CN218629489U - 一种可调节感光距离的漫反射光谱检测探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可调节感光距离的漫反射光谱检测探头，属于光谱检测技术领域。解决的技术问题是提出一种成本低、可调节感光元件与发光阵列相对高度的光谱检测探头。组成结构包括齿轮齿条机构、锁止机构、套筒、光电传感器、发光阵列、光源固定座、光学透镜、隔离板、挡光板、固定板。齿轮齿条机构安装在套筒上，一端固定光电传感器；发光阵列环形分布在光源固定座上，发光轴线以45度角汇聚于一点；光源固定座底部安装光学透镜；光源固定座顶部安装隔离板，用于防止发光阵列发出的光直接照射到光电传感器感光表面；隔离板上侧安装挡光板，固定板位于挡光板上侧，固定板通过螺钉紧固在套筒上。本实用新型结构紧凑，适用于漫反射的光谱检测。

Description

一种可调节感光距离的漫反射光谱检测探头

技术领域

本实用新型属于光谱检测技术领域，具体涉及一种可调节感光距离的漫反射光谱检测探头。

背景技术

在科研及品质检测工作中，光谱检测技术由于其分析方便快捷、高效准确和无损等优点受到了越来越多科研工作者的关注。检测探头作为光谱检测设备的核心部件，在实际生产过程中，决定了光谱检测仪器的成本、精度和体积等。在相关光谱检测研究中，检测探头的功能性在实验研究中起到决定性作用。目前，基于漫反射的检测探头主要采用滤光片或微型光谱仪，存在成本高、不便更换、漫反射光谱采集部件感光距离没有考虑等问题。

中国专利公开号CN204233134U，公开日2015年4月1日，发名创造名称为“一种反射式血氧饱和度探头”，该申请公开了“一种反射式血氧饱和度探头”，包括至少一个双波长发光光源和两个光接收器，其特征在于：发光源和光接收器位于待测组织同一侧，两个光接收器位于发光源的两侧，发光源为下沉式安装，光接收器周围有黑色柔软材料环绕；双波长发光源为红光和近红外双波长LED；光接收器为光电二极管或光电三极管；发光源与光接收管间有8mm的间距。该方法中考虑到发光源与光接收器之间的距离，但没有考虑到光源和光电传感器最优相对高度的确定方法，会导致接收光电信号的强度较弱，影响检测精度。

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。该方法中同样没有考虑到窄光谱光源和光电探测器间合适的相对高度，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，现有技术存在成本高、不便于更换、没有考虑光源与光电传感器相对高度的问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是一种成本低、便于更换、可调整光电传感器与发光阵列相对高度的光谱检测探头。

本实用新型是通过以下结构实现的：

一种可调节感光距离的漫反射光谱检测探头，组成结构包括包括齿轮齿条机构、锁止机构、套筒、固定板、挡光板、光电传感器、隔离板、发光阵列、光源固定座、光学透镜。

所述齿轮齿条机构可通过旋钮实现齿条的轴向运动，并通过所述锁止机构实现轴向锁止；所述套筒呈圆筒状，一端进行平面处理，与齿轮齿条机构端面配合，保证套筒轴线与齿条轴线重合；所述套筒另一端设置有螺纹孔，通过螺钉与固定板连接；所述固定板、挡光板、隔离板和光源固定座通过螺栓紧固联结，配合端面均为凸缘凹槽结构，用于防止外部环境光干扰；所述光电传感器安装在齿轮齿条机构的齿条上，可实现轴向运动；所述光学透镜安装在光源固定座底部；所述光源固定座内部设置有阵列圆形通孔，用于固定发光阵列；所述发光阵列由10个窄带LED灯珠组成，均匀分布在光源固定座上，并与光源固定座的阵列通孔同心。

所述光源固定座内部阵列通孔轴线均与端面呈45度角，确保发光阵列的发光轴线集中于一点。所述发光阵列为窄带LED灯珠，具有发光角度小、波长范围窄的特点，所述光电传感器在发光阵列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，不需要使用滤光片等价格昂贵的器件，使用窄带LED和光电传感器等常用元器件即可实现光谱采集，降低了检测探头的生产成本；

（2）本实用新型便于更换，可根据检测需求更换具有不同中心波长的窄带LED和不同敏感波段的光电传感器，可实现一台光谱仪器对不同样本的检测;

