CN207020375U - 一种光栅型分光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光栅型分光装置，包括电机、光栅支架、固定在光栅支架上的光栅、用于控制电机的电机控制器、固定在光栅支架顶端并位于光栅上部的回零片、设置在回零片上方的光耦及均设置在底板上的两个平面反射镜和凹面反射镜，所述的底板与电机的端面固定相连，且光栅支架固定在电机的转轴上，电机和光耦还均与电机控制器相连接；底板上位于光栅的两侧还分别设置有入射狭缝和出射狭缝；回零片上呈圆周设置有至少三个通光狭缝；底板位于入射狭缝内侧还设置有一对对射式传感器，回零片位于对射式传感器之间；对射式传感器还连接有带报警扬声器的传感控制器。本实用新型可自行检测电机的正反转，增加了装置整体的可靠性。

Description

一种光栅型分光装置

技术领域

本实用新型涉及分光装置，属于光学设备领域，更具体地说，本实用新型涉及一种光栅型分光装置。

背景技术

生化分析仪是医学检验中使用频率最高、检测范围最广、最具代表性的设备之一，它以快捷、准确、便携等优点在各级医院中具有很重要的地位。由于生化分析仪在检测的时候，主要是使用试剂与血清或血液反应后生成有特定吸光度的物质，再由分光装置输出单一波长的单色光，该单色光照射上述反应后的生成物并通过仪器分析吸光度或吸光度的变化来判断被测血清或血液样本是否某种医学项目超标，从而确定生命体是否健康，因此，在进行生化分析时，都会应用到分光装置。

在申请号为“CN200920078935.6”、名称为“一种由步进电机直接驱动的光栅型分光装置”的专利中，公开了由步进电机直接驱动的光栅型分光装置，不仅能够缩短波长设置时间，而且除电机外的运动部件外没有机械接触，没有摩擦力，能保证单色光输出准确及检测结果的可靠性。该专利主要解决了单色光输出不准确的技术问题，并且提高了装置整体的稳定性和可靠性，但是，该专利中光栅是通过粘接胶粘接在光栅支架侧面，并且基本采用人工粘接，这就导致光栅在安装过程中定位不准，致使后续使用过程中光栅出现偏差而影响准确性；其次，人为粘接时在挤压光栅压紧时，还由于人力不均的问题，使得光栅出现倾斜，导致光栅在后续分光时出现分光不均及不完整的情况；最后，由于采用的是粘接胶进行粘接，当装置在使用时温度过高时，粘接胶软化，从而光栅在转动时可能会偏离支架造成倾斜，并且软化后的胶会向下位移，凝固后光栅就无法重现保持竖直，久而久之则光栅倾斜越来越明显并且还会导致其直接脱落，无法长久稳定的使用。

同时，该专利中光栅支架是通过螺钉固定在电机转轴上的，光栅支架在长期旋转后螺钉连接处会有松动，导致光栅位置发生倾斜或移位，致使最后输出的单色光出现强度偏差。

最后，在该专利中，回零片上的通光狭缝设置有至少一个，并且通光狭缝是沿回零片径向设置，当电机出现故障反转时，光耦无法对其检测，使得整个装置无法实现功能，造成装置失效。

因此，我们需要设计一种可以自行检测光栅是否满足输出要求、结构更加稳定并且可以检测电机正反转的分光装置。

实用新型内容

基于以上技术问题，本实用新型提供了一种光栅型分光装置，从而解决了以往分光装置的光栅安装易造成误差、安装后不稳定、光栅准确度无法自行检测及电机无法检测正反转的技术问题。

为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种光栅型分光装置，包括电机、光栅支架、固定在光栅支架上的光栅、用于控制电机的电机控制器、固定在光栅支架顶端并位于光栅上部的回零片、设置在回零片上方的光耦及均设置在底板上的两个平面反射镜和凹面反射镜，所述的底板与电机的端面固定相连，且光栅支架固定在电机的转轴上，所述的电机和光耦还均与电机控制器相连接；所述底板上位于光栅的两侧还分别设置有入射狭缝和出射狭缝；

所述光栅支架与光栅固定的侧面设置有定位槽，定位槽中部和四个边角处分别设置有卡座和定位孔，定位孔内设置有弹性卡环，所述光栅侧面设置有与定位槽配合的定位台，定位台中部和四个边角处分别设置有与卡座配合的卡柱和与定位孔配合的定位柱，定位柱圆周设有与定位台配合的环形槽；

