CN214374295U - 光学元件多点透射反射率光谱测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于光学检测设备技术领域，公开了光学元件多点透射反射率光谱测量装置，该装置中，光源摆臂与检测摆臂可以分别进行0‑360度旋转(也可以同步进行)，通过调整光源摆臂的旋转角度来调整光线与样品表面的入射角，从而可以进行多角度(0‑40度)的检测。通过调整检测摆臂的旋转角度来调整采集模块接收的光线是透过光线还是反射光线，从而切换不同的检测功能；样品台可以在Z轴方向移动，同时利用水平激光示高模组与样品台Z轴位移模块共同调整样品的上表面高度，实现了样品高度精确的自动定位，整套装置配套计算控制模块，实现了全自动检测。

Description

光学元件多点透射反射率光谱测量装置

技术领域

本实用新型涉及检测设备技术领域，更具体地，涉及光学元件多点透射反射率光谱测量装置。

背景技术

光谱仪又称分光仪，是以光电倍增管等光探测器测量谱线不同波长位置强度的装置，多由棱镜或衍射光栅等构成，利用光谱仪可测量物体表面反射的光线，从而获得物体的反射率等表征性能的相关数据；利用光谱仪还可以进行物体透射率的测定，光谱仪的透射率可用辅助单色仪装置来测定，在可见和近紫外实现这些测量没有任何困难，测量通过第一单色仪的光通量，紧接着测量通过两个单色仪的光通量，以这种方式来确定第二个单色仪的透射率。

一般，物体的透射率和反射率需要用不同的仪器进行测量，这些测量不仅硬件成本高，而且测量过程中需要在不同的光谱仪之间移动待测样品，容易造成更多的测量误差，且比较耗时。

现有技术的反射透射光学测量仪存在以下缺陷：1、无法实现Z轴移动；2、样品的高度无法实现实时定位；3、需要手动调整各个部件，无法实现全自动检测。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的至少一种不足，提供了光学元件多点透射反射率光谱测量装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：

光学元件多点透射反射率光谱测量装置，包括：底座；和设于底座上的样品台移动装置；和固定于样品台移动装置上方的样品台；和设于样品台移动装置一侧的旋转臂支撑台；和设于旋转臂支撑台上的旋转臂；所述旋转臂包括光源摆臂和检测摆臂，光源摆臂和检测摆臂均套设于臂轴上，且光源摆臂和检测摆臂均可独立地以臂轴为中心360度旋转；其中，所述光源摆臂上设有光源发出模块，检测摆臂上设有光采集模块；

所述臂轴的中心设有激光发射端，所述底座上，与激光发射端相对的一侧立柱上设有激光接收端；所述激光发射端和激光接收端共同组成水平激光示高模组，用于确定样品的上表面高度。

优选地，所述光源摆臂上依次设有滤光模组和光路准直模组。

优选地，所述检测摆臂上依次设有滤光模组和光路准直模组，或者所述检测摆臂上接有积分球。

优选地，上述光谱测量装置还包括计算控制模块，显示器和卤素光源。

上述光学元件多点透射反射率光谱测量装置的工作过程如下：样品通过夹具加装到样品台上，高功率的卤素光源产生的光线通过安装在光源摆臂上的光源发出模块引到光源摆臂终端，光线通过滤光模组和光路准直模组时，滤光模组滤掉不需要的颜色的光，光路准直模组调整光线的准直性，光线从光源发出模块射出，通过样品，通过样品台上的透光孔或以一定角度发射出去，透射到检测摆臂上的采集模块上，采集模块采集光线从而进行透光率或者反射率的检测；本实用新型上述装置中，光源摆臂与检测摆臂可以分别进行0-360度旋转(也可以同步进行)，通过调整光源摆臂的旋转角度来调整光线与样品表面的入射角，从而可以进行多角度(0-40度)的检测。通过调整检测摆臂的旋转角度来调整采集模块接收的光线是透过光线还是反射光线，从而切换不同的检测功能。

优选地，所述样品台移动装置包括X/Y轴位移模块和Z轴位移模块，所述X/Y轴位移模块用于实现样品台在X/Y轴方向上的位移，Z轴位移模块用于实现样品台在Z轴方向的位移，其中X/Y轴位移模块位于Z轴位移模块上端。

