CN204462018U - 太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置，该装置包括：壳体，壳体包括：聚焦光入射口和出射口；聚焦光入射口和出射口之间形成测试通道；多条竖直滑轨，竖直设置在壳体内的两个相对的侧壁上；水平滑轨，水平设置在壳体内的两个相对的侧壁上；多个样品池，设置在壳体内、测试通道的上方；每个样品池设置在相对的两条竖直滑轨之间；第一驱动装置，用于驱动样品池在竖直滑轨上，向下移动到测试通道处；第二驱动装置，用于驱动样品池，在水平滑轨上，左右移动到测试通道内聚焦光的焦点处。上述技术方案提高了样品测试的效率和精度。

Description

太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置

技术领域

本实用新型涉及太赫兹时域光谱测量系统技术领域，特别涉及一种太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置。

背景技术

太赫兹时域光谱技术是采用飞秒激光器激发砷化镓晶体辐射出的太赫兹波对物质进行探测的一种新技术。在太赫兹时域光谱系统中，样品的太赫兹时域波形的获得是利用延时装置通过改变穿过样品的不同时刻的太赫兹脉冲电场强度的泵浦光和探测光的光程差来测量的。在实验过程中的主要误差来源有泵浦光、样品折射和反射以及人为因素。泵浦光受环境温度和湿度的波动影响会产生较大的幅值和相位改变，样品的折射和反射对样品面与太赫兹波的准直度十分敏感，换样品的时间长短及放置样品的质量等与测量精度直接相关，这些因素对不同时刻测量数据的重复性和透过样品的太赫兹波的强度等有较大影响，由此产生较大的测量误差。

实用新型内容

本实用新型提供了一种太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置，用以提高样品测试的效率和精度，该装置包括：

壳体，壳体包括：聚焦光入射口和出射口；聚焦光入射口和出射口之间形成测试通道；

多条竖直滑轨，竖直设置在壳体内的两个相对的侧壁上；

两条水平滑轨，水平设置在壳体内的两个相对的侧壁上；

多个样品池，设置在壳体内、测试通道的上方；每个样品池设置在相对的两条竖直滑轨之间；

第一驱动装置，用于驱动样品池在竖直滑轨上，向下移动到测试通道处；

第二驱动装置，用于驱动样品池，在水平滑轨上，左右移动到测试通道内聚焦光的焦点处。

在一个实施例中，上述测试装置还包括：

样品选择装置，用于选择多个样品池中的任一样品池；

第一驱动装置具体用于驱动样品选择装置选择的样品池，在竖直滑轨上，向下移动到测试通道处。

在一个实施例中，第一驱动装置包括：

第一步进电机；第一连杆，与第一步进电机轴向驱动连接，用于与第一步进电机轴同步转动；多个第一驱动轮，设置在第一连杆上、与多个样品池对应的位置上，用于随所述第一连杆同步转动；多条竖直传送带，设置在竖直滑轨内，每条竖直传送带的一端与每个样品池连接，多条竖直传送带与多个第一驱动轮具有一一对应的关系，用于当与对应的第一驱动轮贴合时，在第一驱动轮的驱动下，与第一驱动轮啮合转动；第一连杆位于多条竖直传送带的朝向样品池方向的内侧；

样品选择装置包括：

多个样品选择杆，设置在壳体的底部、与多个第一驱动轮相对应的位置上，多个样品选择杆与多个样品池具有一一对应的关系，用于伸出给所要选择样品池对应的竖直传送带施加一压力，使得竖直传送带贴合到对应的第一驱动轮上。

在一个实施例中，第二驱动装置包括：

第二步进电机；第二连杆，与第二步进电机轴向驱动连接，用于与第二进电机轴同步转动；第二驱动轮，设置在第二连杆上，用于随所述第二连杆同步转动；水平传送带，设置在水平滑轨内，用于在第二驱动轮的驱动下转动。

在一个实施例中，上述测试装置还包括：

显示装置，与样品选择装置连接，用于显示样品选择装置选择的样品池的编号。

在一个实施例中，显示装置包括分辨率为128*64的液晶显示屏。

在一个实施例中，上述测试装置还包括：

报警装置，与样品选择装置、第一驱动装置和第二驱动装置连接，用于当样品选择装置、第一驱动装置和第二驱动装置工作故障时，及时发出警报。

在一个实施例中，样品池为固体样品池、液体样品池或气体样品池。

本实用新型提供的太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置，通过设置多个样品池，可以一次性放入一个以上的样品，减少了反复装填样品所占用的时间，保证了样品测试的连续性，从而提高了样品测试的效率，同时，也降低了因反复装入样品，带来的箱内环境的改变，保证了样品测试的精度。另外，待检测样品被垂直限定在每个样品池中，这样也提高了样品对太赫兹光线的垂直精度。综上所述，本实用新型技术方案，提高了样品测试的效率和精度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中：