所述光栅通过定位台与定位槽配合、卡座与卡柱配合及定位孔与定位柱配合定位在光栅支架侧面；且定位台与环形槽配合后定位台与环形槽之间留有空腔，该空腔内填充有粘接剂；

该分光装置还包括底板上设在入射狭缝同侧的光栅检测装置，光栅检测装置包括连接环，连接环圆周连接有两个光源强度不同的单色光源组件和一个转动杆，两个所述单色光源组件位于连接环同侧且间隔设置，且两个所述单色光源组件可转动到入射狭缝的入口端并与入射狭缝同轴，所述转动杆端部连接有衔铁，所述底板侧面位于衔铁两侧均设置有电磁铁；所述连接环连接有转动轴，转动轴与所述底板可转动的连接；所述转动轴外套设有扭簧，扭簧的两端分别与底板和连接环固定连接；两个所述单色光源组件和两个所述电磁铁均连接有通电控制开关。

所述回零片上呈圆周设置有至少三个通光狭缝，三个通光狭缝均为相同的弧形结构且与回零片的圆心等距，三个所述通光狭缝之间的间距逐步增大或减小；所述底板位于入射狭缝内侧还设置有一对对射式传感器，所述回零片位于对射式传感器之间，且三个所述通光狭缝均可转动到对射式传感器之间；所述对射式传感器还连接有带报警扬声器的传感控制器。

优选的，所述光栅支架上端还竖直设置有与空腔连通的填充通孔。

优选的，所述底板设置有通孔，所述光栅支架下端部分位于通孔内并与电机的转轴连接，所述通孔在光栅支架下端位于通孔内的部分圆周还设置有滚珠轴承。

优选的，所述底板下端设置有定位环，所述电机通过定位环定位后与所述底板固定相连。

优选的，所述底板位于入射狭缝同侧设置有凹槽，所述光栅检测装置和电磁铁均设置在凹槽内，两个所述单色光源组件均通过折板伸出凹槽。

优选的，两个所述折板之间还连接有横向板。

优选的，所述衔铁面向电磁铁的侧面均为倾斜面；所述电磁铁面向衔铁的端面设置有防撞软胶。

优选的，所述单色光源组件包括聚光筒，聚光筒一端螺纹连接有筒盖，筒盖内侧通过卡扣扣接有单色贴片LED；所述聚光筒另一端设置有出光孔。

优选的，所述出光孔的孔壁呈圆弧过渡并位于出光孔孔口形成光滑平面。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型可自行检测电机的正反转，从而保证装置整体的可行性，保证装置能够正确、稳定的工作，增加了装置整体的可靠性。

2、本实用新型结构简单，装卸方便，能够将光栅竖直卡紧在光栅支架上，并且定位准确、结构稳固，同时结构之间通过粘接剂粘接填充，减少了间隙，避免因间隙存在而造成光栅晃动或移位，进一步提高了光栅的稳定性和可靠性，便于长久使用。

3、本实用新型在不改变分光装置结构的前提下，可以实现自动光栅检测，从而检测光栅的使用状态以决定是否维修和校准，且检测时无需拆卸即可自行检测，也无需提供其它设备即可完成，减少了校准和检测的工序和时间。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是单色光源组件的结构示意图；

图4是图2的局部剖视图；

图5是光栅的结构示意图；

图6是回零片的结构示意图；

图中的标号分别表示为：1、入射狭缝；2、单色光源组件；3、折板；4、连接环；5、转动轴；6、扭簧；7、转动杆；8、衔铁；9、凹槽；10、凹面反射镜；11、底板；12、回零片；13、出射狭缝；14、光耦；15、光栅；16、光栅支架；17、平面反射镜；18、电机控制器；19、电机；20、横向板；21、电磁铁；22、防撞软胶；23、出光孔；24、聚光筒；25、筒盖；26、单色贴片LED；27、卡扣；28、卡座；29、定位槽；30、定位孔；31、填充通孔；32、滚珠轴承；33、定位环；34、定位台；35、定位柱；36、环形槽；37、卡柱；38、对射式传感器；39、通光狭缝。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1-图6所示，一种光栅型分光装置，包括电机19、光栅支架16、固定在光栅支架16上的光栅15、用于控制电机19的电机控制器18、固定在光栅支架16顶端并位于光栅15上部的回零片12、设置在回零片12上方的光耦14及均设置在底板11上的两个平面反射镜17和凹面反射镜10，所述的底板11与电机19的端面固定相连，且光栅支架16固定在电机19的转轴上，所述的电机19和光耦14还均与电机控制器18相连接；所述底板11上位于光栅(15)的两侧还分别设置有入射狭缝1和出射狭缝13；