（3）本实用新型考虑到光电传感器与发光阵列的相对高度对光谱检测精度的影响，通过齿轮齿条机构精准控制相对高度，便于确定最佳参数，从而提高光谱检测精度。

附图说明

图1是本实用新型的轴侧图；

图2是本实用新型的齿轮齿条机构、光电传感器、套筒和固定板结构剖视图；

图3是本实用新型的除齿轮齿条机构、套筒外的结构剖视图；

图4是本实用新型的具体实施方式示意图；

附图标记说明：

1-齿轮齿条机构；2-锁止机构；3-套筒；4-固定板；5-挡光板；6-隔离板；7-光源固定座；8-光学透镜；9-M4螺纹孔；10-光电传感器；11-发光阵列；12-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、图2、图3和图4所示，一种可调节感光距离的漫反射光谱检测探头，其特征在于，包括齿轮齿条机构（1）、锁止机构（2）、套筒（3）、固定板（4）、挡光板（5）、隔离板（6）、光源固定座（7）、光学透镜（8）、光电传感器（10）、发光阵列（11）；所述齿轮齿条机构（1）可通过旋钮实现齿条的轴向运动，并通过所述锁止机构（2）实现轴向锁止；所述套筒（3）呈圆筒状，一端进行平面处理，与齿轮齿条机构端面配合，保证套筒（3）轴线与齿条轴线重合；所述套筒（3）另一端设置有螺纹孔，通过螺钉与固定板（4）连接；所述固定板（4）、挡光板（5）、隔离板（6）和光源固定座（7）通过螺栓紧固联结，配合端面均为凸缘凹槽结构，用于防止外部环境光干扰；所述光学透镜（8）安装在光源固定座（7）底部；所述光电传感器（10）安装在齿轮齿条机构（1）的齿条上，可实现轴向运动；所述光源固定座（7）内部设置有阵列圆形通孔，用于固定发光阵列（11）；所述发光阵列（11）由10个窄带LED灯珠组成，均匀分布在光源固定座（7）上，并与光源固定座（7）的阵列通孔同心。

优选地，所述光源固定座（7）内部阵列通孔轴线均与端面呈45度角，确保发光阵列（11）的发光轴线集中于一点。

优选地，所述发光阵列（11）为窄带LED灯珠，具有发光角度小、波长范围窄的特点，所述光电传感器（10）在发光阵列（11）波长范围内的灵敏度较高。

优选地，所述光电传感器（10）和发光阵列（11）导线均通过套筒（3）、固定板（4）、挡光板（5）和隔离板（6）预留导线孔引出。

优选地，锁止机构（2）通过凸轮锁止结构，实现齿轮齿条机构（1）齿轮与齿条相对位置的锁止。

工作时，如图4所示，首先调整齿轮齿条机构（1），通过锁止机构（2）固定，使得光电传感器（10）与发光阵列（11）保持在一相对高度，光谱检测仪控制点亮检测探头的发光阵列（11）中的一个发光二极管并出射特定波长的光，光以45度角发光轴线照向待测物体（12），随后产生的漫反射光进入光电传感器（10），并将光信号转换为电信号，传递给光谱仪进行后续处理，同理依次点亮发光阵列（11）中的其他发光二极管，即可得到待测物体在不同波长下的光谱特征。重复以上步骤，通过调整齿轮齿条机构（1），控制光电传感器（10）与发光阵列（11）的相对高度，即可得到不同感光距离下，待测物体在不同波长下的光谱特征。

本实用新型结构紧凑，并考虑到光电传感器与发光阵列的相对高度对漫反射光谱特征的影响，未使用滤光片等昂贵元器件，降低了光谱检测探头的生产成本。

本实用新型对于不同的检测对象和检测要求，可以直接更换具有不同中心波长的窄带LED，实现一台光谱检测设备对不同样本的检测，同时在检测探头部件损坏时，可实现低成本更换。

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)

1.一种可调节感光距离的漫反射光谱检测探头，其特征在于，包括齿轮齿条机构（1）、锁止机构（2）、套筒（3）、固定板（4）、挡光板（5）、隔离板（6）、光源固定座（7）、光学透镜（8）、光电传感器（10）、发光阵列（11）；所述齿轮齿条机构（1）可通过旋钮实现齿条的轴向运动，并通过所述锁止机构（2）实现轴向锁止；所述套筒（3）呈圆筒状，一端进行平面处理，与齿轮齿条机构端面配合，保证套筒（3）轴线与齿条轴线重合；所述套筒（3）另一端设置有螺纹孔，通过螺钉与固定板（4）连接；所述固定板（4）、挡光板（5）、隔离板（6）和光源固定座（7）通过螺栓紧固联结，配合端面均为凸缘凹槽结构，用于防止外部环境光干扰；所述光学透镜（8）安装在光源固定座（7）底部；所述光电传感器（10）安装在齿轮齿条机构（1）的齿条上，可实现轴向运动；所述光源固定座（7）内部设置有阵列圆形通孔，用于固定发光阵列（11）；所述发光阵列（11）由10个窄带LED灯珠组成，均匀分布在光源固定座（7）上，并与光源固定座（7）的阵列通孔同心。

2.根据权利要求1所述的一种可调节感光距离的漫反射光谱检测探头，其特征在于，所述光源固定座（7）内部阵列通孔轴线均与端面呈45度角，确保发光阵列（11）的发光轴线集中于一点。

3.根据权利要求1所述的一种可调节感光距离的漫反射光谱检测探头，其特征在于，所述发光阵列（11）为窄带LED灯珠，具有发光角度小、波长范围窄的特点，所述光电传感器（10）在发光阵列（11）波长范围内的灵敏度较高。

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