CN214310145U - 基于多光谱技术的检测探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于多光谱技术的检测探头，属于光谱无损检测领域。解决的技术问题是提出一种成本低、便于更换的光谱检测探头。组成结构包括散热座、挡光槽、发光阵列、光电检测器和环形透镜。散热座为圆台形状，其圆心处有圆形通孔，且在靠近圆台边缘处有圆周排列的圆形通孔；挡光槽固定于散热座圆心处的圆形通孔上方；发光阵列由不同波长的发光二极管组成，固定于散热座边缘圆周排列的圆形通孔中；光电检测器置于挡光槽内部；环形透镜固定于发光阵列上侧，使发光阵列的出射光以统一的出射角度指向待测物体。本实用新型结构简单紧凑，适用于基于多波长漫透射光谱技术的无损检测。

Description

基于多光谱技术的检测探头

技术领域

本实用新型属于光谱无损检测领域，具体涉及一种基于多光谱技术的检测探头。

背景技术

在科研及品质检测工作中，多光谱技术由于其分析方便快捷、高效准确和不破坏样品等优点受到了越来越多人的青睐。检测探头作为光谱仪器的核心部件，决定了仪器的成本、体积等重要指标。目前，检测探头主要采用滤光片或者小体积光谱仪组成，存在成本高、不便于更换等问题。

中国专利公开号CN111913273A，公开日2020年11月10日，发明创造名称为“一种烟叶品质光谱检测的探头”，该申请公开了“一种烟叶光谱专用探头光学系统”，其沿光轴方向依次由十一个透镜组成，其特征在于：第一透镜和第三透镜为负光焦度透镜；满足：探头的光学系统的等效焦距为f；第一透镜的焦距为f1；第三透镜的焦距为f3；D9是指所述光学系统的光圈STO在光轴上离第五透镜像侧的距离；D10是所述光圈STO离所述第六透镜L6物侧的距离D10。该方法完全采用光学透镜进行设计，可以保证光路的完整性，但是存在光学透镜加工成本高的问题。且采用光学透镜的检测探头结构复杂，稳定性较差，不便于更换。

中国专利公开号CN107917890A，公开日2018年04月17日，发明创造名称为“一种用于固体颗粒物光谱无损检测的LED漫透射式探头”，该申请公开了“一种用于固体颗粒物光谱无损检测的LED漫透射式探头”，包括一个以上的窄光谱光源、光源架、光电探测器、光电探测器保护筒，以及控制电路，其特征在于：光电探测器保护筒位于光源架的中心轴上且光电探测器保护筒的顶端与光源架固定连接，光电探测器保护筒的底端安装有光电探测器，且光电探测器的感光面朝下；一个以上的窄光谱光源以光源架的中心轴为中心，均匀地朝下设置在光源架上；控制电路控制一个以上的窄光谱光源依次点亮。该方法中考虑到了窄光谱光源与光电探测器间的距离，但是没有考虑到窄光谱光源和光电探测器间合适的相对高度和光源入射角度，会导致接收光电信号较弱，影响检测精度。并且该方法为了得到窄光谱光源，需要采用窄带滤光片对宽光谱光源进行滤光，因此成本较高。

综上所述，现有技术存在成本较高、不便于更换的问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是设计一种低成本、便于更换的光谱检测探头。

本实用新型是通过以下结构实现的：

基于多光谱技术的检测探头，组成结构包括散热座、挡光槽、发光阵列、光电检测器和环形透镜。

所述散热座为圆台形状，其圆心处有圆形通孔，用以固定光电检测器，且在靠近圆台边缘处有圆周排列的圆形通孔；所述挡光槽固定于散热座的圆形通孔上方，并与散热座的圆形通孔同心；所述发光阵列由不同波长的发光二极管组成，固定于散热座的圆形通孔中，并与散热座的圆形通孔同心，且高于散热座表面；所述光电检测器置于挡光槽内部，并与挡光槽同心；所述环形透镜固定于发光阵列上侧，使发光阵列的出射光以统一的出射角度指向待测物体。

所述散热座具有散热功能；所述挡光槽是一个中空圆柱体，具有遮光功能，其外径与发光阵列内径一致，内径与光电检测器外径一致；所述环形透镜具有目标波长范围内的高透光度，形状为圆环形的平凸透镜。所述发光阵列中的发光二极管具有发光角度小、波长范围窄的特点，所述光电检测器在目标波长范围内的灵敏度较高。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