所述光栅支架16与光栅15固定的侧面设置有定位槽29，定位槽29中部和四个边角处分别设置有卡座28和定位孔30，定位孔30内设置有弹性卡环，所述光栅15侧面设置有与定位槽29配合的定位台34，定位台34中部和四个边角处分别设置有与卡座28配合的卡柱37和与定位孔30配合的定位柱35，定位柱35圆周设有与定位台34配合的环形槽36；

所述光栅15通过定位台34与定位槽29配合、卡座28与卡柱37配合及定位孔30与定位柱35配合定位在光栅支架16侧面；且定位台34与环形槽36配合后定位台34与环形槽36之间留有空腔，该空腔内填充有粘接剂。

所述回零片12上呈圆周设置有至少三个通光狭缝39，三个通光狭缝39均为相同的弧形结构且与回零片12的圆心等距，三个所述通光狭缝39之间的间距逐步增大或减小；所述底板11位于入射狭缝1内侧还设置有一对对射式传感器38，所述回零片12位于对射式传感器38之间，且三个所述通光狭缝39均可转动到对射式传感器38之间；所述对射式传感器38还连接有带报警扬声器的传感控制器。

本实施例的工作原理是：光源发出的复合光首先通过入射狭缝1射到平面反射镜17上，再由平面反射镜17将复合光反射到凹面反射镜10上；凹面反射镜10接收到复合光后便进行聚焦，并将聚焦后的复合光反射到光栅15上；光栅15接收到聚焦后的复合光后进行分光，并将分光后的复合光再反射到凹面反射镜10上；最后凹面反射镜10再次将分光后的复合光聚焦并反射到出射狭缝13附近的平面反射镜17上，由平面反射镜17反射并通过出射狭缝13输出。

本实施例的回零片12转动过程中，当通光狭缝39转动到对射式传感器38之间时，对射式传感器38对射信号接通，此时传感控制器接收信号，当通光狭缝39转走时，对射式传感器38信号不接通，此时传感控制器无法接收信号，由于三个所述通光狭缝39之间的间距逐步增大或减小，因此，传感控制器接收的信号间隔时间也是增大或减小的，当电机19反转时，则传感控制器接收的信号间隔时间会改变成减少或增大，从而传感控制器控制报警扬声器报警，达到检测和报警的目的，保证装置能够正确、稳定的工作，增加了装置整体的可靠性。关于如何检测转速和转向的方法，在专利号“CN200810025362.0”、名称为“用单一传感器数字检测旋转设备转速和转向的方法”的专利中已经公开，本实施例不再阐述。

本实施例为了能随时检测光栅15的位置是否倾斜或移位,在上述稳定性好的光栅分光装置上，还添加了光栅检测装置，该光栅检测装置包括连接环4，连接环4圆周连接有两个光源强度不同的单色光源组件2和一个转动杆7，两个所述单色光源组件2位于连接环4同侧且间隔设置，且两个所述单色光源组件2可转动到入射狭缝1的入口端并与入射狭缝1同轴，所述转动杆7端部连接有衔铁8，所述底板11侧面位于衔铁8两侧均设置有电磁铁21；所述连接环4连接有转动轴5，转动轴5与所述底板11可转动的连接；所述转动轴5外套设有扭簧6，扭簧6的两端分别与底板11和连接环4固定连接；两个所述单色光源组件2和两个所述电磁铁21均连接有通电控制开关。

本实施例在需要检测光栅的位置是否倾斜或移位时，通过通电控制开关控制两个电磁铁21中的一个通电，通电的电磁铁21吸附衔铁8使其带动连接环4转动，此时扭簧6在连接环4带动下扭转蓄力，同时连接环4转动后两个单色光源组件2中的其中一个则转动到入射狭缝1的入口端并与入射狭缝1同轴，通过通电控制开关接通该单色光源组件2的电路，该单色光源组件2开启并提供单色光源，单色光源通过上述光路从出射狭缝13输出，由于单色光源组件2的光强已知，此时通过检测射出的光的光强或者观测其明暗条纹的比例即可检测出输出光是否存在偏差，进而可得出光栅的位置是否有偏差，以便确定装置是否可用或需维修调整；当检测完毕后，则关闭上述电磁铁21和单色光源组件2的电路，此时扭簧6恢复形变带动连接环4转动到原始位置；为保证检测结果精确，在完成上述检测后还可接通另一个电磁铁21和单色光源组件2的电路再次进行检测，结合二者检测结果进行综合分析，提高检测结果的准确性。本实施例的单色光源组件2最好选择两种不同强度大小的光源，以便提高检测的准确性。

