CN207586124U - 新型反射光谱测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型反射光谱测量装置，它包括光源、光导纤维、样品台、支架、升降架、光谱分析仪和聚光镜，光导纤维包括第一光导纤维和第二光导纤维，第一光导纤维的一端与电源相连，第一光导纤维的另一端与聚光镜连接，第二光导纤维的一端与光谱分析仪连接，第二光导纤维另一端与聚光镜连接，升降架下端固定连接在样品台上，支架设置在样品台下方；还包括转动装置，转动装置位于样品台的下方，转动装置可旋转样品台；测试样品之前，人工将样品放置到样品台的第一卡槽内，检测完一个样品后，样品台旋转，测试下一个产品的光谱值，提高测试样品的工作效率，并一次性可测试数个光学原件，减少操作人员的频繁更换样品。

Description

新型反射光谱测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种光谱测量装置，具体来说，涉及一种新型反射光谱测量装置。

背景技术

光谱测量在材料的分析测试和材料的特性研究中有重要应用。就光学加工而言，主要是利用各种光谱测量方法来对各类光学零件(如镀膜的反射镜片)进行透过率和反射的测量。

目前，现有技术是应用光谱原理测量各光学零件的测试仪，测试相对反射率只有一个角度测试，即垂直测试，光源垂直样品进入，并按原路反射以测试各类光学零件的光谱值，以得到反射率，其不足之处在于：

1、样品台固定，手动换取产品，每次只能检测一个样品，检测的效率低。

2、市场上的测试仪测试样品时直接将样品置于样品台上，容易造成样品不在测试范围的中间，使测试结果产生误差。

3、市场上只存在测试一个角度的样品的反射光谱，不存在多角度测试光学零件的光谱值的装置。

实用新型内容

针对以上的不足，本实用新型提供了它包括光源、光导纤维、聚光镜、光谱分析仪、样品台、齿轮升降机构和支架，所述光导纤维包括第一光导纤维和第二光导纤维，所述第一光导纤维的一端与连接于光源的光线发射端，所述第一光导纤维的另一端与待测样品的光线输入端面衔接，以使得由光源发出的检测光线经第一光导纤维传导至待检测样品上；所述第二光导纤维的一端与待测样品的光线输出端面衔接，所述第二光导纤维的另一端与光谱分析仪连接，以将待检测样品上的透射光线传导至光谱分析仪；所述聚光镜设置有两个，两个聚光镜分别安装于衔接有待测样品的光线输入端面的第一光导纤维的端部与衔接有待测样品的光线输出端面的第二光导纤维的端面；所述齿轮升降机构用于调节调节架的垂向高度，所述齿轮升降机构固定设于样品台的上表面的居中位置；所述支架用于对样品台进行支撑，所述支架设于样品台的下方；所述样品台可转动的连接在支架上。

为进一步实现本实用新型，还包括转动装置，所述转动装置上端与样品台相连，所述转动装置下端与支架相连，以实现样品台的转动，所述转动装置包括从动齿轮、主动齿轮和电机，所述从动齿轮固定连接在样品台下表面，所述主动齿轮与从动齿轮啮合连接，所述电机的输出轴纵向设置，所述电机的输出轴上端固定连接在主动齿轮的下表面。

为进一步实现本实用新型，所述样品台的上表面设有若干用于放置待检测样品的第一卡槽，所述若干第一卡槽呈以样品台的中心为圆心的环形布置，且每一相邻的两个第一卡槽呈等间距的间隔排列布置。

为进一步实现本实用新型，所述齿轮升降机构包括升降架、呈纵向设置在升降架内部的升降杆、与升降杆相配合的齿轮、以及通过连杆与齿轮固定连接的旋扭，所述升降杆相应于齿轮的轮齿部设有与齿轮的轮齿啮合配合的齿部。

为进一步实现本实用新型，还包括调节架，所述调节架包括夹板和夹具，所述夹板位于第一卡槽的正上方，夹板上设置有凹槽，凹槽呈开口朝下的半圆弧形设置，凹槽的边沿处等间隔设置有36个沉头孔槽，每一沉头孔槽内均设置有波珠，且波珠一部分突出于沉头孔槽的第二通孔外侧并可滚动地嵌设于凹槽内，沉头孔槽的第二通孔的孔径小于波珠的球径。

为进一步实现本实用新型，所述夹具设置有2个，每一夹具设有贯穿的第三通孔，两个第三通孔分别允许第一光导纤维和第二光导纤维穿过，第一光导纤维和第二光导纤维分别通过第三通孔与相应的夹具固定连接。

