CN213658581U - 一种单侧光路荧光传感单元和单侧光路荧光传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种单侧光路荧光传感单元和单侧光路荧光传感器，包括沿同一光路依次设置的光源组件、分光镜与荧光薄膜；荧光薄膜设置在待检测的气体通道中，第一分光面相对于荧光薄膜的反射光路上依次设有第一滤光片和光探测系统，第二分光面相对光源组件的透射光路上设有荧光薄膜。本实用新型提供的单侧光路荧光传感单元，通过结合使用分光镜以及滤光片将荧光薄膜的激发光路和荧光发光探测光路置于同侧，通过这种方式排除激发光对荧光信号的干扰，并且荧光物质的一侧没有其他器件影响，荧光薄膜的两侧均可以和被探测物质和荧光物质充分结合，通过这种方法压缩了光路体积，简化装置结构，有利于阵列化扩展。
Description
技术领域
本实用新型涉及荧光传感技术领域，尤其涉及一种单侧光路荧光传感单元和单侧光路荧光传感器。
背景技术
荧光是一种光致发光现象，荧光物质的发光原理是由于电子从高能级跃迁至低能级同时释放光子，该光子能量等于两能级之间能量之差。荧光物质一般能够吸收外界照射的激发光，使得大量电子跃迁至高能量轨道，由于处于高能量轨道上的电子极其不稳定，容易发生振动驰豫和向下跃迁发射荧光。
荧光物质在外界物理化学因素作用下，发射荧光可能减弱或者增强。利用荧光淬灭原理可以对特定物质进行检测。通过测量荧光物质与被检测物质接触后发光强度的变化，就能够得到被检测物质的性质信息，甚至通过发光强度的大小进行定量分析。
现有结构一般是将激发光路与荧光检测光路置于荧光物质的两侧，将荧光物质安装在整个结构中心，这种结构不便于更换，而且体积较大，不利于阵列化扩展。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种单侧光路荧光传感单元和单侧光路荧光传感器，用以利用荧光物质在单侧完成探测，简化装置结构，以便于光路荧光传感结构的阵列化扩展。
本实用新型实施例提供一种单侧光路荧光传感单元，包括：沿同一光路依次设置的光源组件、分光镜与荧光薄膜；
所述荧光薄膜设置在待检测的气体通道中，所述分光镜的第一分光面相对于所述荧光薄膜的反射光路上依次设有第一滤光片和光探测系统，所述分光镜的第二分光面相对所述光源组件的透射光路上设有所述荧光薄膜。
根据本实用新型一个实施例的单侧光路荧光传感单元，所述光源组件包括：第二滤光片、光源和光源支架；所述光源安装在所述光源支架上；所述光源通过所述第二滤光片面向所述分光镜的第二分光面。
根据本实用新型一个实施例的单侧光路荧光传感单元，所述光源的发光波段在荧光物质激发光波段或涵盖荧光物质激发光波段。
根据本实用新型一个实施例的单侧光路荧光传感单元，所述第一滤光片垂直于所述第一分光面相对于所述荧光薄膜的反射光路。
根据本实用新型一个实施例的单侧光路荧光传感单元，所述第二滤光片用于控制通过荧光物质受激发光波段范围内的光信号，所述第一滤光片用于控制通过荧光物质荧光波段范围内的光信号，所述第二滤光片与所述第一滤光片所通过的波段不重合。
根据本实用新型一个实施例的单侧光路荧光传感单元，所述单侧光路荧光传感单元还包括：通光片；
所述通光片安装在所述荧光薄膜的一侧，位于所述分光镜和所述荧光薄膜之间。
根据本实用新型一个实施例的单侧光路荧光传感单元，所述分光镜与所述通光片的夹角为45°。
根据本实用新型一个实施例的单侧光路荧光传感单元，单侧光路荧光传感单元还包括：外壳支撑结构；
所述外壳支撑结构围设在所述光探测系统、所述气体通道、所述光源组件、所述分光镜与所述荧光薄膜外。
根据本实用新型一个实施例的单侧光路荧光传感单元，所述单侧光路荧光传感单元还包括：气泵；所述气泵安装在所述气体通道中。
本实用新型还提供一种单侧光路荧光传感器，单侧光路荧光传感器包括：多个单侧光路荧光传感单元；各所述单侧光路荧光传感单元中的所述荧光薄膜均设置在同一待检测的气体通道中。
