一种便携式漫反射光谱仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种便携式漫反射光谱仪，包括光源、凸透镜环、反光灯罩、第一聚光透镜、准直透镜、截止滤光片阵列、第二聚光透镜阵列、探测器阵列和信号处理模块；光源位于第一聚光透镜的周围，第一聚光透镜后方依次设有准直透镜、截止滤光片阵列、第二聚光透镜阵列和探测器阵列，探测器后方电性连接有信号处理模块；光源将光投射向被检测物体，被测物体表面通过漫反射将光反射依次通过第一聚光透镜、准直透镜、截止滤光片阵列、第二聚光透镜阵列和探测器阵列，最终将光信号转换为电信号送到信号处理模块进行处理；该漫反射光谱仪结构简单、体积较小、获取数据快速、采集方式便捷。采集方式便捷。采集方式便捷。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式漫反射光谱仪


[0001]本技术属于光谱仪
，尤其是涉及一种便携式漫反射光谱仪。

技术介绍

[0002]漫反射是光投射在不光滑物体表面上后发生了各个方向反射的现象，一般物体的表面多粗糙不平，入射光线虽然为平行光线，但反射后的光线仍向各个方向分散；漫反射光是进入样品内部后，经过多次反射、折射、散射及吸收后返回样品表面的光，可以携带有丰富的样品内部结构和组织信息。
[0003]现有技术中的光谱仪大多数为工业机器或台式仪器，结构往往比较复杂或为多个光谱仪组合而成，设备体积较大，给运输和使用都带来了不便；此外，这些光谱仪的采集模块获取数据也不够快速和便捷，给光谱分析过程带来了一定的困难。

