面扫探头系统和光谱仪技术方案

本公开涉及一种面扫探头系统和光谱仪，面扫探头系统包括：第一壳体，设置有导光孔，以供激发光束照入到第一壳体中，激发光束来自光谱仪的拉曼检测系统的通光孔；面扫光学模块，安装于第一壳体并且包括反射元件；MEMS模块，固定于第一壳体，并且包括MEMS驱动器和MEMS反射镜，MEMS驱动器驱动MEMS反射镜运动；以及物镜模块，固定于第一壳体并且包括准直透镜，从导光孔照入的激发光束经反射元件反射后朝向MEMS反射镜照射，并之后被MEMS反射镜反射为朝向准直透镜的像侧面照射的角度不同的多个平行光束。通过上述技术方案，本公开提供的面扫探头系统能够实现多点检测扫描，有益于提高光谱仪的操作安全性和检测精度。

【技术实现步骤摘要】
面扫探头系统和光谱仪
本公开涉及光谱仪
，具体地，涉及一种面扫探头系统和光谱仪。
技术介绍
光谱仪是一种能够将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，利用光谱仪可测得被检物质反射的光线，通过光谱仪中的光感元件将光信号转换为电信号传递至处理器，处理器将该电信号与光谱仪中的参照数据进行分析对比，从而识别被检物质。在识别物质的过程中，光谱仪中的激光发射器发出激发光束，经光学元件将激发光束聚焦为一点照射到待测物质后，会散射出不同的拉曼光谱，该拉曼光谱沿光学元件所限定的光路传播至光感元件，由光感元件将光信号转换为电信号传递至处理器，通过对拉曼光谱的分析，可以鉴别不同的物质。然而，由于激发光束的能量集中，会引燃易燃易爆物质，因此现有的光谱仪在检测易燃易爆物质时，安全性较低；并且由于单个检测点分析，因此光谱仪对混合物质的检测精度较低。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种面扫探头系统和光谱仪，该面扫探头系统能够实现多点检测扫描，有益于提高光谱仪的操作安全性和检测精度。为了实现上述目的，本公开提供一种面扫探头系统，所述面扫探头系统包括：第一壳体，所述第一壳体设置有导光孔，以供激发光束照入到所述第一壳体中，所述激发光束来自光谱仪的拉曼检测系统的通光孔；面扫光学模块，所述面扫光学模块安装于所述第一壳体，并且包括反射元件；MEMS模块，所述MEMS模块固定于所述第一壳体，并且包括MEMS驱动器和MEMS反射镜，所述微机电系统驱动器驱动所述MEMS反射镜运动；以及，物镜模块，该物镜模块固定于所述第一壳体，并且包括准直透镜，该准直透镜具有物侧面和像侧面，所述物侧面为平面或凹面，所述像侧面为凸面，其中，从所述导光孔照入的所述激发光束经所述反射元件反射后朝向所述MEMS反射镜照射，并之后被所述MEMS反射镜反射为朝向所述准直透镜的像侧面照射的角度不同的多个平行光束。可选地，所述MEMS模块具有由相垂直的X轴和Y轴限定的基准平面，所述MEMS驱动器驱动所述MEMS反射镜绕所述X轴和所述Y轴振动。可选地，所述面扫探头系统包括连接模块，所述连接模块包括连接杆，所述连接杆构造有中心轴孔并且具有彼此相对的第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部中的一者用于与所述拉曼检测系统可拆卸地连接，所述第一端部和第二端部中的另一者可拆卸地连接于所述第一壳体，并且使得所述通光孔、所述导光孔与所述中心轴孔同轴设置并连通，以使得所述激发光束从所述通光孔、经所述中心轴孔照入所述导光孔中。可选地，所述第一壳体设置有定位部，该定位部用于与所述拉曼检测系统的第二壳体的定位配合部相接合，以限制所述面扫探头系统相对于所述拉曼检测系统的姿态。可选地，所述定位部构造为从所述第一壳体向外延伸的定位柱，该定位柱具有异型截面，所述定位配合部构造为供所述定位柱插入的异型孔。可选地，所述拉曼检测系统的所述第二壳体上构造有供滤光片插入的装配孔，该装配孔用作所述异型孔。可选地，所述连接模块包括锁紧套，所述连接杆包括位于所述第一端部和所述第二端部之间的主体段，所述锁紧套具有中心沉孔，该中心沉孔具有大径孔段和小径孔段，所述第一端部构造有径向凸缘部，所述径向凸缘部间隙配合于所述大径孔段中，所述主体段的一部分间隙配合于所述小径孔段中，所述锁紧套的外周构造有第一外螺纹，所述第一壳体或所述第二壳体构造有连接孔，该连接孔构造有能够与所述第一外螺纹配合的第一内螺纹，所述连接孔与所述导光孔或所述通光孔一起构造为沉孔结构，且所述连接孔的孔径大于所述导光孔或所述通光孔的孔径，所述径向凸缘部具有抵接面，该抵接面用于抵顶于所述大径孔段和所述小径孔段之间的台阶面，所述抵接面与所述第一端部的端面在轴向上的距离不小于所述大径孔段在所述轴向上的尺寸，以使得所述第一端部的端面抵接于所述连接孔的底壁。