为进一步实现本实用新型，所述每一夹具与夹板通过卡扣的方式连接，每一夹具上相应于夹板的凹槽周边的位置设有第三卡槽。

为进一步实现本实用新型，所述夹具的第三卡槽每移动到一个第二通孔内的波珠，夹具上的光导纤维与样品台所在水平面的夹角将减少或增加的角度为5度。

为进一步实现本实用新型，所述夹具的第三卡槽每移动到一个第二通孔内的波珠，夹具上的光导纤维与样品台所在水平面的夹角将减少或增加的角度为5度。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的转动装置包括从动齿轮、主动齿轮和电机。从动齿轮固定连接在样品台下表面，从动齿轮可带动样品台进行360度转动；主动齿轮与从动齿轮啮合连接，主动齿轮通过齿轮啮合带动从动齿轮转动，从而可实现样品台进行360度转动，电机的输出轴纵向设置，电机的输出轴上端固定连接在主动齿轮中心，电机带动主动齿轮转动，可具体设置主动齿轮与从动齿轮上齿的数量，进而设置主动齿轮上的每一个齿与从动齿轮上的齿啮合时使从动齿轮的转动角度，实现角度精准移动。转动装置的设置，使样品台可旋转，测试样品之前，人工可以将样品放置到样品台的第一卡槽内，检测完一个样品后，样品台旋转，测试下一个产品的光谱值，提高测试样品的工作效率，并一次性可测试数个光学原件，减少操作人员的频繁更换样品。

2、本实用新型的电路模块与电机电连接，电路模块控制电机运行，进而控制样品台上的样品的位置旋转到悬臂上的通孔下端；电路模块与计算机软件电连接，计算机软件通过电连接将信号传递到电路模块，控制电机的工作，控制样品台上的样品的位置旋转到悬臂上的通孔下端，同时，电路模块通过电连接将信号返回至计算机软件，记录此时样品的光谱值，记录完光谱后计算机软件会继续将信号传递至电路模块，以此类推。电路模块和计算机软设置，使本实用新型操作更方便、快捷。

3、本实用新型的样品台的上表面设有若干用于放置待检测样品的第一卡槽，若干第一卡槽呈以样品台的中心为圆心的环形布置，且每一相邻的两个第一卡槽呈等间距的间隔排列布置。与传统检测装置相比，在可旋转的样品台上设置由若干第一卡槽排布成的环形卡槽，就可一次性放置多个待检测样品进行光学检测测试，避免每检测测试完一件待检测样品就要更换另一件待检测样品的频繁手动的操作，减轻了劳动强度，提高了检测测试效率。

4、本实用新型的齿轮升降机构用于调节调节架的垂向高度，齿轮升降机构固定设于样品台的上表面的居中位置，齿轮升降机构采用现有技术的齿轮升降器结构实现，齿轮升降机构包括升降架、呈纵向设置在升降架内部的升降杆、与升降杆相配合的齿轮、以及通过连杆与齿轮固定连接的旋扭，升降杆相应于齿轮的轮齿部设有与齿轮的轮齿啮合配合的齿部，以通过手动调节旋扭转动齿轮，进而通过齿轮带动升降杆在升降架内进行垂向升降运动。

5、本实用新型的调节架包括夹板和夹具，夹板位于第一卡槽的正上方，夹板上设置有凹槽，凹槽呈开口朝下的半圆弧形设置，凹槽的边沿处等间隔设置有36个沉头孔槽，每一沉头孔槽内均设置有波珠，且波珠一部分突出于沉头孔槽的第二通孔外侧并可滚动地嵌设于凹槽内，沉头孔槽的第二通孔的孔径小于波珠的球径，以使波珠整体不会通过沉头孔槽的第二通孔而掉入凹槽内，位于沉头孔槽内的波珠部分与夹板呈滚动抵触，使波珠的一部分沉头孔槽的第二通孔，另一部分可保持在沉头孔槽内的状态。

