安装机台，第一子驱动件驱动安装机台沿着导轨移动；第二子驱动件连接样品承载台，第二子驱动件驱动样品承载台相对安装机台沿着第三方向移动，其中，第二方向和第三方向相交。

其中，第二子驱动件安装在安装机台上；第二子驱动件包括沿着第三方向布置的驱动伸缩杆及连接驱动伸缩杆上的固定块；样品承载台固定于固定块。

其中，安装机台上设有滑槽；滑槽与导轨嵌合以使安装机台能够沿着导轨移动。

其中，箱体内设有支撑隔板，支撑隔板将箱体内分隔成第一安装腔和第二安装腔；承载机构设置在第一安装腔内，载装口与第一安装腔连通；探测机构设置在第二安装腔内，支撑隔板设有通孔，探头穿过通孔。

其中，承载机构还包括安装机台；第一驱动件包括第一子驱动件和第二子驱动件，第一子驱动件连接安装机台，第一子驱动件驱动安装机台沿着第二方向移动；第二子驱动件安装在安装机台，第二子驱动件连接样品承载台，第二子驱动件驱动样品承载台相对安装机台沿着第三方向移动，其中，第二方向和第三方向相交。

其中，第二子驱动件包括沿着第三方向布置的驱动伸缩杆；样品承载台连接驱动伸缩杆；第三方向与第二方向垂直。

其中，便携式探测仪还包括第三安装腔和多个隔离板，隔离板将第二安装腔和第三安装腔隔开；第三安装腔内设有控制机构，控制机构与第一驱动件和第二驱动件电连接以控制第一驱动件或第二驱动件移动。

本申请有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供的便携式探测仪包括箱体、承载机构和探测机构，承载机构设置在箱体内，承载机构包括样品承载台及连接样品承载台的第一驱动件。样品可以放置在样品承载台上，根据探测的扫描范围，第一驱动件驱动样品承载台朝着预设方向在平面内移动，样品承载台带动样品移动，可以调节样品的位置，实现探测机构对样品不同位置上的扫描检测。箱体设有载装口，样品承载台能沿着平面移动至至少部分穿过载装口外露于箱体，样品可以放置在样品承载台上后，样品承载台再穿过载装口移动至箱体内，实现推入测样。探测机构还包括第二驱动件，第二驱动件与激光探头连接，可以驱动激光探头沿第一方向移动，以实现对焦。本申请实施例的便携式探测仪通过承载机构和探测机构配合，能够实现自动推入测样以及自动对焦和扫描检测，独立完成检测，可以提高便利性、准确性和检测效率。

附图说明

图1是本申请提供的便携式探测仪一实施例的结构示意图；

图2是本申请提供的承载机构一实施例的结构示意图；

图3是本申请提供的便携式探测仪一实施例的整体结构示意图；

图4是本申请提供的便携式探测仪另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本申请的描述中，“若干”“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体地限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1-图4，图1是本申请提供的便携式探测仪一实施例的结构示意图，图2是本申请提供的承载机构一实施例的结构示意图，图3是本申请提供的便携式探测仪一实施例的整体结构示意图，图4是本申请提供的便携式探测仪另一实施例的结构示意图。

本申请提供一种便携式探测仪100，适用于检测拉曼光谱信号。该便携式探测仪100包括：箱体11、承载机构21和探测机构31。箱体11设有载装口111，用于将样品放入或取出箱体11。承载机构21设置在箱体11内，承载机构21包括样品承载台211及连接样品承载台211的第一驱动件212，第一驱动件212驱动样品承载台211在一个平面内移动，且样品承载台211能沿着平面移动至至少部分穿过载装口111外露于箱体11，样品可以放置在样品承载台211外露于箱体11部分，然后第一驱动件212驱动样品承载台211移动至箱体11内，使得样品可以接受扫描和检测。探测机构31设置在箱体11内，探测机构31包括激光探头311及与激光探头311连接的光谱仪312，激光探头311包括朝向平面的探头3111，探头3111用于投射激光并扫描样品。其中，根据探头3111的扫描范围，第一驱动件212驱动样品承载台211朝着预设方向在平面内移动，带动样品也朝着预设方向在平面内移动，使得探头3111可以扫描样品上的不同位置，提高检测的准确性。