本实用新型提供的单侧光路荧光传感单元和单侧光路荧光传感器，通过结合使用分光镜以及滤光片将荧光薄膜的激发光路和荧光发光探测光路置于同侧，通过这种方式排除激发光对荧光信号的干扰，并且荧光物质的一侧没有其他器件影响，荧光薄膜的两侧均可以和被探测物质和荧光物质充分结合，通过这种方法压缩了光路体积，简化装置结构，有利于阵列化扩展。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型一实施例提供的单侧光路荧光传感单元的结构示意图；
图中，1、荧光薄膜；2、通光片；3、分光镜；4、第二滤光片；5、光源；6、光源支架；7、第一滤光片；8、光探测系统；9、连接器；9、气泵；10、外壳支撑结构。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
下面结合图1描述本实用新型实施例提供的单侧光路荧光传感单元，该单侧光路荧光传感单元包括：沿同一光路依次设置的光源组件、分光镜3与荧光薄膜1。荧光薄膜1设置在待检测的气体通道中，分光镜3的第一分光面相对于荧光薄膜1的反射光路上依次设有第一滤光片7和光探测系统8，分光镜3的第二分光面相对光源组件的透射光路上设有荧光薄膜1。
本实施例中，荧光薄膜1采用荧光传感物质薄膜，用于与被检测物质接触后发光。分光镜3采用半透半反镜，用以在荧光薄膜1的同侧形成激发光路和荧光发光探测光路。
该单侧光路荧光传感单元工作时，光源组件发出激发光，经分光镜3照射在荧光薄膜1上，使荧光薄膜1受激发光，待测气体进入气体通道与荧光薄膜1结合，荧光薄膜1发光强度视待测物质种类法师变化。荧光薄膜1发出的光再经过分光镜3反射，再经过第一滤光片7滤光，被光探测系统8收集到荧光信号，通过对荧光信号的分析，即可确定待测物质的性质。
本实用新型实施例提供的单侧光路荧光传感单元和单侧光路荧光传感器，通过结合使用分光镜以及滤光片将荧光薄膜的激发光路和荧光发光探测光路置于同侧，通过这种方式排除激发光对荧光信号的干扰，并且荧光物质的一侧没有其他器件影响，荧光薄膜的两侧均可以和被探测物质和荧光物质充分结合，通过这种方法压缩了光路体积，简化装置结构，有利于阵列化扩展。
在上述实施例的基础上，如图1所示，光源组件包括：第二滤光片4、光源5和光源支架6；光源5安装在光源支架6上。光源5的发光波段在荧光物质激发光波段或涵盖荧光物质激发光波段。光源5通过第二滤光片4面向分光镜3的第二分光面。
光探测系统8通过第一滤光片7面向分光镜的第一分光面。一般情况下，需要第一滤光片7垂直于第一分光面相对于荧光薄膜1的反射光路，第一滤光片7用于控制通过荧光物质荧光波段范围内的光信号。第二滤光片4用于控制通过荧光物质受激发光波段范围内的光信号。为保证探测结果，第一滤光片7与第二滤光片4所通过的波段不重合。
其中，单侧光路荧光传感单元还包括：通光片2。通光片2安装在荧光薄膜1的一侧，位于分光镜3和荧光薄膜1之间，且通光片2的上表面与荧光薄膜1的下表面相接触。
为正确区分激发光路与荧光发光探测光路应设置为正确偏角，分光镜3与通光片2的夹角为45°。
此外，单侧光路荧光传感单元还包括：气泵9。气泵9安装在气体通道中，用于将待测气体泵入气体通道。单侧光路荧光传感单元还包括：外壳支撑结构10。外壳支撑结构10围设在光探测系统8、气体通道、光源组件、分光镜3与荧光薄膜1外。
在一个具体的实施例中，整个单侧光路荧光传感单元，如图1所示，通光片2安装在荧光薄膜1的下方，通光片2的下方安装分光镜3。第二滤光片4安装在第二分光面对应的分光镜3的下方。第二滤光片4下方则安装有光源5和光源支架6。分光镜3的第一分光面所对应的一侧安装第一滤光片7和光探测系统8。荧光薄膜1安装在待检测的气体通道中，外壳支撑结构10包围并提供整个结构的支撑。
本实施例提供的单侧光路荧光传感单元在工作时，光源5发出激发光，经第二滤光片4滤光后经分光镜3，最后经过通光片2照射在荧光薄膜1上，使荧光薄膜1受激发光。气泵9将含待测物质的气体泵入气体通道，与荧光薄膜1结合，荧光薄膜1发光强度视待测物质种类发生变化。荧光薄膜1发光经通光片2，再经过分光镜3反射，再经过第一滤光片7滤光，被光探测系统8收集到荧光信号，通过对荧光信号的分析确定待测物质的性质。
此外，如图1所示，本实用新型还提供一种单侧光路荧光传感器，该单侧光路荧光传感器包括：多个单侧光路荧光传感单元。各单侧光路荧光传感单元中的荧光薄膜均设置在同一待检测的气体通道中。例如，可将单侧光路荧光传感单元沿X方向紧密放置，设置气泵沿X方向泵气。