技术实现思路

[0004]本技术是为了克服现有技术的不足，提供一种便携式漫反射光谱仪，用以解决现有技术中光谱仪设备体积较大、不易携带、运输和使用不便以及采集不快速便捷等缺点。
[0005]为了实现上述目的，本技术提供的技术方案如下：一种便携式漫反射光谱仪，包括光源、第一聚光透镜、准直透镜、截止滤光片阵列、第二聚光透镜阵列、探测器阵列、信号处理模块、凸透镜环和反光灯罩；光源位于第一聚光透镜的周围，第一聚光透镜后方依次设有准直透镜、截止滤光片阵列、第二聚光透镜阵列和探测器阵列；光源为由LED灯珠组成的复合式光源，各LED灯珠均匀分布在第一聚光透镜的周围并位于第一聚光镜中轴所在平面上；光源外侧设有凸透镜环，凸透镜环位于第一聚光镜中轴所在平面的正前方，使光源尽可能地发散以扩大光照面积；光源和凸透镜环之间形成光通道，可以避免光源直接进入第一聚光透镜；凸透镜环外侧设有反光灯罩，所述反光灯罩内侧为光滑的球面，内表面具有超高反射和散射的特性，对光有很好的反射作用，最终尽可能使得所有来自于光源的光都经过待测物体表面的漫反射作用后投射至第一聚光透镜；第一聚光透镜后方设有准直透镜，准直透镜的受光面积同第一聚光镜的受光面积大致相同，其焦点与第一聚光透镜的焦点重合，以尽可能地接收到通过第一聚光透镜的光；准直透镜后方设有截止滤光片阵列，截止滤光片阵列对光进行过滤后得到不同特定波长范围的光；截止滤光的正后方设有第二聚光透镜阵列，对各特定波长范围起到会聚作用；第二聚光透镜阵列正后方设有探测器阵列，所述探测器可以选择单点光电二极管或者是硅光电池，以将光信号转换为电信号；为最大限度地采集到光信息的同时尽可能地减小信号损失，探测器阵列中各探测器设在第二聚光透镜阵列中各第二聚光透镜的焦点处，且使得第二聚光镜阵列中的每一个聚光镜都设置在探测器阵列中的每一个探测器阵列受光窗正前方；滤光片阵列、第二聚光透镜阵列和探测器阵列三者各个单元相互独立并且一一对应；探测器阵列后方连接有信号处理模块，对探测器转换得到的电信号进行存储、处理和分析。
[0006]相比现有技术，本技术的有益效果在于：本技术提供的一种便携式漫反射光谱仪利用理想的成像光路结构，采用了不同特征波长的截止滤光片，起到了很好的分光作用并且具有一定的光谱分辨精度；所述光谱仪在使用上能够进行现场检测，实现快速无损检测，无需送抵实验室，大大提高了采集和检测效率；所述光谱仪整体结构紧凑，整体设计缩小了光谱仪的体积，便于小型化，更容易携带，具有较为广阔的市场前景。
附图说明
[0007]图1为本技术整体结构剖面图以及光路图。
[0008]图2为本技术整体结构立体图。
[0009]图中：1光源、101LED灯珠、102凸透镜环、103反光灯罩、2第一聚光透镜、3准直透镜、4截止滤光片阵列、5第二聚光透镜阵列、6探测器阵列、7信号处理模块
具体实施方式
[0010]下面将结合本技术实例中的附图，对本技术实例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0011]在本技术的描述当中，需要理解的是，术语“前方”、“后方”、“正前方”、“正后方”、“周围”、“内侧”以及“外侧”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术，而不是指示或者暗示所指装置或者原件必须具有也特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0012]如图1和图2所示的一种便携式漫反射光谱仪，包括光源1、101LED灯珠、102凸透镜环、103反光灯罩、第一聚光透镜2、准直透镜3、截止滤光片阵列4、第二聚光透镜阵列5、探测器阵列6以及信号处理模块7；光源1中LED灯珠101位于第一聚光透镜2的周围并在第一聚光透镜2中轴所在平面上，LED灯珠101外侧设有凸透镜环102，凸透镜102环位于第一聚光透镜2中轴所在平面的正前方，凸透镜环102外侧设有反光灯罩103，第一聚光透镜2焦点和准直透镜3的焦点重合，准直透镜3后方依次设有截止滤光片阵列4、第二聚光透镜阵列5和探测器阵列6，且各截止滤光片的焦点位于各第二聚光透镜的正前方，各探测器位于各第二聚光透镜的焦点处，探测器阵列6后方电性连接有信号处理模块7；
[0013]本技术的工作原理是：选择待测物体的的待测部位和并将其固定好，打开光源1，光源1发出的光通过凸透镜环102得以发散使光投射至待测物体的待测部位，待测物体表面受到光照后通过被测物体表面发生的漫反射作用将大部分的光投射到到第一聚光透镜2，另外一小部分光将被投射到位于凸透镜环102外侧的反光灯罩103上，通过反光灯罩103将光再反射到待测物体表面，最后将所有的光都投射至第一聚光透镜2；第一聚光透镜2使光聚焦后并投射至准直透镜3，准直透镜3对光进行准直处理后得到一组平行光并投射至截止滤光片阵列4，截止滤光片阵列4中不同的截止滤光片对光进行过滤后得到处于不同波长范围的光，再通过第二聚光透镜阵列5将这些处于不同波长范围的光分别聚焦并投射在探测器阵列6中各探测器的受光窗得以将光信号转换为电信号，最后电信号再由信号处理模块7进行处理和分析；
[0014]以上所述仅为本技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技
术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形所获得的所有其他实施例，这些改进和变形应视为本技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便携式漫反射光谱仪，包括光源、凸透镜环、反光灯罩、第一聚光透镜、准直透镜、截止滤光片阵列、第二聚光透镜阵列、探测器阵列和信号处理模块；光源位于第一聚光透镜的周围，第一聚光透镜后方依次设有准直透镜、截止滤光片阵列、第二聚光透镜阵列和探测器阵列，探测器后方电性连接有信号处理模块。2.如权利要求1所述的一种便携式漫反射光谱仪，其特征在于：所述第一聚光透镜焦点和所述准直透镜的焦点重合。3.如权利要求1所述的一种便携式漫反射光谱仪，其特征在于：所述截止滤光片阵列中各截止滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：程晋亮，陈华才，胡锦召，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：新型
国别省市：