在样品台移动装置上加装Z轴位移模块，便于实现对样品台在Z轴方向的位移，从而能够调整光线的光路路程。

优选地，所述光源发出模块为光纤，或者是准直光路发出的光。

优选地，所述样品台上设有透光孔，所述光源发出模块发出的光通过透光孔被采集模块采集到。

优选地，底座1上还设有光谱检测分析模块，用于对收集到的光谱进行检测分析。

上述装置中，样品的上表面高度由水平激光示高模组与样品台Z轴位移模块共同调整，使得样品的上表面始终处于一固定高度的位置，由于臂轴的中心设有激光发射端，所述底座上，与激光发射端相对的一侧立柱上设有激光接收端；当样品的上表面高于臂轴的中心时，激光光路被隔断，样品台Z轴位移模块下移直到接收端接收到激光，此刻说明样品的上表面到达了固定位置，当样品的上表面低于臂轴的中心时，激光光路连通，样品台Z轴位移模块上移寻找固定面，上移至激光光路被隔断就说明样品台已经到达固定面，然后样品台Z轴位移模块再下移至激光光路被连通，此刻说明样品的上表面达到了固定位置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供了光学元件多点透射反射率光谱测量装置，包括：底座；和设于底座上的样品台移动装置；和固定于样品台移动装置上方的样品台；和设于样品台移动装置一侧的旋转臂支撑台；和设于旋转臂支撑台上的旋转臂；所述旋转臂包括光源摆臂和检测摆臂，光源摆臂和检测摆臂均套设于臂轴上，且光源摆臂和检测摆臂均可独立地以臂轴为中心360度旋转；其中，所述光源摆臂上设有光源发出模块，检测摆臂上设有光采集模块；所述臂轴的中心设有激光发射端，所述底座上，与激光发射端相对的一侧立柱上设有激光接收端；所述激光发射端和激光接收端共同组成水平激光示高模组，用于确定样品的上表面高度。

上述装置中，光源摆臂与检测摆臂可以分别进行0-360度旋转(也可以同步进行)，通过调整光源摆臂的旋转角度来调整光线与样品表面的入射角，从而可以进行多角度(0-40度) 的检测。通过调整检测摆臂的旋转角度来调整采集模块接收的光线是透过光线还是反射光线，从而切换不同的检测功能；样品台可以在Z轴方向移动，同时利用水平激光示高模组与样品台Z轴位移模块共同调整样品的上表面高度，实现了样品高度精确的自动定位，整套装置配套计算控制模块，实现了全自动检测。

附图说明

图1为实施例1所述光学元件多点透射反射率光谱测量装置的整体结构示意图(立体)；

图2为图1所述装置的整体结构示意图(正视)；

图3为图1所述装置的整体结构示意图(俯视)；

附图标记：1-底座；11-X/Y轴位移模块；12-Z轴位移模块；13-显示器；14-光谱检测分析模块；2-样品台；3-旋转臂支撑台；4-旋转臂；41-光源摆臂；411-光源发出模块；412-滤光模组；42-检测摆臂；421-光采集模块；422-光路准直模组；43-臂轴；5-激光发射端；6-立柱； 7-激光接收端；9-计算控制模块；10-卤素光源。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本实施例提供了光学元件多点透射反射率光谱测量装置，包括：底座1；底座1上设有样品台移动装置，样品台移动装置上方固定有样品台2，用于固定样品(可以在样品台2上设置样品夹具，用于夹住样品从而实现样品在样品台2上的固定)，所述样品台移动装置包括X/Y轴位移模块11和Z轴位移模块12，所述X/Y轴位移模块11用于实现样品台2在X/Y轴方向上的位移，Z轴位移模块12用于实现样品台2在Z轴方向的位移，其中X/Y轴位移模块11位于Z轴位移模块12上端。

底座1上，样品台移动装置一侧还设有旋转臂支撑台3；旋转臂支撑台3上设有旋转臂4；所述旋转臂4包括光源摆臂41和检测摆臂42，光源摆臂41和检测摆臂42依次套设于旋转臂4的臂轴43上(光源摆臂41和检测摆臂42均为“L”型结构，其中，“L”型结构的短臂套设于旋转臂4的臂轴43上“L”型结构的长臂为自由端)，光源摆臂41和检测摆臂42 的短臂均可独立地以臂轴43为中心，在短臂所在的平面内进行360度旋转。