可选地，所述第二端部构造有第二外螺纹，所述通光孔或所述导光孔中构造有第二内螺纹，所述第二外螺纹和所述第二内螺纹能够相互配合，以使得所述连接杆与相应的所述拉曼检测系统或所述面扫探头系统连接。可选地，所述连接模块包括套设在所述连接杆上的限位垫片，且所述第二端部与所述主体段之间设置有退刀槽，所述限位垫片部分容纳于所述退刀槽。可选地，所述中心轴孔在所述第一端部构造为内六角扳手配合部。可选地，所述物镜模块包括物镜筒体，该物镜筒体具有彼此相对的安装端和自由端，所述物镜筒体通过所述安装端可拆卸地连接于所述第一壳体或所述拉曼检测系统，所述准直透镜固定于所述安装端，所述物镜筒体在所述自由端构造有检测窗口，并且所述准直透镜的光轴中心到所述自由端的端面之间的距离等于所述准直透镜的焦距。可选地，所述物镜筒体包括检测帽和固定支架，所述检测窗口形成于所述检测帽的一端，所述检测帽的另一端与所述固定支架可拆卸地连接，所述准直透镜固定于所述固定支架，所述固定支架可拆卸地连接于所述第一壳体或所述拉曼检测系统。可选地，所述面扫光学模块包括保持支架和安装支架，所述反射元件固定在所述保持支架上且具有反射面，所述保持支架支撑在所述安装支架上，并且能够绕第一旋转轴线转动，所述安装支架安装在所述第一壳体上，并且能够绕第二旋转轴线转动，所述第一旋转轴线平行于所述反射面，所述第二旋转轴线垂直于所述第一旋转轴线且垂直于所述导光孔的轴线。可选地，所述第一旋转轴线与所述反射面重合，所述第一旋转轴线、所述第二旋转轴线和所述导光孔的中心轴线相交于一点，该点位于所述反射面上。可选地，所述保持支架构造为圆柱状结构，所述第一旋转轴线与所述圆柱状结构的中心轴线共线，所述安装支架构造有保持轴孔且构造有用于暴露部分所述保持支架的开口，以暴露所述反射元件；所述保持支架具有暴露在外的操作端，该操作端的端面构造有第一调节凹槽，该第一调节凹槽与所述第一旋转轴线相垂直。可选地，所述面扫光学模块包括锁止件，用于限制所述保持支架相对于所述安装支架的位置和姿态。可选地，所述锁止件构造为顶丝，该顶丝螺纹配合于所述安装支架并伸入到所述保持轴孔中。可选地，所述安装支架具有柱状的支撑主体以及固定部，所述支撑主体插入所述第二壳体中且具有暴露的外端面，该外端面上构造有第二调节凹槽，所述支撑主体的中心轴线与所述第二旋转轴线共线，所述固定部通过紧固件与所述第二壳体连接，并且构造为在所述紧固件松解时允许所述支撑主体转动、在所述紧固件拧紧时限制所述支撑主体的转动。可选地，所述固定部包括从所述支撑主体的外端部分径向地向外延伸的多个连接耳，多个所述连接耳在关于所述支撑主体的中心轴线的周向上间隔设置，每个所述连接耳均构造有弧形通孔，且每个所述弧形通孔的圆心重合且位于所述支撑主体的中心轴线上，每个弧形通孔对应设置有紧固件，以用于将所述安装支架连接于所述第一壳体，所述第二调节凹槽的深度方向以及所述弧形通孔的轴线方向与所述第二旋转轴线平行，所述圆心位于所述第二调节凹槽中且位于所述第二旋转轴线上。在上述技术方案的基础上，本公开还提供一种光谱仪，包括拉曼检测系统，所述光谱仪还包括上述面扫探头系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面扫探头系统，其特征在于，所述面扫探头系统(1)包括：/n第一壳体(10)，所述第一壳体(10)设置有导光孔(18)，以供激发光束照入到所述第一壳体(10)中，所述激发光束来自光谱仪的拉曼检测系统(2)的通光孔(22)；/n面扫光学模块，所述面扫光学模块安装于所述第一壳体(10)，并且包括反射元件(11)；/nMEMS模块(13)，所述MEMS模块(13)固定于所述第一壳体(10)，并且包括MEMS驱动器和MEMS反射镜(131)，所述MEMS驱动器驱动所述MEMS反射镜(131)运动；以及，/n物镜模块，该物镜模块固定于所述第一壳体(10)，并且包括准直透镜(12)，该准直透镜(12)具有物侧面和像侧面，所述物侧面为平面或凹面，所述像侧面为凸面，/n其中，从所述导光孔(18)照入的所述激发光束经所述反射元件(11)反射后朝向所述MEMS反射镜(131)照射，并之后被所述MEMS反射镜(131)反射为朝向所述准直透镜(12)的像侧面照射的角度不同的多个平行光束。/n

