CN204255839U - 一种便携式近红外三路光学路由器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种便携式近红外三路光学路由器。本设计包括步进电机、粉末或固体样品输入光纤、涂层或液体样品输入光纤、参比输入光纤和光学路由器，光学路由器包括安装座、光电检测装置、光闸片、盖板、粉末或固体样品的光纤座、涂层或液体样品的光纤座、参比衰减调整组件、参比光纤座组件、粉末或固体样品和涂层或液体样品及参比光纤的调焦接口。本设计能够根据需要进行参比和粉末或固体及涂层或液体检测通道的自由切换；能够进行步进电机细分驱动及光电检测定位，具有高可靠性与高重复精度，可以进行仪器校正，有效降低温度、振动、变形等因素对检测精度的影响；具有一体化设计，无光学反射镜，体积小、可靠性高、耐冲击等特点。

Description

一种便携式近红外三路光学路由器

技术领域

本实用新型涉及用于近红外光谱仪分光系统的装置，特别是涉及一种能够用于流通使用领域现场快速无损检测物质品质的便携式近红外三路光学路由器。

背景技术

近红外光谱仪的光学部分是由光源、分光系统、测样附件和检测器等部分构成的。分光系统的作用是进行光路转换，选择分析通道，将复合光转化为单色光。在传统光路设计中，光学路由器分别由独立的分光路系统组成，特点是在光路结构设计中具有两个完全相同的对称光路系统，相互关联，一般通过步进电机进行同步光路的切换，最大的优点是稳定性、重复性好，但其最大的缺点是光路对称性调整需要高级专业技术人员实施，工艺难度大，成本高，体积大，因此，很难将传统对称式双光路系统应用到便携式的近红外光谱仪器上。为了能够制造出体积小、价格低、稳定性好的现场使用便携式近红外光谱仪，因此，能够设计并制造一种测量结果稳定、体积小、价格低的光学路由器是十分必要的。

发明内容

针对上述现有技术存在问题，本实用新型提供一种便携式近红外三路光学路由器，将粉末或固体样品、涂层或液体样品和参比的三路检测通道集成在一个光学路由器中进行切换选择，结合光纤技术，有效的解决了光路功能性转换，解决了参比通道、粉末或固体样品通道、涂层或液体样品通道，以及仪器校正通道的分时检测技术难题，即保持了传统双光路设计高稳定性和高重复性的优点，也实现了降低生产工艺难度、减小体积、降低成本，提高可靠性的目的。

本实用新型为实现上述目的，采取的技术方案是：一种便携式近红外三路光学路由器，其特征在于：包括步进电机、粉末或固体样品输入光纤、涂层或液体样品输入光纤、参比输入光纤和光学路由器，光学路由器包括光学路由器安装座、光电检测装置、光闸片、光学路由器盖板、粉末或固体样品带透镜的光纤座、涂层或液体样品带透镜的光纤座、参比衰减调整组件、参比带透镜的光纤座组件、粉末或固体样品光纤调焦接口、涂层或液体样品光纤调焦接口和参比光纤调焦接口；所述的步进电机螺接紧固在光学路由器安装座的背面；粉末或固体样品输入光纤、涂层或液体样品输入光纤和参比输入光纤分别套装在光学路由器安装座的背面，并螺接紧固；所述的光闸片嵌入光学路由器安装座正面的圆形安装槽并与步进电机套装；所述的光学路由器盖板分别与粉末或固体样品带透镜的光纤座、涂层或液体样品带透镜的光纤座和参比衰减调整组件套装，并螺接紧固；所述的参比带透镜的光纤座组件与参比衰减调整组件套装；光学路由器盖板与光学路由器安装座螺接紧固；所述的光电检测装置安装在光学路由器安装座和光学路由器盖板正上方顶部共同设有的凹槽内，并螺接紧固；所述的光闸片为一体化加工部件，在光闸片上设置有初始化位、校正标准物质和透光孔；所述的参比衰减调整组件包括参比调整光阑和参比衰减调整座，参比调整光阑镶嵌在参比衰减调整座上；所述的参比带透镜的光纤座组件包括汇聚透镜锁母、汇聚透镜压圈、汇聚透镜组和光纤座，将汇聚透镜压圈和汇聚透镜组放入光纤座内，并通过汇聚透镜锁母锁紧；所述的粉末或固体样品光纤调焦接口套装在粉末或固体样品带透镜的光纤座上；涂层或液体样品光纤调焦接口套装在涂层或液体样品带透镜的光纤座上；参比光纤调焦接口套装在参比带透镜的光纤座组件上。