上述光谱测量装置还连有高功率卤素光源10，计算控制模块9和显示器13。

另外，底座1上还设有光谱检测分析模块14，用于对收集到的光谱进行检测分析。

本实施例中，高功率卤素光源10产生的光线通过安装在光源摆臂41上的光纤引到光源摆臂41的端部，相对应地，检测摆臂42上设有光采集模块421；样品台2上设有透光孔，所述光源发出模块411发出的光通过透光孔被采集模块421采集到。

本实施例中，光源摆臂41和检测摆臂42的长臂上均依次设有滤光模组412和光路准直模组422；滤光模组412用于滤掉不需要的颜色的光，光路准直模组422用于调整光线的准直性(在其他实施例中，检测摆臂42的长臂上直接连接积分球，来代替滤光模组412和光路准直模组422)。

本实施例中，所述臂轴43的中心设有激光发射端5，所述底座1上，与激光发射端5相对的一侧立柱6上设有激光接收端7；所述激光发射端5和激光接收端7共同组成水平激光示高模组，用于确定样品的上表面高度。

样品的上表面高度由水平激光示高模组与样品台Z轴位移模块12共同调整，当样品的上表面高于臂轴43的中心时，激光光路被隔断，样品台Z轴位移模块12下移直到接收端7接收到激光，此刻说明样品的上表面到达了固定位置，当样品的上表面低于臂轴43的中心时，激光光路连通，样品台Z轴位移模块12上移寻找固定面，上移至激光光路被隔断就说明样品台已经到达固定面，然后样品台Z轴位移模块12再下移至激光光路被连通，此刻说明样品的上表面达到了固定位置。

上述光学元件多点透射反射率光谱测量装置的工作过程如下：样品通过夹具加装到样品台2上，高功率的卤素光源10产生的光线通过安装在光源摆臂41上的光源发出模块411引到光源摆臂41终端，光线通过滤光模组412和光路准直模组422时，滤光模组412滤掉不需要的颜色的光，光路准直模组422调整光线的准直性，光线从光源发出模块411射出，通过样品，通过样品台2上的透光孔或以一定角度发射出去，透射到检测摆臂42上的采集模块421上，采集模块421采集光线从而进行透光率或者反射率的检测。

本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.光学元件多点透射反射率光谱测量装置，其特征在于，包括：

底座(1)；

设于底座(1)上的样品台移动装置；

固定于样品台移动装置上方的样品台(2)；

设于样品台移动装置一侧的旋转臂支撑台(3)；

设于旋转臂支撑台(3)上的旋转臂(4)；所述旋转臂(4)包括光源摆臂(41)和检测摆臂(42)，光源摆臂(41)和检测摆臂(42)均套设于臂轴(43)上，且光源摆臂(41)和检测摆臂(42)均可独立地以臂轴(43)为中心360度旋转；其中，所述光源摆臂(41)上设有光源发出模块(411)，检测摆臂(42)上设有光采集模块(421)；

所述臂轴(43)的中心设有激光发射端(5)，所述底座(1)上，与激光发射端(5)相对的一侧立柱(6)上设有激光接收端(7)；所述激光发射端(5)和激光接收端(7)共同组成水平激光示高模组，用于确定样品的上表面高度。

2.根据权利要求1所述的光学元件多点透射反射率光谱测量装置，其特征在于，所述光源摆臂(41)上依次设有滤光模组(412)和光路准直模组(422)。

3.根据权利要求2所述的光学元件多点透射反射率光谱测量装置，其特征在于，所述检测摆臂上依次设有滤光模组(412)和光路准直模组(422)，或者所述检测摆臂上接有积分球。

4.根据权利要求3所述的光学元件多点透射反射率光谱测量装置，其特征在于，还包括计算控制模块(9)，卤素光源(10)和显示器(13)。

5.根据权利要求4所述的光学元件多点透射反射率光谱测量装置，其特征在于，所述样品台移动装置包括X/Y轴位移模块(11)和Z轴位移模块(12)，所述X/Y轴位移模块(11)用于实现样品台(2)在X/Y轴方向上的位移，Z轴位移模块(12)用于实现样品台(2)在Z轴方向的位移，其中X/Y轴位移模块(11)位于Z轴位移模块(12)上端。

6.根据权利要求5所述的光学元件多点透射反射率光谱测量装置，其特征在于，所述样品台(2)上设有透光孔，所述光源发出模块(411)发出的光通过透光孔被采集模块(421)采集到。

7.根据权利要求6所述的光学元件多点透射反射率光谱测量装置，其特征在于，所述底座(1)上还设有光谱检测分析模块(14)。

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