【技术特征摘要】
1.一种面扫探头系统，其特征在于，所述面扫探头系统(1)包括：
第一壳体(10)，所述第一壳体(10)设置有导光孔(18)，以供激发光束照入到所述第一壳体(10)中，所述激发光束来自光谱仪的拉曼检测系统(2)的通光孔(22)；
面扫光学模块，所述面扫光学模块安装于所述第一壳体(10)，并且包括反射元件(11)；
MEMS模块(13)，所述MEMS模块(13)固定于所述第一壳体(10)，并且包括MEMS驱动器和MEMS反射镜(131)，所述MEMS驱动器驱动所述MEMS反射镜(131)运动；以及，
物镜模块，该物镜模块固定于所述第一壳体(10)，并且包括准直透镜(12)，该准直透镜(12)具有物侧面和像侧面，所述物侧面为平面或凹面，所述像侧面为凸面，
其中，从所述导光孔(18)照入的所述激发光束经所述反射元件(11)反射后朝向所述MEMS反射镜(131)照射，并之后被所述MEMS反射镜(131)反射为朝向所述准直透镜(12)的像侧面照射的角度不同的多个平行光束。


2.根据权利要求1所述的面扫探头系统，其特征在于，所述MEMS模块(13)具有由相垂直的X轴和Y轴限定的基准平面，所述MEMS驱动器驱动所述MEMS反射镜(131)绕所述X轴和所述Y轴转动。


3.根据权利要求1所述的面扫探头系统，其特征在于，所述面扫探头系统(1)包括连接模块(3)，所述连接模块(3)包括连接杆(31)，所述连接杆(31)构造有中心轴孔(313)并且具有彼此相对的第一端部(311)和第二端部(312)，所述第一端部(311)和所述第二端部(312)中的一者用于与所述拉曼检测系统(2)可拆卸地连接，所述第一端部(311)和第二端部(312)中的另一者可拆卸地连接于所述第一壳体(10)，并且使得所述通光孔(22)、所述导光孔(18)与所述中心轴孔(313)同轴设置并连通，以使得所述激发光束从所述通光孔(22)、经所述中心轴孔(313)照入所述导光孔(18)中。


4.根据权利要求3所述的面扫探头系统，其特征在于，所述第一壳体(10)设置有定位部，该定位部用于与所述拉曼检测系统(2)的第二壳体(20)的定位配合部相接合，以限制所述面扫探头系统(1)相对于所述拉曼检测系统(2)的姿态。


5.根据权利要求4所述的面扫探头系统，其特征在于，所述定位部构造为从所述第一壳体(10)向外延伸的定位柱(101)，该定位柱(101)具有异型截面，所述定位配合部构造为供所述定位柱(101)插入的异型孔(21)。


6.根据权利要求5所述的面扫探头系统，其特征在于，所述拉曼检测系统(2)的所述第二壳体(20)上构造有供滤光片(241)插入的装配孔，该装配孔用作所述异型孔(21)。


7.根据权利要求4所述的面扫探头系统，其特征在于，所述连接模块(3)包括锁紧套(32)，所述连接杆(31)包括位于所述第一端部(311)和所述第二端部(312)之间的主体段(310)，
所述锁紧套(32)具有中心沉孔，该中心沉孔具有大径孔段和小径孔段，所述第一端部(311)构造有径向凸缘部，所述径向凸缘部间隙配合于所述大径孔段中，所述主体段(310)的一部分间隙配合于所述小径孔段中，
所述锁紧套(32)的外周构造有第一外螺纹，所述第一壳体(10)或所述第二壳体(20)构造有连接孔(102)，该连接孔(102)构造有能够与所述第一外螺纹配合的第一内螺纹，
所述连接孔(102)与所述导光孔(18)或所述通光孔(22)一起构造为沉孔结构，且所述连接孔(102)的孔径大于所述导光孔(18)或所述通光孔(22)的孔径，所述径向凸缘部具有抵接面(314)，该抵接面(314)用于抵顶于所述大径孔段和所述小径孔段之间的台阶面(321)，所述抵接面(314)与所述第一端部(311)的端面在轴向上的距离不小于所述大径孔段在所述轴向上的尺寸，以使得所述第一端部(311)的端面抵接于所述连接孔(102)的底壁。


8.根据权利要求7所述的面扫探头系统，其特征在于，所述第二端部(312)构造有第二外螺纹，所述通光孔(22)或所述导光孔(18)中构造有第二内螺纹，所述第二外螺纹和所述第二内螺纹能够相互配合，以使得所述连接杆(31)与相应的所述拉曼检测系统(2)或所述面扫探头系统(1)连接。


9.根据权利要求8所述的面扫探头系统，其特征在于，所述连接模块(3)包括套设在所述连...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳前海达闼云端智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44