其中，该单侧光路荧光传感单元包括：沿同一光路依次设置的光源组件、分光镜3与荧光薄膜1。荧光薄膜1设置在待检测的气体通道中，分光镜3的第二分光面相对光源组件的透射光路上设有荧光薄膜1，分光镜3的第一分光面相对于荧光薄膜1的反射光路上依次设有第一滤光片7和光探测系统8。具体结构可参阅上述实施例相关的文字描述，在此不再赘述。
本实施例提供的单侧光路荧光传感器在工作时，各单侧光路荧光传感单元中的光源5均发出激发光，经第二滤光片4滤光后经分光镜3，最后经过通光片2照射在荧光薄膜1上，使各荧光薄膜1均受激发光。气泵9将含待测物质的气体泵入气体通道，与各荧光薄膜1结合，荧光薄膜1发光强度视待测物质种类发生变化。荧光薄膜1发光经通光片2，再经过分光镜3反射，再经过第一滤光片7滤光，被光探测系统8收集到荧光信号，各光探测系统8均对荧光信号的分析，即可确定待测物质的性质。
本实用新型提供的单侧光路荧光传感器，设有单侧光路荧光传感单元，通过结合使用分光镜以及滤光片将荧光薄膜的激发光路和荧光发光探测光路置于同侧，通过这种方式排除激发光对荧光信号的干扰，并且荧光物质的一侧没有其他器件影响，荧光薄膜的两侧均可以和被探测物质和荧光物质充分结合，通过这种方法压缩了光路体积，简化装置结构，实现了荧光传感器的阵列化扩展。同时，该单侧光路荧光传感器利用阵列化设置的多个单侧光路荧光传感单元，使得含待测物质的空气依次流经各单侧光路荧光传感单元所对应的荧光薄膜，实现阵列化检测。
最后应说明的是：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；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种单侧光路荧光传感单元，其特征在于，包括：
沿同一光路依次设置的光源组件、分光镜与荧光薄膜；
所述荧光薄膜设置在待检测的气体通道中，所述分光镜的第一分光面相对于所述荧光薄膜的反射光路上依次设有第一滤光片和光探测系统，所述分光镜的第二分光面相对所述光源组件的透射光路上设有所述荧光薄膜。
2.根据权利要求1所述的单侧光路荧光传感单元，其特征在于，所述光源组件包括：第二滤光片、光源和光源支架；所述光源安装在所述光源支架上；所述光源通过所述第二滤光片面向所述分光镜的第二分光面。
3.根据权利要求2所述的单侧光路荧光传感单元，其特征在于，所述光源的发光波段在荧光物质激发光波段或涵盖荧光物质激发光波段。
4.根据权利要求2所述的单侧光路荧光传感单元，其特征在于，所述第二滤光片用于控制通过荧光物质受激发光波段范围内的光信号，所述第一滤光片用于控制通过荧光物质荧光波段范围内的光信号，所述第二滤光片与所述第一滤光片所通过的波段不重合。
5.根据权利要求1所述的单侧光路荧光传感单元，其特征在于，所述第一滤光片垂直于所述第一分光面相对于所述荧光薄膜的反射光路。
6.根据权利要求1所述的单侧光路荧光传感单元，其特征在于，所述单侧光路荧光传感单元还包括：通光片；
所述通光片安装在所述荧光薄膜的一侧，位于所述分光镜和所述荧光薄膜之间。
7.根据权利要求6所述的单侧光路荧光传感单元，其特征在于，所述分光镜与所述通光片的夹角为45°。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的单侧光路荧光传感单元，其特征在于，单侧光路荧光传感单元还包括：外壳支撑结构；
所述外壳支撑结构围设在所述光探测系统、所述气体通道、所述光源组件、所述分光镜与所述荧光薄膜外。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的单侧光路荧光传感单元，其特征在于，所述单侧光路荧光传感单元还包括：气泵；所述气泵安装在所述气体通道中。
10.一种单侧光路荧光传感器，其特征在于，所述单侧光路荧光传感器包括：多个如权利要求1-9中任一项所述的单侧光路荧光传感单元；各所述单侧光路荧光传感单元中的所述荧光薄膜均设置在同一待检测的所述气体通道中。
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