具体地，探测机构31还包括激光器314，激光器314与激光探头311通过光纤连接，探头3111可以为光纤探头。检测时，激光器314发出激光，激光通过光纤传输至激光探头311，通过探头3111投射出去。第一驱动件212与电源连接，箱体11上还设有驱动开关117，驱动开关117和均位于载装口111附近，以便使第一驱动件212启动。使用时，可以按下驱动开关117，启动第一驱动件212，使样品承载台211沿平面移动至穿过载装口111外露于箱体11，将样品放置在样品承载台211后，按下第二驱动开关117，启动第一驱动件212使样品承载台211移动回箱体11内对应探头3111位置处，以供探头3111对样品进行扫描检测，检测完成后，按下驱动开关117即可使样品承载台211移动至外界，方便取出样品。通过自动推入和取出的方式设计样品承载台211，可以提高样品准备和取出的便利性，提高检测的效率。样品承载台211在箱体11内还可以沿平面预设方向移动，带动样品沿平面移动，在探头3111位置固定时，样品相对于探头3111朝着预设方向运动，使得探头3111可以扫描检测样品上的不同位置，不同位置的数据传输至光谱仪312，光谱仪312可以探测样品不同位置的拉曼光谱信号，进行光谱分析，从而提高检测的准确性。进一步地，样品相对于探头3111朝着预设方向运动的精度为1μm。在另一具体实施例中，样品相对于探头3111朝着预设方向运动的精度也可以为1mm等其它精度。

在另一具体实施例中，探头3111也可以包括其它类型，以用于投射激光。

进一步地，探测机构31还包括第二驱动件313，第二驱动件313与激光探头311连接，第二驱动件313带动探头3111沿着第一方向移动，第一方向垂直于平面。

具体地，激光探头311与第二驱动件313连接固定，在样品随样品承载台211移动至探头3111扫描范围后，探头3111投射激光至样品上，根据光谱仪312的显示结果，再通过第二驱动件313调节探头3111沿第一方向移动，调整探头3111与样品之间的距离，从而调节焦距，使得探头3111能够完成对焦。

在一具体实施例中，测试时，样品随样品承载台211移动至探头3111扫描范围，激光探头311与第二驱动件313连接固定，探头3111发出激光照射到样品表面，实时采集样品拉曼光谱，提取某一拉曼峰值的强度值，再通过第二驱动件313调节激光探头311沿第一方向移动，可以远离样品，也可以靠近样品，当探头3111沿第一方向运动到某一位置时，所述拉曼峰值的强度值达到最大，即实现了对焦。本申请实施例的便携式探测仪100可以连接控制系统，通过设计程序使测试时光谱仪312可以自动提取某一拉曼峰值的强度值，并通过第二驱动件313调焦使强度值达到最大，实现自动调焦。进一步地，为使检测结果准确，第二驱动件313调焦距离的精度为1μm。在另一具体实施例中，便携式探测仪100在应用于其它技术方面时，也可以设置成1nm、20nm、50nm、100nm或1mm等其它精度。

本申请实施例的便携式探测仪100可以与计算机、手机、平板电脑等电子设备连接，通过设计程序、软件等实现自动对焦、自动扫描检测功能，能够扫描检测样品的不同位置，提高扫描检测的便利性和准确性。

进一步地，箱体11内设有固定板112，固定板112上设有滑轨113，滑轨113的延伸方向与平面垂直。第二驱动件313包括动力部3131及连接块3132，动力部3131连接连接块3132，连接块3132滑动安装于滑轨113且固定连接激光探头311；动力部3131驱动连接块3132沿着滑轨113滑动。在一具体实施例中，激光器314与激光探头311通过固定板112隔开。在另一具体实施例中，激光器314也可以设置在其它位置。

具体地，滑轨113的延伸方向可以包括第一方向。激光探头311与连接块3132固定连接，通过连接块3132沿着滑轨113滑动带动激光探头311沿第一方向移动，实现对焦功能。

在另一具体实施例中，与上述实施例不同的是，第二驱动件313也可以包括滑轨113，滑轨113固定在固定板112上，以便于第二驱动件313的调整和安装以及售后维护拆卸。

本申请一实施例中，箱体11内壁设有导轨114，导轨114沿着第二方向延伸。承载机构21还包括安装机台213，安装机台213滑动连接导轨114；第一驱动件212包括第一子驱动件2121和第二子驱动件2122，第一子驱动件2121连接安装机台213，第一子驱动件2121驱动安装机台213沿着导轨114移动；第二子驱动件2122连接样品承载台211，第二子驱动件2122驱动样品承载台211相对安装机台213沿着第三方向移动，其中，第二方向和第三方向相交。

具体地，第二方向和第三方向相交且位于同一平面。导轨114固定连接于箱体11内壁。安装机台213滑动连接导轨114，可以沿着导轨114相对于箱体11移动。样品承载台211安装在安装机台213上，可以随安装机台213沿着导轨114移动而沿第二方向移动，同时，第二子驱动件2122可以驱动样品承载台211相对安装机台213沿着第三方向移动，从而实现样品承载台211沿所述平面移动。在激光探头311实现对焦后，可以通过样品承载台211沿所述平面移动，使得探头3111可以探测到样品上的不同位置，获取不同位置的SERS信号，实现对样品不同位置的扫描检测。