本实用新型的特点及有益效果是：能够根据需要进行参比检测通道、粉末或固体检测通道、涂层或液体检测通道的自由切换；能够进行步进电机细分驱动及光电检测定位，具有高可靠性与高重复精度，可进行精确光电定位；拥有标准物质校正位，可以进行仪器校正，有效降低温度、振动、变形等因素对检测精度的影响；具有参比能量比例调节功能，可方便生产工艺调整需求；具有一体化设计，无光学反射镜，体积小、可靠性高、耐冲击等特点。

附图说明

图1为本实用新型的三路光学路由器正面方向立体图；

图2为本实用新型的三路光学路由器背面方向立体图；

图3为本实用新型的三路光学路由器正面方向分解图；

图4为本实用新型的三路光学路由器背面方向分解图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明：

参照图1至图4，便携式近红外三路光学路由器包括步进电机1、粉末或固体样品输入光纤2、涂层或液体样品输入光纤4、参比输入光纤5和光学路由器3，光学路由器3包括光学路由器安装座3-1、光电检测装置3-2、光闸片3-3、光学路由器盖板3-4、粉末或固体样品带透镜的光纤座3-5、涂层或液体样品带透镜的光纤座3-6、参比衰减调整组件3-7、参比带透镜的光纤座组件3-8、粉末或固体样品光纤调焦接口3-9、涂层或液体样品光纤调焦接口3-10和参比光纤调焦接口3-11；步进电机1通过四个小孔螺接紧固在光学路由器安装座3-1的背面；粉末或固体样品输入光纤2、涂层或液体样品输入光纤4和参比输入光纤5分别通过光学路由器安装座3-1的三个大孔安装在背面，并通过侧孔进行螺接紧固；光闸片3-3嵌入光学路由器安装座3-1正面的圆形安装槽并与步进电机1套装；光学路由器盖板3-4分别与粉末或固体样品带透镜的光纤座3-5、涂层或液体样品带透镜的光纤座3-6和参比衰减调整组件3-7套装，并分别从光学路由器盖板3-4的左侧、正上方和右侧螺接紧固；参比带透镜的光纤座组件3-8与参比衰减调整组件3-7套装；光学路由器盖板3-4与光学路由器安装座3-1通过四个角上的安装孔进行螺接紧固；光电检测装置3-2安装在光学路由器安装座3-1和光学路由器盖板3-4正上方顶部共同设有的凹槽内，并通过其上的安装孔螺接紧固；粉末或固体样品光纤调焦接口3-9套装在粉末或固体样品带透镜的光纤座3-5上；涂层或液体样品光纤调焦接口3-10套装在涂层或液体样品带透镜的光纤座3-6上；参比光纤调焦接口3-11套装在参比带透镜的光纤座组件3-8上。

光学路由器3的粉末或固体样品光纤调焦接口3-9、涂层或液体样品光纤调焦接口3-10和参比光纤调焦接口3-11均为标准SMA905光纤接口。

光学路由器3的光电检测装置3-2采用型号为WYC/H9B透射型光电断续器。

光学路由器3的光闸片3-3为一体化加工部件，带有联轴器功能，在光闸片3-3上设置有初始化位3-3-1、校正标准物质3-3-2和透光孔3-3-3。

光学路由器3的参比衰减调整组件3-7包括参比调整光阑3-7-1和参比衰减调整座3-7-2，参比调整光阑3-7-1镶嵌在参比衰减调整座3-7-2上。其中参比调整光阑3-7-1上的小孔可以改变通过的光能量，从而达到衰减参比能量的目的。

光学路由器3的参比带透镜的光纤座组件3-8包括汇聚透镜锁母3-8-1、汇聚透镜压圈3-8-2、汇聚透镜组3-8-3和光纤座3-8-4，将汇聚透镜压圈3-8-2和汇聚透镜组3-8-3放入光纤座3-8-4内，并通过汇聚透镜锁母3-8-1锁紧。