本实施例的光栅15通过定位台34定位在定位槽29内，并通过四个定位柱35与定位孔30配合卡紧实现稳固连接，而中部的卡座28与卡柱37配合则可保证光栅中部不会变形，整个光栅平面保持同一平面，同时也增加了光栅连接的牢固性。

本实施例在定位台34与环形槽36之间的空腔内填充粘接剂，从而在连接牢固后再次增加稳固连接的效果，避免在装置运行时光栅发生轻微震动而影响分光。

本实施例光栅15通过配合卡紧的方式与光栅支架连接，具有定位准确、连接稳固的特点，定位性好，光栅不会发生位移、倾斜和晃动，提高了光栅分光的准确率。

本实施例中，为了方便粘接剂的填充，在光栅支架16上端还竖直设置有与空腔连通的填充通孔31。当光栅15安装完成后，可直接通过填充通孔注入粘接剂进行填充，节省了填充时间和流程。

本实施例在底板11设置通孔，光栅支架16下端部分位于通孔内并与电机19的转轴连接，所述通孔在光栅支架16下端位于通孔内的部分圆周还设置有滚珠轴承32。现有技术中光栅支架16下端直接与电机19的转轴连接后进行使用，这就导致光栅支架16下端与底板11存在摩擦，影响光栅15转动，并且也增加了能耗，而摩擦生热还会导致光栅15受热，进而影响其使用，因此，本实施例加入了滚珠轴承32，从而减少了光栅支架16转动时受到的摩擦力，减少发热，保证光栅15正常使用。

本实施例为了提高光栅15的安装精度，在底板11下端设置定位环33，所述电机19通过定位环33定位后与所述底板11固定相连。定位环33可以将电机19定位，从而保证电机19与光栅支架16均位于同一轴线，从而保证了光栅15的设置位置，进一步提高了整个装置分光的准确性。

本实施例考虑到装置整体结构，在所述底板11位于入射狭缝1同侧设置有凹槽9，所述光栅检测装置和电磁铁21均设置在凹槽9内，两个所述单色光源组件2均通过折板3伸出凹槽9。从而光栅检测装置和电磁铁21可设置在凹槽9内，不会凸出底板11，减少了占用空间和体积，保证在原装置尺寸结构的要求下实现检测。

本实施例中，两个所述折板3之间还连接有横向板20。横向板20可以将两个折板3连为一体，从而增加二者的稳定性，避免单色光源组件2在电磁铁21吸附过程中出现晃动。

本实施例中，所述衔铁8面向电磁铁21的侧面均为倾斜面；所述电磁铁21面向衔铁8的端面设置有防撞软胶22。衔铁8在吸附向电磁铁21并与电磁铁21贴合时，倾斜面的接触面最大，从而可以增大电磁铁21对衔铁8的吸附力。防撞软胶22可以减少电磁铁21和衔铁8相互碰撞的冲击力，减少多二者的损害。

在以上技术方案基础上，本实施例的单色光源组件2包括聚光筒24，聚光筒24一端螺纹连接有筒盖25，筒盖25内侧通过卡扣27扣接有单色贴片LED26；所述聚光筒24另一端设置有出光孔23。单色贴片LED26发出的单色光通过聚光筒24聚光后通过出光孔23形成光束，聚光筒24、筒盖25及单色贴片LED26均采用可拆卸的方式连接，从而方便安装调试和维修。

上述出光孔23的孔壁呈圆弧过渡并位于出光孔23孔口形成光滑平面。出光孔23的孔壁呈圆弧过渡后趋于平稳形成光滑的平面，从而出光孔23的端口位置为平整的圆周面，出光孔23射出的光即可保证直线射出，且光线凝聚，能够保证单色光能够极少损耗的射入入射狭缝1，保证检测结果准确。

如上所述即为本实用新型的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种光栅型分光装置，包括电机(19)、光栅支架(16)、固定在光栅支架(16)上的光栅(15)、用于控制电机(19)的电机控制器(18)、固定在光栅支架(16)顶端并位于光栅(15)上部的回零片(12)、设置在回零片(12)上方的光耦(14)及均设置在底板(11)上的两个平面反射镜(17)和凹面反射镜(10)，所述底板(11)与电机(19)的端面固定相连，且光栅支架(16)固定在电机(19)的转轴上，所述电机(19)和光耦(14)还均与电机控制器(18)相连接；所述底板(11)上位于光栅(15)的两侧还分别设置有入射狭缝(1)和出射狭缝(13)；