6、本实用新型的夹具设置有2个，每一夹具设有贯穿的第三通孔，两个第三通孔分别允许第一光导纤维和第二光导纤维穿过，第一光导纤维和第二光导纤维分别通过第三通孔与相应的夹具固定连接。每一夹具与夹板通过卡扣的方式连接，每一夹具上相应于夹板的凹槽周边的位置设有第三卡槽，以使得波珠突出于沉头孔槽的部分刚好卡设在第三卡槽内，从而利用第三卡槽与波珠的滚动配合，使得夹具可以沿凹槽的周边移动，当移动至适当位置可将夹具固定于凹槽内。由于半圆弧形凹槽的半圆角度为180度，沿凹槽周边等间距布置有36 个沉头孔槽，因此，夹具每移动到相邻沉头孔槽的位置，该夹具上的光导纤维与样品台所在水平面的夹角将减少或增加的角度为5度。由光的反射定律可知，反射角等于入射角，所以，在测试待测样品的光谱值时，移动两个夹具，使第一光导纤维、第二光导纤维分别与同侧的样品台所在的平面之间的夹角相等。调节架的设置，使入射光与反射光可同步张合，方便多角度测试样品的光谱值，使测试的结果更接近真实值，增加测试样品的准确性。

附图说明

图1为本实用新型的新型反射光谱测量装置的结构示意图；

图2为本实用新型的新型反射光谱测量装置的样品台的结构示意图；

图3为本实用新型的新型反射光谱测量装置的夹板的结构示意图；

图4为本实用新型的新型反射光谱测量装置夹板上凹槽与夹板关系示意图；

图5为本实用新型的新型反射光谱测量装置的传动装置的结构示意图；

图6为本实用新型的新型反射光谱测量装置光路原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步阐述，其中，本实用新型的方向以图1为标准。

如图1～6所示，本实用新型的新型反射光谱测量装置的包括光源 1、光导纤维2、样品台3、支架4、齿轮升降机构5、调节架6、光谱分析仪7、转动装置8和计算机(图中未显示)、聚光镜10，其中：

光源1用于发射检测光线，光源1采用现有技术实现，目前的检测装置主要使用380～1000nm波长范围，这样可非常方便地根据不同检测样品的特征吸收光谱来选用不同的测量光源。本实施例的光源优选波长范围为380～1000nm的发射光源，可以保证380～1000nm波长范围内都有可能测量到。在检测的过程中，也可以根据需要选择不同波长范围的光源，如选取波长范围为380～2500nm甚至更大波长范围的发射光源作为光源。此外，光源1可以依据检测需要来选择，如选择氚灯、卤钨灯、氚-卤钨组合平衡光源作为光源。

光导纤维2用于作为检测光线的传输介质，光导纤维2采用现有技术实现，光导纤维2包括第一光导纤维21和第二光导纤维22，第一光导纤维21的一端与连接于光源1的光线发射端，第一光导纤维 21的另一端与待测样品的光线输入端面衔接，以使得由光源1发出的检测光线经第一光导纤维21传导至待检测样品上；第二光导纤维 22的一端与待测样品的光线输出端面衔接，第二光导纤维22的另一端与光谱分析仪7连接，以将待检测样品上的透射光线传导至光谱分析仪7。

样品台3用于承载放置待检测样品，样品台3呈圆盘形设置，样品台3呈横向设置(圆盘面与水平面平行)，样品台3的中心位置设有上下贯通的转轴安装孔31，样品台3通过转轴安装孔31固定安装在呈纵向设置的转轴上，以使得样品台3可水平旋转。样品台3的上表面设有若干用于放置待检测样品的第一卡槽32，若干第一卡槽32 呈以样品台3的中心为圆心的环形布置，且每一相邻的两个第一卡槽 32呈等间距的间隔排列布置。与传统检测装置相比，在可旋转的样品台3上设置由若干第一卡槽32排布成的环形卡槽，就可一次性放置多个待检测样品进行光学检测测试，避免每检测测试完一件待检测样品就要更换另一件待检测样品的频繁手动的操作，减轻了劳动强度，提高了检测测试效率。

支架4用于对样品台3进行支撑，支架4设于样品台3的下方。

齿轮升降机构5用于调节调节架6的垂向高度，齿轮升降机构5 固定设于样品台3的上表面的居中位置，齿轮升降机构5采用现有技术的齿轮升降器结构实现，齿轮升降机构5包括升降架51、呈纵向设置在升降架51内部的升降杆52、与升降杆52相配合的齿轮、以及通过连杆与齿轮固定连接的旋扭53，升降杆52相应于齿轮的轮齿部设有与齿轮的轮齿啮合配合的齿部，以通过手动调节旋扭53转动齿轮，进而通过齿轮带动升降杆52在升降架51内进行垂向升降运动。