图1是本实用新型实施例中太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置的立体结构示意图；

图3是本实用新型实施例中太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置中第一驱动装置与样品选择装置连接的放大结构示意图；

图4是本实用新型实施例中太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置中液晶显示屏电路的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置中控制开关电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

现有的太赫兹时域光谱系统的测量装置中，最常用的是每次将一个样品放入样品池中进行测量。这种测量方法需要每次重新装入样品，效率较低，装入样品池的样品垂直精度也难以得到保证，而且装入样品时往往会导致箱内环境湿度和温度等因素发生变化，这种变化对样品测试的结果均有不同程度的影响，这种影响会导致测量结果存在着一定的失真，甚至严重的影响测试结果。对于有微小差别样品的测量，为了使其有效信息不被严重的影响，在测试过程中就必须保证样品相对于太赫兹光线的垂直精度和箱内环境的基本不变，因此传统的方法存在测量效率和精度低的技术问题。

为了解决上述问题，提高太赫兹时域光谱测量效率，提高样品相对于太赫兹光线的垂直精度，保证箱内环境的基本一致，发明人提出一种太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置。下面进行具体说明。

图1是本实用新型实施例中太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置的结构示意图，图2是本实用新型实施例中太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置的立体结构示意图，如图1和图2所示，该装置包括：

壳体10，壳体10包括：聚焦光入射口11和出射口12；聚焦光入射口11和出射口12之间形成测试通道；

多条竖直滑轨20，竖直设置在壳体10内的两个相对的侧壁上；

两条水平滑轨70，水平设置在所述壳体10内的两个相对的侧壁上；

多个样品池30，设置在壳体10内、测试通道的上方；每个样品池30设置在相对的两条竖直滑轨20之间；

第一驱动装置，用于驱动样品池30在竖直滑轨20上，向下移动到测试通道处；

第二驱动装置，用于驱动样品池30在水平滑轨70上，左右移动到测试通道内聚焦光的焦点处。

本实用新型实施例提供的太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置，工作时，首先，第一驱动装置工作，驱动样品池30在竖直滑轨20上，向下移动到测试通道处，然后，第二驱动装置工作，驱动样品池30在水平滑轨70上，左右移动，使样品池30移动到测试通道内聚焦光的焦点处进行测试。

具体实施时，可以通过一控制电路对第一驱动装置进行控制，驱动样品池30到测试通道处，依次对每个样品池内的待检测样品进行测试，当然也可以通过另一控制电路对第二驱动装置进行控制，从而驱动被第一驱动装置驱动到测试通道处的样品池30在水平滑轨70上，左右移动，使样品池30移动到测试通道内聚焦光的焦点处进行测试。

本实用新型提供的太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置，通过设置多个样品池，可以一次性放入一个以上的样品，减少了反复装填样品所占用的时间，保证了样品测试的连续性，从而提高了样品测试的效率，同时，也降低了因反复装入样品，带来的箱内环境的改变，保证了样品测试的精度。另外，待检测样品被垂直限定在每个样品池中，这样也提高了样品对太赫兹光线的垂直精度。综上所述，本实用新型技术方案，提高了样品测试的效率和精度。

在一个实施例中，上述测试装置还包括：

样品选择装置，用于选择多个样品池中的任一样品池；

第一驱动装置具体用于驱动样品选择装置选择的样品池，在竖直滑轨上，向下移动到测试通道处。

具体实施时，通过设置样品选择装置，可以任一选择多个样品池中的任意一个样品池，对选择的样品池内的待检测样品进行测试，灵活、方便。

图3是本实用新型实施例中太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置中第一驱动装置与样品选择装置连接关系的放大结构示意图，如1和图3所示，上述第一驱动装置可以包括：

第一步进电机41；第一连杆42，与第一步进电机41轴向驱动连接，用于在第一步进电机41的驱动下，与第一步进电机轴同步转动；多个第一驱动轮43，设置在第一连杆42上、与多个样品池30对应的位置上，用于在第一连杆42转动的带动下，随第一连杆42同步转动；多条竖直传送带44，设置在竖直滑轨20内，每条竖直传送带44的一端与每个样品池30连接，多条竖直传送带与多个第一驱动轮具有一一对应的关系，用于当与对应的第一驱动轮43贴合时，在第一驱动轮43的驱动下，与第一驱动轮43啮合转动；第一连杆42位于多条竖直传送带44的朝向样品池方向的内侧。