（1）本实用新型结构紧凑，不使用滤光片等昂贵器件即可实现光谱采集，进一步降低了光谱探头的成本；

（2）本实用新型便于更换，对于不同的检测对象，可以直接更换具有不同波长的检测探头，实现一台光谱仪对不同物体的检测。在检测探头损坏时可以直接更换低成本的检测探头。

附图说明

图1是本实用新型的轴测图；

图2是本实用新型不包括环形透镜的轴测图；

图3是本实用新型支撑座的轴测图；

图4是本实用新型实施方式示意图；

附图标记说明：

1—散热座；2-挡光槽；3-发光阵列；4—光电检测器；5—环形透镜；6-待测物体。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做进一步说明：

如图1所示，基于多光谱技术的检测探头，包括散热座1、挡光槽2、发光阵列3、光电检测器4和环形透镜5。

优选地，如图2和图3所示，所述散热座1为圆台形状，其圆心处有圆形通孔，用以固定光电检测器4，且在靠近圆台边缘处有圆周排列的圆形通孔；所述挡光槽2固定于散热座1的圆形通孔上方，并与散热座1的圆形通孔同心；所述发光阵列3由不同波长的发光二极管组成，固定于散热座1的圆形通孔中，并与散热座1的圆形通孔同心，且高于散热座1表面；所述光电检测器4置于挡光槽2内部，并与挡光槽2同心；所述环形透镜5固定于发光阵列3上侧，使发光阵列3的出射光以统一的出射角度指向待测物体。

优选地，所述散热座1具有散热功能；所述挡光槽2是一个中空圆柱体，具有遮光功能，其外径与发光阵列3内径一致，内径与光电检测器4外径一致；所述环形透镜5具有目标波长范围内的高透光度，形状为圆环形的平凸透镜。

优选地，所述发光阵列3中的发光二极管具有发光角度小、波长范围窄的特点，所述光电检测器4在目标波长范围内的灵敏度较高。

工作时，如图4所示，光谱仪依次循环点亮检测探头发光阵列3中的发光二极管，出射的光经过环形透镜5以特定入射角度度倾斜射入待测物体内部产生漫反射光，漫反射光经过环形透镜5进入光电检测器4，光电检测器4将光信号转为电信号传到光谱仪进行信号处理。

本实用新型结构紧凑，并考虑到发光二极管和光电传感器间的相对距离、相对高度和入射角度对漫透射光路的影响，不使用滤光片等昂贵器件即可实现光谱采集，进一步降低了光谱探头的成本。

本实用新型便于更换，对于不同的检测对象，可以直接更换具有不同波长的检测探头，实现一台光谱仪对不同种类物体的检测。在检测探头损坏时可以直接更换低成本的检测探头。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于多光谱技术的检测探头，其特征在于，包括散热座（1）、挡光槽（2）、发光阵列（3）、光电检测器（4）和环形透镜（5）；所述散热座（1）为圆台形状，其圆心处有圆形通孔，用以固定光电检测器（4），且在靠近圆台边缘处有圆周排列的圆形通孔；所述挡光槽（2）固定于散热座（1）的圆形通孔上方，并与散热座（1）的圆形通孔同心；所述发光阵列（3）由不同波长的发光二极管组成，固定于散热座（1）的圆形通孔中，并与散热座（1）的圆形通孔同心，且高于散热座（1）表面；所述光电检测器（4）置于挡光槽（2）内部，并与挡光槽（2）同心；所述环形透镜（5）固定于发光阵列（3）上侧，使发光阵列（3）的出射光以统一的出射角度指向待测物体。

2.根据权利要求1所述的一种基于多光谱技术的检测探头，其特征在于，所述散热座（1）具有散热功能；所述挡光槽（2）是一个中空圆柱体，具有遮光功能，其外径与发光阵列（3）内径一致，内径与光电检测器（4）外径一致；所述环形透镜（5）具有目标波长范围内的高透光度，形状为圆环形的平凸透镜。

3.根据权利要求1所述的一种基于多光谱技术的检测探头，其特征在于，所述发光阵列（3）中的发光二极管具有发光角度小、波长范围窄的特点，所述光电检测器（4）在目标波长范围内的灵敏度较高。

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