调节架6用于调节光导纤维2与样品台3之间的高度距离，以改变光导纤维2与放置在样品台3上的待检测样品之间的光线传输角度，调节架6与齿轮升降机构5的升降杆52固定连接。调节架6包括夹板61和夹具62，夹板61位于第一卡槽32的正上方，夹板61上设置有凹槽611，凹槽611呈开口朝下的半圆弧形设置，凹槽611的边沿处等间隔设置有36个沉头孔槽612，每一沉头孔槽612内均设置有波珠613，且波珠613一部分突出于沉头孔槽612的第二通孔外侧并可滚动地嵌设于凹槽611内，沉头孔槽612的的第二通孔的孔径小于波珠613的球径，以使波珠613整体不会通过沉头孔槽612的的第二通孔而掉入凹槽611内，位于沉头孔槽612内的波珠613部分与夹板61呈滚动抵触，使波珠613的一部分沉头孔槽612的第二通孔，另一部分可保持在沉头孔槽612内的状态。

夹具62设置有2个，每一夹具62设有贯穿的第三通孔，两个第三通孔分别允许第一光导纤维21和第二光导纤维22穿过，第一光导纤维21和第二光导纤维22分别通过第三通孔与相应的夹具62固定连接。

每一夹具62与夹板61通过卡扣的方式连接，每一夹具62上相应于夹板61的凹槽611周边的位置设有第三卡槽621，以使得波珠 613突出于沉头孔槽612的部分刚好卡设在第三卡槽621内，从而利用第三卡槽621与波珠613的滚动配合，使得夹具62可以沿凹槽611的周边移动，当移动至适当位置可将夹具62固定于凹槽611内。

由于半圆弧形凹槽611的半圆角度为180度，沿凹槽611周边等间距布置有36个沉头孔槽612，因此，夹具62每移动到相邻沉头孔槽612的位置，该夹具62上的光导纤维2与样品台3所在水平面的夹角将减少或增加的角度为5度。由光的反射定律可知，反射角等于入射角，所以，在测试待测样品的光谱值时，移动两个夹具62，使第一光导纤维21、第二光导纤维22分别与同侧的样品台3所在的平面之间的夹角相等。调节架6的设置，使入射光与反射光可同步张合，方便多角度测试样品的光谱值。

光谱分析仪7与第二光导纤维22相连，光谱分析仪7接收经第二光导纤维22传导的反射光线，进行光谱分析；

转动装置8位于样品台3的下方，且位于支架4的上方，转动装置8带动样品台3旋转，转动装置8包括从动齿轮81、主动齿轮82 和电机83。从动齿轮11固定连接在样品台3下表面，从动齿轮81 可带动样品台3进行360度转动；主动齿轮82与从动齿轮81啮合连接，主动齿轮82通过齿轮啮合带动从动齿轮81转动，从而可实现样品台3进行360度转动，电机83的输出轴纵向设置，电机83的输出轴上端固定连接在主动齿轮82中心，电机83带动主动齿轮82转动，可具体设置主动齿轮82与从动齿轮81上齿的数量，进而设置主动齿轮82上的每一个齿与从动齿轮81上的齿啮合时使从动齿轮81的转动角度，实现角度精准移动。转动装置8的设置，使样品台3可旋转，测试之前，人工可以将待测试样品放置到样品台的第一卡槽32内，检测完一个样品后，样品台旋转，测试下一个产品的光谱值，提高测试样品的工作效率，转动装置8一侧安装有电脑接口9。

聚光镜10设置有两个，两个聚光镜10分别安装于衔接有待测样品的光线输入端面的第一光导纤维21的端部与衔接有待测样品的光线输出端面的第二光导纤维22的端面，光从第一光导纤维21传导经过聚光镜10的采集射入到样品，然后从样品上反射的光线通过聚光镜10的采集经第二光导纤维22的传导进入光谱分析仪7，进行光谱分析。

计算机包括电路模块和计算机软件，计算机通过有线与传动装置一侧的电脑接口9连接，电路模块与电机83电连接，电路模块控制电机83的运行，进而控制样品台3上的样品的位置旋转到检测位置；

计算机软件与电路模块电连接，计算机软件通过电连接将信号传递到电路模块，控制电机83的工作，进而控制样品台3上的样品的位置旋转到悬臂53上的通孔下端，同时，电路模块通过电连接将信号返回至计算机软件，记录此时样品的光谱值，记录完光谱后计算机软件会继续将信号传递至电路模块，以此类推。电路模块和计算机软件设置，使本实用新型操作更方便、快捷。