本实用新型的工作原理：初始工作时，步进电机1在程序驱动下带动光闸片3-3逆时针转动，同时光电检测装置3-2寻找光闸片3-3的初始化位3-3-1，在找到该初始化位3-3-1时步进电机停止运行。此时，光闸片3-3使由粉末或固体样品输入光纤2、涂层或液体样品输入光纤4和参比输入光纤5组成的三路输入光纤均处于全挡光无透光位置，使其处于暗背景检测状态，数字化光谱输出暗背景数据；然后，步进电机1继续逆时针细分计步运行，将光闸片3-3上的透光孔3-10旋转对准至参比衰减调整组件3-7位置，使得参比光路相对应光纤传输的光谱光学信息对接，数字化光谱输出参比数据，在采集粉末、固体、涂层或液体样品时，通过参比衰减调整组件3-7对参比能量进行精细化量化调整；然后，步进电机1继续逆时针细分计步运行，校正标准物质3-3-2旋转进入参比衰减调整组件3-7位置，产生校正数字化光谱数据；继续顺序逆时针细分计步旋转光闸片3-3，不断完成与粉末或固体样品带透镜的光纤座3-5、粉末或固体样品光纤调焦接口3-9和涂层或液体样品带透镜的光纤座3-6、涂层或液体样品光纤调焦接口3-10的光纤光路对接，实现粉末、固体、涂层或液体样品的数字化光谱扫描。

本实用新型的设计原理：粉末或固体样品光纤输入、涂层或液体样品光纤输入和参比光纤输入组成的三组光纤束分别负责将相应特征的光谱信息接入到光学路由器安装座的相应位置并锁紧。在光学路由器盖板上分别对应着粉末或固体样品带透镜的光纤座、涂层或液体样品带透镜的光纤座、参比衰减调整组件，分别接入一组标准SMA905光纤接口，经接入光纤后可将各路光谱信息转接到核心光谱仪输入接口上，经光谱仪进行光谱数字化转换，形成数字化光谱信息输出。

Claims (1)

1.一种便携式近红外三路光学路由器，其特征在于：包括步进电机（1）、粉末或固体样品输入光纤（2）、涂层或液体样品输入光纤（4）、参比输入光纤（5）和光学路由器（3），光学路由器（3）包括光学路由器安装座（3-1）、光电检测装置（3-2）、光闸片（3-3）、光学路由器盖板（3-4）、粉末或固体样品带透镜的光纤座（3-5）、涂层或液体样品带透镜的光纤座（3-6）、参比衰减调整组件（3-7）、参比带透镜的光纤座组件（3-8）、粉末或固体样品光纤调焦接口（3-9）、涂层或液体样品光纤调焦接口（3-10）和参比光纤调焦接口（3-11）；

所述的步进电机（1）螺接紧固在光学路由器安装座（3-1）的背面；粉末或固体样品输入光纤（2）、涂层或液体样品输入光纤（4）和参比输入光纤（5）分别套装在光学路由器安装座（3-1）的背面，并螺接紧固；所述的光闸片（3-3）嵌入光学路由器安装座（3-1）正面的圆形安装槽并与步进电机（1）套装；

所述的光学路由器盖板（3-4）分别与粉末或固体样品带透镜的光纤座（3-5）、涂层或液体样品带透镜的光纤座（3-6）和参比衰减调整组件（3-7）套装，并螺接紧固；所述的参比带透镜的光纤座组件（3-8）与参比衰减调整组件（3-7）套装；光学路由器盖板（3-4）与光学路由器安装座（3-1）螺接紧固；所述的光电检测装置（3-2）安装在光学路由器安装座（3-1）和光学路由器盖板（3-4）正上方顶部共同设有的凹槽内，并螺接紧固；

所述的光闸片（3-3）为一体化加工部件，在光闸片（3-3）上设置有初始化位（3-3-1）、校正标准物质（3-3-2）和透光孔（3-3-3）；所述的参比衰减调整组件（3-7）包括参比调整光阑（3-7-1）和参比衰减调整座（3-7-2），参比调整光阑（3-7-1）镶嵌在参比衰减调整座（3-7-2）上；

所述的参比带透镜的光纤座组件（3-8）包括汇聚透镜锁母（3-8-1）、汇聚透镜压圈（3-8-2）、汇聚透镜组（3-8-3）和光纤座（3-8-4），将汇聚透镜压圈（3-8-2）和汇聚透镜组（3-8-3）放入光纤座（3-8-4）内，并通过汇聚透镜锁母（3-8-1）锁紧；

所述的粉末或固体样品光纤调焦接口（3-9）套装在粉末或固体样品带透镜的光纤座（3-5）上；涂层或液体样品光纤调焦接口（3-10）套装在涂层或液体样品带透镜的光纤座（3-6）上；参比光纤调焦接口（3-11）套装在参比带透镜的光纤座组件（3-8）上。