进一步地，第二子驱动件2122安装在安装机台213上，可以随安装机台213沿第二方向相对于箱体11移动。第二子驱动件2122包括沿着第三方向布置的驱动伸缩杆21221及连接驱动伸缩杆21221上的固定块21222。样品承载台211固定于固定块21222。

具体地，样品承载台211固定于固定块21222，测试前，可以启动第二子驱动件2122，驱动伸缩杆21221启动并沿第三方向伸出，使固定块21222沿第三方向移动至样品承载台211穿过载装口111外露于箱体11，以供样品放置。样品放置好后，再次启动第二子驱动件2122，驱动伸缩杆21221会沿第三方向收缩，使固定块21222沿第三方向相反方向移动，带动样品承载台211移动至探头3111的扫描范围。测试完成后通过上述方式取出样品，提高了扫描检测便利性。

进一步地，安装机台213上设有滑槽2131。滑槽2131与导轨114嵌合以使安装机台213能够沿着导轨114移动。

具体地，安装机台213底部设有与导轨114对应嵌合的滑槽2131，通过滑槽2131与导轨114的配合可以使安装机台213能够沿着导轨114移动，带动样品承载台211移动，进而带动样品移动。

本申请另一实施例中，与上述实施例不同的是，箱体11内设有支撑隔板115，支撑隔板115将箱体11内分隔成第一安装腔41和第二安装腔42；承载机构21设置在第一安装腔41内，载装口111与第一安装腔41连通；探测机构31设置在第二安装腔42内，支撑隔板115设有通孔，探头3111穿过通孔。

具体地，通过支撑隔板115将承载机构21与探测机构31分隔开，一方面，通过支撑隔板115支撑探测机构31，可以将探测机构31固定，提高稳定性；另一方面，探头3111穿过通孔，使得探头3111只能在第一方向上移动，可以减少或避免探头3111沿平行于所述平面方向移动，进而可以提高检测的准确性。

进一步地，便携式探测仪100还包括第三安装腔43和多个隔离板116，隔离板116将第二安装腔42和第三安装腔43隔开；第三安装腔43内设有控制机构(图中未示)，控制机构与第二驱动件212电连接以控制第二驱动件212移动。

具体地，为了简化结构，实现自动推入测样、自动对焦和扫描检测，本申请实施例的便携式探测仪100还包括第三安装腔43和多个隔离板116，多个隔离板116位于支撑隔板115上，可以将第二安装腔42和第三安装腔43隔开。第三安装腔43内设有控制机构，控制机构包括控制电路板、控制器等，控制机构与第二驱动件212通过线束连接，进而可以通过控制机构控制第二驱动件212带动激光探头311沿第一方向移动，实现自动对焦。

进一步地，支撑隔板115还设有线束通孔1151，控制机构通过线束通孔1151与第一驱动件212实现电连接，进而可以通过控制机构控制第一驱动件212实现自动推入测样以及自动扫描检测样品上的不同位置，提高准确性。

本申请实施例的便携式探测仪100，可以应用于检测拉曼光谱信号。使用时，可以按下驱动开关117，使样品承载台211弹出，放置样品后，再按下驱动开关117使样品承载台211收回，实现进样。测试时，先使激光器314发出激光，通过探头3111照射至样品上，并采集拉曼光谱，光谱仪312探测拉曼光谱信号并提取某一拉曼峰值的强度值，通过第二驱动件313使探头3111沿第一方向移动至所述强度值达到最大的位置，实现对焦，最后通过使样品承载台211沿平面移动实现探头3111对样品上的不同位置扫描检测。本申请实施例的便携式探测仪100可以实现自动推入测样、自动聚焦以及扫描探测样品上的不同位置，能够提高便利性和准确性。在一具体实施例中，样品可以包括芯片。在另一具体实施例中，样品还可以包括其它实验样品。

进一步地，便携式探测仪100可以与计算机、手机、平板电脑等电子设备连接，设计程序或软件等安装在电子设备上，通过电子设备操作控制机构完成扫描检测，连接方式可以包括线束连接、WiFi连接、蓝牙连接等。便携式探测仪100在使用时，也可以通过软件操作控制机构启动第一驱动件212，使样品承载台211移动至箱体11外，放置样品后再使样品承载台211移动回箱体11内，在探头3111聚焦完成后，通过软件控制样品承载台211沿平面内朝预设方向移动，使探头3111投射激光至样品上的不同位置，采集样品上不同位置的光谱信号，从而使得光谱仪312可以检测和分析样品上的不同位置，提高检测的准确性。进一步地，还可以设计程序或软件，使上述测试过程自动进行，实现自动化。

本申请另一具体实施例中，便携式探测仪100还可以适用于其它技术领域或其它实验。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种便携式探测仪，其特征在于，包括：