如1和图3所示，上述样品选择装置可以包括：

多个样品选择杆50，设置在壳体10的底部、与多个第一驱动轮43相对应的位置上，多个样品选择杆50与多个样品池30具有一一对应的关系，用于伸出给所要选择样品池30对应的竖直传送带44施加一压力，使得竖直传送带44贴合到对应的第一驱动轮43上。

具体实施时，可以通过一个控制电路控制要进行测试的样品池所对应的样品选择杆50伸出，给对应的竖直传送带44施加一压力，使得竖直传送带44贴合到对应的第一驱动轮43上，这样第一步进电机41工作，带动第一连杆42转动，第一连杆42的转动带动第一驱动轮43转动，第一驱动轮43的转动，驱动与该第一驱动轮43贴合在一起的竖直传送带44转动，从而使与竖直传送带44连接的样品池30向下移动到测试通道处。图1和图3中示出了一号样品池被选择的情形，如图3所示，左侧的样品选择杆50向上伸出，使竖直传送带与对应的驱动轮贴合在一起的情形，而右侧的样品选择杆50处于原位，示出了未伸出的情形。

在一个实施例中，上述第二驱动装置可以包括：

第二步进电机81；第二连杆82，与第二步进电机81轴向驱动连接，用于在第二步进电机81的驱动下，与第二进电机轴同步转动；第二驱动轮83，设置在第二连杆82上，用于在第二连杆82转动的带动下，随第二连杆82同步转动；水平传送带84，设置在水平滑轨70内，用于在第二驱动轮83的驱动下转动。

工作时，第二步进电机81转动，带动第二连杆82转动，进而带动第二驱动轮83转动，驱动水平传送带84转动，从而驱动被第一驱动装置驱动到测试通道处的样品池30在水平滑轨70上，左右移动，使样品池30移动到测试通道内聚焦光的焦点处进行测试。

本实用新型提供的第一驱动装置、第二驱动装置和样品选择装置，方便可靠，工作效率高。当然第一驱动装置还可以是其它类型的驱动装置，只要是方便驱动样品池单元移动到测试通道处，对样品池单元内的样品进行测试的驱动装置即可，例如是通过气缸或液压缸驱动样品池单元移动到测试通道处的驱动装置。样品选择装置也可以是其它类型的样品选择装置，只要方便选择待测样品的样品池单元即可。第二驱动装置还可以是其它类型的驱动装置，只要是方便驱动样品池单元的左右移动，使样品池单元移动到测试通道内聚焦光的焦点处进行测试即可。

在一个实施例中，上述测试装置还包括：

显示装置，与样品选择装置连接，用于显示样品选择装置选择的样品池的编号。

在一个实施例中，显示装置包括分辨率为128*64的液晶显示屏。

本实用新型实施例中太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置采用的分辨率为128*64的液晶显示屏，这样就可以实时地显示当前系统的运行状态以及当前的样品池编号，减小了人工记忆带来的问题，最大可能的提高了测量的可靠性，从而提高了样品的测试效率。

图4是本实用新型实施例中太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置中液晶显示屏电路的结构示意图，如图4所示，所述液晶显示电路接口的第3引脚通过第一电阻R26连接到电源、通过第二电阻R27接地；所述液晶显示电路接口的第17引脚通过第三电阻R28连接到电源。液晶显示屏电路的结构还可以是其他类型的，不局限于图4所示。

