CN209471042U - 一种光程连续可调的全光谱浸入式探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光程连续可调的全光谱浸入式探头，包括光纤组、准直光路模块、样品室和反射镜模块；所述光纤组、准直光路模块、样品室和反射镜模块同轴设置，且光纤组与准直光路模块之间螺纹连接；所述准直光路模块包括准直透镜固定件、准直透镜组和密封窗口镜片；所述准直透镜组通过光学胶水固定安装在所述准直透镜固定件上，所述密封窗口镜片通过防水密封胶固定设置在准直透镜固定件上。本实用新型较好的实现了光程连续高精可调，可兼容不同吸光度范围水体测试、光路可通过调节反射镜快速修正光谱信号、测量准确度高。

Description

一种光程连续可调的全光谱浸入式探头

技术领域

本实用新型涉及全光谱检测设备技术领域，更具体的说，涉及一种用于实验室吸光度测试和水质监测的光程连续可调的全光谱浸入式探头。

背景技术

随着仪器的发展，在实验室吸光度测试或者水质监测中常采用水质对于光谱吸收的特征来进行分析，而其中的浸入式探头是该光谱系统的光谱数据采集窗口。但是传统的全光谱浸入式探头均为光程固定，只能测量特定吸光度范围的水体，无法根据不同的水样快速调整光程来匹配水样进行测试，如专利CN206208748U中采集水样的窗口尺寸固定光程固定，这会出现在有些水体上能测试有些水体不能测试，没办法做到高兼容性。并且传统的浸入式探头的反射镜模块均固定安装，没有可调节模块，在光路出现问题时，无法调制反射镜的角度方向或位置来修正光谱信号，如出现问题则必须返厂维修方能解决。

发明内容

本实用新型提供了一种光程连续可调的全光谱浸入式探头。以利于实验室吸光度测量和水质监测应用中，实现光程连续可调兼容不同吸光度范围测试、更高的测量准确度、光谱信号快速修正，以解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种光程连续可调的全光谱浸入式探头，包括光纤组、准直光路模块、样品室和反射镜模块；所述光纤组、准直光路模块、样品室和反射镜模块同轴设置，且光纤组与准直光路模块之间螺纹连接；所述准直光路模块包括准直透镜固定件、准直透镜组和密封窗口镜片；所述准直透镜组通过光学胶水固定安装在所述准直透镜固定件上，所述密封窗口镜片通过防水密封胶固定设置在准直透镜固定件上。

进一步的，所述准直透镜固定件上设有一个用于安装所述准直透镜组的安装孔；所述准直透镜固定件上设一个样品室限位槽；所述准直透镜固定件上设有一个样品室固定螺丝孔。

进一步的，所述光纤组包括二合一光纤、光纤套管和光纤紧固件；所述二合一光纤与所述光纤紧固件固定连接，所述光纤套管与所述光纤紧固件同轴设置。

更进一步的，所述二合一光纤一端设有光纤头螺母；所述二合一光纤采用抗紫外光纤。

进一步的，所述反射镜模块包括反射镜和反射镜支架；所述反射镜和反射镜支架之间固定连接。

更进一步的，所述反射镜支架上圆周阵列有6个反射镜支架调节螺丝孔。

进一步的，所述样品室上设有一个通孔；所述样品室上设有一个样品流通孔，所述样品室一端设有反射镜支架固定螺纹孔，另一端设有一个高精度凸台。

进一步的，所述密封窗口镜片采用石英或蓝宝石中的一种。

本实用新型与现有技术相比，本实用新型有益效果是：

1）采用熔融石英或蓝宝石作为密封窗口镜片，从而保证光谱从180nm-1100nm都能全部透过，使得检测时可以采集到全光谱数据；

2）本实用新型准直透镜采用透镜组取代原有单片透镜的方式，更好的优化了全光谱的像差，使得出射光和回收信号的准直和耦合效果更佳，准直效果越好，光束质量越高，杂散光抑制得更好，测量数据的准确性也越高。通过优化透镜的像差的方式整体提高了光谱探头测量的准确度；