箱体(11)，所述箱体(11)设有载装口(111)；

承载机构(21)，所述承载机构(21)设置在所述箱体(11)内，所述承载机构(21)包括样品承载台(211)及连接所述样品承载台(211)的第一驱动件(212)，所述第一驱动件(212)驱动所述样品承载台(211)在一个平面内移动，且所述样品承载台(211)能沿着所述平面移动至至少部分穿过所述载装口(111)外露于所述箱体(11)；

探测机构(31)，所述探测机构(31)设置在所述箱体(11)内，所述探测机构(31)包括激光探头(311)及与所述激光探头(311)连接的光谱仪(312)，所述激光探头(311)包括朝向所述平面的探头(3111)；

其中，根据所述探头(3111)的扫描范围，所述第一驱动件(212)驱动所述样品承载台(211)朝着预设方向在所述平面内移动。

2.根据权利要求1所述的便携式探测仪，其特征在于，所述探测机构(31)还包括第二驱动件(313)，所述第二驱动件(313)与所述激光探头(311)连接，所述第二驱动件(313)带动所述探头(3111)沿着第一方向移动，所述第一方向垂直于所述平面。

3.根据权利要求2所述的便携式探测仪，其特征在于，所述箱体(11)内设有固定板(112)，所述固定板(112)上设有滑轨(113)，所述滑轨(113)的延伸方向与所述平面垂直；

所述第二驱动件(313)包括动力部(3131)及连接块(3132)，所述动力部(3131)连接所述连接块(3132)，所述连接块(3132)滑动安装于所述滑轨(113)且固定连接所述激光探头(311)；

所述动力部(3131)驱动所述连接块(3132)沿着所述滑轨(113)滑动。

4.根据权利要求1-3任一项所述的便携式探测仪，其特征在于，所述箱体(11)内壁设有导轨(114)，所述导轨(114)沿着第二方向延伸；

所述承载机构(21)还包括安装机台(213)，所述安装机台(213)滑动连接所述导轨(114)；

所述第一驱动件(212)包括第一子驱动件(2121)和第二子驱动件(2122)，所述第一子驱动件(2121)连接所述安装机台(213)，所述第一子驱动件(2121)驱动所述安装机台(213)沿着所述导轨(114)移动；

所述第二子驱动件(2122)连接所述样品承载台(211)，所述第二子驱动件(2122)驱动所述样品承载台(211)相对所述安装机台(213)沿着第三方向移动，其中，所述第二方向和所述第三方向相交。

5.根据权利要求4所述的便携式探测仪，其特征在于，所述第二子驱动件(2122)安装在所述安装机台(213)上；

所述第二子驱动件(2122)包括沿着所述第三方向布置的驱动伸缩杆(21221)及连接所述驱动伸缩杆(21221)上的固定块(21222)；

所述样品承载台(211)固定于所述固定块(21222)。

6.根据权利要求4所述的便携式探测仪，其特征在于，所述安装机台(213)上设有滑槽(2131)；

所述滑槽(2131)与所述导轨(114)嵌合以使所述安装机台(213)能够沿着所述导轨(114)移动。

7.根据权利要求1-3任一项所述的便携式探测仪，其特征在于，

所述箱体(11)内设有支撑隔板(115)，所述支撑隔板(115)将所述箱体(11)内分隔成第一安装腔(41)和第二安装腔(42)；

所述承载机构(21)设置在所述第一安装腔(41)内，所述载装口(111)与所述第一安装腔(41)连通；

所述探测机构(31)设置在所述第二安装腔(42)内，所述支撑隔板(115)设有通孔，所述探头(3111)穿过所述通孔。

8.根据权利要求7所述的便携式探测仪，其特征在于，所述承载机构(21)还包括安装机台(213)；

所述第一驱动件(212)包括第一子驱动件(2121)和第二子驱动件(2122)，所述第一子驱动件(2121)连接所述安装机台(213)，所述第一子驱动件(2121)驱动所述安装机台(213)沿着第二方向移动；

所述第二子驱动件(2122)安装在所述安装机台(213)，所述第二子驱动件(2122)连接所述样品承载台(211)，所述第二子驱动件(2122)驱动所述样品承载台(211)相对所述安装机台(213)沿着第三方向移动，其中，所述第二方向和所述第三方向相交。

9.根据权利要求8所述的便携式探测仪，其特征在于，所述第二子驱动件(2122)包括沿着所述第三方向布置的驱动伸缩杆(21221)；

所述样品承载台(211)连接所述驱动伸缩杆(21221)；

所述第三方向与所述第二方向垂直。

10.根据权利要求7所述的便携式探测仪，其特征在于，还包括第三安装腔(43)和多个隔离板(116)，所述隔离板(116)将所述第二安装腔(42)和所述第三安装腔(43)隔开；所述第三安装腔(43)内设有控制机构，所述控制机构与所述第一驱动件和所述第二驱动件电连接以控制所述第一驱动件或所述第二驱动件移动。