在一个实施例中，上述测试装置还包括：

报警装置，与样品选择装置和驱动装置连接，用于当样品选择装置和驱动装置工作故障时，及时发出警报。

在一个实施例中，样品池可以为固体样品池、液体样品池或气体样品池。

具体实施时，本实用新型技术方案还可以包括：控制开关电路，图5是本实用新型实施例中太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置中控制开关电路的结构示意图，如图5所示，所述控制开关电路包括：开始按键S1，与电容C10并联连接后的一端接地，另一端通过电阻R20接电源；前进按键S2，与电容C11并联连接后的一端接地，另一端通过电阻R21接电源；后退按键S3，与电容C13并联连接后的一端接地，另一端通过电阻R22接电源；复位按键S5，与电容C18并联连接后的一端接地，另一端通过电阻R23接电源。具体实施时，在进行太赫兹时域光谱测试时，首先将电源打开，此时液晶屏显示初始化界面，等到初始化成功，液晶显示屏显示初始化完成。按下复位键，控制步进电机转动从而带动所有样品池至初始位置，液晶显示屏显示可以开始测量。此时测试准备工作结束，可以进行样品的光谱测量。按下开始按键，进行太赫兹时域光谱系统进行样品的光谱测量，待测量完毕后液晶屏显示：请保存第一份样品数据。按下前进键，控制步进电机转动从而带动一号样品池至初始位置，并带动二号样品池至测量位置。重复以上步骤直至所有的样品测试完毕。所有样品测试完毕后，按下复位键，样品台自动恢复初始位置。若采集过程中，需要再次测量测试过的样品，可以按下后退键。

本实用新型技术方案的有益技术效果为：本实用新型提供的太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置，提供一个以上的样品池单元，从而可以一次性放入一个以上的样品，从而保证了样品测试的连续性，提高了样品对太赫兹光线的垂直精度，降低了因反复装入样品时带来的箱内环境的改变。同时，本实用新型在放入样品后的操作几乎全部由微控制器控制，减小了反复装填样品所占用的时间，从而提高了样品测试的效率。此外，本实用新型提供的基于MCU的太赫兹时域光谱聚焦光系统的样品测试装置还提供了液晶显示电路可以实时的显示当前系统的运行状态以及当前测试样品池编号，减小了人够记忆带来的遗漏、混淆等错误，最大可能的提高了测量的可靠性，从而提高了样品的测试效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种太赫兹时域光谱系统的聚焦光样品测试装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体包括：聚焦光入射口和出射口；所述聚焦光入射口和出射口之间形成测试通道；

多条竖直滑轨，竖直设置在所述壳体内的两个相对的侧壁上；

两条水平滑轨，水平设置在所述壳体内的两个相对的侧壁上；

多个样品池，设置在所述壳体内、测试通道的上方；每个样品池设置在相对的两条竖直滑轨之间；

第一驱动装置，用于驱动样品池在所述竖直滑轨上，向下移动到测试通道处；

第二驱动装置，用于驱动样品池，在所述水平滑轨上，左右移动到测试通道内聚焦光的焦点处。

2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，还包括：

样品选择装置，用于选择多个样品池中的任一样品池；

所述第一驱动装置具体用于驱动所述样品选择装置选择的样品池，在所述竖直滑轨上，向下移动到测试通道处。

3.如权利要求2所述的测试装置，其特征在于，

所述第一驱动装置包括：

第一步进电机；第一连杆，与所述第一步进电机轴向驱动连接，用于与第一步进电机轴同步转动；多个第一驱动轮，设置在所述第一连杆上、与多个样品池对应的位置上，用于随所述第一连杆同步转动；多条竖直传送带，设置在所述竖直滑轨内，每条竖直传送带的一端与每个样品池连接，多条竖直传送带与多个第一驱动轮具有一一对应的关系，用于当与对应的第一驱动轮贴合时，在第一驱动轮的驱动下，与第一驱动轮啮合转动；所述第一连杆位于多条竖直传送带的朝向样品池方向的内侧；

所述样品选择装置包括：

多个样品选择杆，设置在所述壳体的底部、与多个第一驱动轮相对应的位置上，多个样品选择杆与多个样品池具有一一对应的关系，用于伸出给所要选择样品池对应的竖直传送带施加一压力，使得所述竖直传送带贴合到对应的第一驱动轮上。

4.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，

所述第二驱动装置包括：

第二步进电机；第二连杆，与所述第二步进电机轴向驱动连接，用于与第二进电机轴同步转动；第二驱动轮，设置在所述第二连杆上，用于随所述第二连杆同步转动；水平传送带，设置在所述水平滑轨内，用于在第二驱动轮的驱动下转动。

5.如权利要求2所述的测试装置，其特征在于，还包括：

显示装置，与所述样品选择装置连接，用于显示样品选择装置选择的样品池的编号。

6.如权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述显示装置包括分辨率为128*64的液晶显示屏。

7.如权利要求2所述的测试装置，其特征在于，还包括：

报警装置，与所述样品选择装置、第一驱动装置和第二驱动装置连接，用于当样品选择装置、第一驱动装置和第二驱动装置工作故障时，及时发出警报。

8.如权利要求1至7任一权利要求所述的测试装置，其特征在于，所述样品池为固体样品池、液体样品池或气体样品池。