3）光纤组中的二合一光纤均采用抗紫外光纤，保证紫外部分的高透过；

4）二合一光纤采用螺母锁紧固定的方式进行固定，保证耦合稳定度和效率，并且光纤套管设置在光纤外层，使用通过调整光纤套管的长度可以适用于测试不同的水体中深度，另外光纤紧固件则用于将二合一光纤与壳体固定，防止受力在光纤接头处而扯断光纤；

5）样品室采用螺纹与准直透镜固定件连接，并且设有一个高精度凸台，用于与准直透镜固定件的圆槽配合控制调节精度，这样设计快速实现了光程的连续可调和调节后的精度保证，使用方便；

6）反射镜组中通过两组螺丝实现多角度调节，该方式保证生产中有更多的余量来调节至所需要的光谱图。并且在实际多场合使用中，有可能出现光谱数据偏差的问题，通过调节两组螺丝可以快速实现光谱信号的调节矫正，免去寄回厂家的麻烦。

附图说明

图1为本实用新型实施例爆炸视图；

图2为本实用新型实施例三维立体图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示 (诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参阅附图所示：一种光程连续可调的全光谱浸入式探头，包括光纤组1，以及与光纤组1同轴设置的准直光路模块2、样品室3和反射镜模块4，其中：

所述光纤组包括二合一光纤11、光纤套管12和光纤紧固件13，其中二合一光纤11、光纤套管12和光纤紧固件13同轴设置。具体的本实用新型二合一光纤11主要用于测量光谱传输和采集光谱传输，对应的这两个光谱能量通过吸光度计算便可计算得到某液体的吸光度或浓度值；光纤套管12与准直透镜固定件21通过螺纹锁紧连接，并且底部接触部分还涂有防水胶和垫片用于防水，而且使用时可以通过更改光纤套管12的长度，使其可适用于不同水体深度测量，防止光纤11与水样直接接触测量而造成影响；光纤紧固件13与二合一光纤11紧扣连接，然后再与光纤套管12紧密连接，以此保证二合一光纤11的稳固性，这样可以以有效的防止因随意晃动或折弯、防止外界的拉力或用扯力而导致二合一光纤11断裂或光纤头螺母10与准直透镜固定件21脱离，有效的保证采集光谱的稳定性；

所述准直光路模块2包括准直透镜固定件21、准直透镜组22和密封窗口镜片23，其中准直透镜固定件21和相应的搭配件是该探头的一个核心，其中二合一光纤11与准直透镜固定件21通过螺母固定安装，光纤套管12与准直透镜固定件21通过螺纹锁紧连接，准直透镜组22通过光学胶水固定于准直透镜固定件21上的准直透镜组安装孔7上，密封窗口镜片23采用防水密封胶固定于准直透镜组22前端面。进一步地，本实用新型中密封窗口镜片9采用耐高温耐腐蚀的熔融石英或蓝宝石作为基底材料。准直透镜固定件4设有样品室限位槽6，高精度凸台17样品室限位槽6之间采用间隙配合，用于对样品室11进行精确限位保证调节后的同轴度。螺丝通过样品室固定螺丝孔5锁紧高精度凸台17以便固定住样品室3。

所述样品室3与准直透镜固定件4的这种连接方式保证样品室3可高精度调节并且可固定，从而实现探头的光程连续高精可调。具体调节方式如下：样品室3与准直透镜固定件4采用螺纹的方式连接，通过旋转样品室3即可实现光程的连续可调，调节的精度依赖于螺纹的规格，每转一圈光程对应调节了一个螺距的长度。简单的采用螺纹的方式会出现两个模块间的配合不是很紧密，会有晃动感，这样样品室3和准直透镜固定件21的同轴度无法保证，不同光程测量的光谱一致性就会差异很大。因此本实用新型专利中设有高精度凸台17，高精度凸台17与高精度凸台匹配孔6进行紧密匹配保证同轴度和测量光谱的一致性。调节完为保证位置不动还需加入固定方式，故本实用新型专利设有样品室固定螺丝孔5用于固定样品室3。通过该一整套配合方式实现了光程的连续高精可调和测量光谱的一致性。