本实用新型的工作过程：

将转动齿轮升降机构5的转扭52，将夹板61和夹具62上移，将标准板和待检样品置于样品台3的第一卡槽32内，计算机软件将信号传递至电路模块，控制转动装置8，将安装有标准板的第一卡槽32转动至连有光导纤维2的聚光镜10的下方，调整夹具62在夹板 61的凹槽611内移动，使两夹具62分别与同侧样品台3所在平面中间的夹角相等，转动齿轮升降机构5的转扭52，将夹板61和夹具62 下移，使连有光导纤维2的聚光镜靠近标准板的表面，然后对标准板进行光谱能量测试，电路模块将信号返回至计算机软件，记录光谱能量测试结果，由于标准板的反射率已知，则可根据光谱仪7检测获得的光谱能量值得出反射率与光谱能量值之间的对应关系。

计算机软件将信号传递至电路模块，控制转动装置8，将安装有待测试样品的第一卡槽32转动至连有光导纤维2的聚光镜10的下方，然后对待测试样品进行光谱能量测试，此时，电路模块将信号返回至计算机软件，记录光谱能量测试结果，通过与测得标准板的结果相比，得到待检样品的相对或者绝对反射率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，本实用新型并不局限于

上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，且属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。

Claims (8)

1.一种新型反射光谱测量装置，其特征在于，它包括光源、光导纤维、聚光镜、光谱分析仪、样品台、齿轮升降机构和支架，所述光导纤维包括第一光导纤维和第二光导纤维，所述第一光导纤维的一端与连接于光源的光线发射端，所述第一光导纤维的另一端与待测样品的光线输入端面衔接，以使得由光源发出的检测光线经第一光导纤维传导至待检测样品上；所述第二光导纤维的一端与待测样品的光线输出端面衔接，所述第二光导纤维的另一端与光谱分析仪连接，以将待检测样品上的透射光线传导至光谱分析仪；所述聚光镜设置有两个，两个聚光镜分别安装于衔接有待测样品的光线输入端面的第一光导纤维的端部与衔接有待测样品的光线输出端面的第二光导纤维的端面；所述齿轮升降机构用于调节调节架的垂向高度，所述齿轮升降机构固定设于样品台的上表面的居中位置；所述支架用于对样品台进行支撑，所述支架设于样品台的下方；所述样品台可转动的连接在支架上。

2.根据权利要求1所述的新型反射光谱测量装置，其特征在于，还包括转动装置，所述转动装置上端与样品台相连，所述转动装置下端与支架相连，以实现样品台的转动，所述转动装置包括从动齿轮、主动齿轮和电机，所述从动齿轮固定连接在样品台下表面，所述主动齿轮与从动齿轮啮合连接，所述电机的输出轴纵向设置，所述电机的输出轴上端固定连接在主动齿轮的下表面。

3.根据权利要求1所述的新型反射光谱测量装置，其特征在于，所述样品台的上表面设有若干用于放置待检测样品的第一卡槽，所述若干第一卡槽呈以样品台的中心为圆心的环形布置，且每一相邻的两个第一卡槽呈等间距的间隔排列布置。

4.根据权利要求1所述的新型反射光谱测量装置，其特征在于，所述齿轮升降机构包括升降架、呈纵向设置在升降架内部的升降杆、与升降杆相配合的齿轮、以及通过连杆与齿轮固定连接的旋扭，所述升降杆相应于齿轮的轮齿部设有与齿轮的轮齿啮合配合的齿部。

5.根据权利要求1所述的新型反射光谱测量装置，其特征在于，还包括调节架，所述调节架包括夹板和夹具，所述夹板位于第一卡槽的正上方，夹板上设置有凹槽，凹槽呈开口朝下的半圆弧形设置，凹槽的边沿处等间隔设置有36个沉头孔槽，每一沉头孔槽内均设置有波珠，且波珠一部分突出于沉头孔槽的第二通孔外侧并可滚动地嵌设于凹槽内，沉头孔槽的第二通孔的孔径小于波珠的球径。

6.根据权利要求5所述的新型反射光谱测量装置，其特征在于，所述夹具设置有2个，每一夹具设有贯穿的第三通孔，两个第三通孔分别允许第一光导纤维和第二光导纤维穿过，第一光导纤维和第二光导纤维分别通过第三通孔与相应的夹具固定连接。

7.根据权利要求6所述的新型反射光谱测量装置，其特征在于，所述每一夹具与夹板通过卡扣的方式连接，每一夹具上相应于夹板的凹槽周边的位置设有第三卡槽。

8.根据权利要求7所述的新型反射光谱测量装置，其特征在于，所述夹具的第三卡槽每移动到一个第二通孔内的波珠，夹具上的光导纤维与样品台所在水平面的夹角将减少或增加的角度为5度。