其特征在于：

所述光栅支架(16)与光栅(15)固定的侧面设置有定位槽(29)，定位槽(29)中部和四个边角处分别设置有卡座(28)和定位孔(30)，定位孔(30)内设置有弹性卡环，所述光栅(15)侧面设置有与定位槽(29)配合的定位台(34)，定位台(34)中部和四个边角处分别设置有与卡座(28)配合的卡柱(37)和与定位孔(30)配合的定位柱(35)，定位柱(35)圆周设有与定位台(34)配合的环形槽(36)；

所述光栅(15)通过定位台(34)与定位槽(29)配合、卡座(28)与卡柱(37)配合及定位孔(30)与定位柱(35)配合定位在光栅支架(16)侧面；且定位台(34)与环形槽(36)配合后定位台(34)与环形槽(36)之间留有空腔，该空腔内填充有粘接剂；

该分光装置还包括底板(11)上设在入射狭缝(1)同侧的光栅检测装置，光栅检测装置包括连接环(4)，连接环(4)圆周连接有两个光源强度不同的单色光源组件(2)和一个转动杆(7)，两个所述单色光源组件(2)位于连接环(4)同侧且间隔设置，且两个所述单色光源组件(2)可转动到入射狭缝(1)的入口端并与入射狭缝(1)同轴，所述转动杆(7)端部连接有衔铁(8)，所述底板(11)侧面位于衔铁(8)两侧均设置有电磁铁(21)；所述连接环(4)连接有转动轴(5)，转动轴(5)与所述底板(11)可转动的连接；所述转动轴(5)外套设有扭簧(6)，扭簧(6)的两端分别与底板(11)和连接环(4)固定连接；两个所述单色光源组件(2)和两个所述电磁铁(21)均连接有通电控制开关；

所述回零片(12)上呈圆周设置有至少三个通光狭缝(39)，三个通光狭缝(39)均为相同的弧形结构且与回零片(12)的圆心等距，三个所述通光狭缝(39)之间的间距逐步增大或减小；所述底板(11)位于入射狭缝(1)内侧还设置有一对对射式传感器(38)，所述回零片(12)位于对射式传感器(38)之间，且三个所述通光狭缝(39)均可转动到对射式传感器(38)之间；所述对射式传感器(38)还连接有带报警扬声器的传感控制器。

2.根据权利要求1所述的一种光栅型分光装置，其特征在于：所述光栅支架(16)上端还竖直设置有与空腔连通的填充通孔(31)。

3.根据权利要求1所述的一种光栅型分光装置，其特征在于：所述底板(11)设置有通孔，所述光栅支架(16)下端部分位于通孔内并与电机(19)的转轴连接，所述通孔在光栅支架(16)下端位于通孔内的部分圆周还设置有滚珠轴承(32)。

4.根据权利要求1所述的一种光栅型分光装置，其特征在于：所述底板(11)下端设置有定位环(33)，所述电机(19)通过定位环(33)定位后与所述底板(11)固定相连。

5.根据权利要求1所述的一种光栅型分光装置，其特征在于：所述底板(11)位于入射狭缝(1)同侧设置有凹槽(9)，所述光栅检测装置和电磁铁(21)均设置在凹槽(9)内，两个所述单色光源组件(2)均通过折板(3)伸出凹槽(9)。

6.根据权利要求5所述的一种光栅型分光装置，其特征在于：所述两个所述折板(3)之间还连接有横向板(20)。

7.根据权利要求1所述的一种光栅型分光装置，其特征在于：所述衔铁(8)面向电磁铁(21)的侧面均为倾斜面；所述电磁铁(21)面向衔铁(8)的端面设置有防撞软胶(22)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种光栅型分光装置，其特征在于：所述单色光源组件(2)包括聚光筒(24)，聚光筒(24)一端螺纹连接有筒盖(25)，筒盖(25)内侧通过卡扣(27)扣接有单色贴片LED(26)；所述聚光筒(24)另一端设置有出光孔(23)。

9.根据权利要求8所述的一种光栅型分光装置，其特征在于：所述出光孔(23)的孔壁呈圆弧过渡并位于出光孔(23)孔口形成光滑平面。