所述反射镜模块4包括反射镜41和反射镜支架42；所述反射镜41和反射镜支架42之间固定连接。反射镜41固定于反射镜支架42上，反射镜支架42与样品室3之间通过两组螺丝固定，其中一组3个螺丝锁到反射镜支架42上固定螺纹孔，用于将其锁紧，另外一组3个螺丝通过反射镜支架42调节螺丝孔16顶住样品室3的底部，两组螺丝配合实现反射镜多维度调节和固定。该方式保证生产中有更多的调节余量来调节至所需要的光谱图，并可实现测量现场的快速调节。

综上所述 ，本实用新型采用熔融石英或蓝宝石作为密封窗口镜片9，从而保证光谱从180nm-1100nm都能全部透过，使得检测时可以采集到全光谱数据；准直透镜采用准直透镜组22取代原有单片透镜的方式，更好的优化了全光谱的像差，使得出射光和回收信号的准直和耦合效果更佳，准直效果越好，光束质量越高，杂散光抑制得更好，测量数据的准确性也越高。通过优化透镜的像差的方式整体提高了光谱探头测量的准确度；光纤组1中的二合一光纤11均采用抗紫外光纤，保证紫外部分的高透过；二合一光纤采11用螺母锁紧固定的方式进行固定，保证耦合稳定度和效率，并且光纤套管12设置在光纤外层，使用通过调整光纤套管12的长度可以适用于测试不同的水体中深度，另外光纤紧固件则用于将二合一光纤与壳体固定，防止受力在光纤接头处而扯断光纤；样品室3采用螺纹与准直透镜固定件21连接，并且设有一个高精度凸台，用于与准直透镜固定件21的圆槽配合控制调节精度，这样设计快速实现了光程的连续可调和调节后的精度保证，使用方便；反射镜模块4中通过两组螺丝实现多角度调节，该方式保证生产中有更多的余量来调节至所需要的光谱图。并且在实际多场合使用中，有可能出现光谱数据偏差的问题，通过调节两组螺丝可以快速实现光谱信号的调节矫正，免去寄回厂家的麻烦。

综述：一种光程连续可调的全光谱浸入式探头很好的实现了光程连续高精可调，可兼容不同吸光度范围水体测试、光路可通过调节反射镜快速修正光谱信号、测量准确度高。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本实用新型申请待批权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光程连续可调的全光谱浸入式探头，其特征在于，包括光纤组、准直光路模块、样品室和反射镜模块；所述光纤组、准直光路模块、样品室和反射镜模块同轴设置，且光纤组与准直光路模块之间螺纹连接；所述准直光路模块包括准直透镜固定件、准直透镜组和密封窗口镜片；所述准直透镜组通过光学胶水固定安装在所述准直透镜固定件上，所述密封窗口镜片通过防水密封胶固定设置在准直透镜固定件上。

2.根据权利要求1所述的一种光程连续可调的全光谱浸入式探头，其特征在于：所述准直透镜固定件上设有一个用于安装所述准直透镜组的安装孔；所述准直透镜固定件上设一个样品室限位槽；所述准直透镜固定件上设有一个样品室固定螺丝孔。

3.根据权利要求1所述的一种光程连续可调的全光谱浸入式探头，其特征在于：所述光纤组包括二合一光纤、光纤套管和光纤紧固件；所述二合一光纤与所述光纤紧固件固定连接，所述光纤套管与所述光纤紧固件同轴设置。

4.根据权利要求3所述的一种光程连续可调的全光谱浸入式探头，其特征在于：所述二合一光纤一端设有光纤头螺母；所述二合一光纤采用抗紫外光纤。

5.根据权利要求1所述的一种光程连续可调的全光谱浸入式探头，其特征在于：所述反射镜模块包括反射镜和反射镜支架；所述反射镜和反射镜支架之间固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种光程连续可调的全光谱浸入式探头，其特征在于：所述反射镜支架上圆周阵列有6个反射镜支架调节螺丝孔。

7.根据权利要求1所述的一种光程连续可调的全光谱浸入式探头，其特征在于：所述样品室上设有一个通孔；所述样品室上设有一个样品流通孔，所述样品室一端设有反射镜支架固定螺纹孔，另一端设有一个高精度凸台。

8.根据权利要求1所述的一种光程连续可调的全光谱浸入式探头，其特征在于：所述密封窗口镜片采用石英或蓝宝石中的一种。