一种用于新型冠状病毒拉曼检测的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于新型冠状病毒拉曼检测的装置，包括监测光学架、光谱仪和核心控制器；监测光学架用于激发待测样品的光谱信号，并采集待测样品的图像数据；光谱仪用于收集监测光学架激发的光谱信号，并将光学信号转化为数字信号，发送至核心控制器；核心控制器用于接收上位机的控制信号、监测光学架的图像数据以及光谱仪的数字信号，并调用神经网络模型对图像数据以及数字信号进行分析，得到检测结果。本发明专利技术的装置既可以完成实际拉曼光谱数据的采集工作，又可以控制硬件工作逻辑以及最终的数据分析工作，为完成大量控制系统装置数据管理，还提供有控制系统装置与数据云平台通讯交互功能，实现云平台实时检测与管理检测数据。据。据。

【技术实现步骤摘要】
一种用于新型冠状病毒拉曼检测的装置


[0001]本专利技术属于病毒检测
，具体涉及一种用于新型冠状病毒拉曼检测的装置。

技术介绍

[0002]新冠病毒快速标定与监测是当下疫情防控任务的迫切技术需要。不同的物质具有不同的拉曼特征峰，每种物质都具有其独特的拉曼光谱“指纹”。据此可以结合光谱分光器件和光谱采集仪器等探测拉曼光谱，达到定性和定量分析物质的目的。拉曼指纹峰作为新冠病毒光谱的特征信息可用于新冠病毒的身份识别。拉曼散射原理，是指一定频率的激光照射到样品表面时，物质分子因吸收了部分能量，进而发生不同方式或程度的振动，然后散射出较低频率的光。频率变化决定于散射物质特性，不同分子振动的方式是唯一的，因此可以产生特定频率的散射光，其光谱就称为“指纹光谱”，根据原理鉴别出组成物质的分子种类。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决准确检测的问题，提出了一种用于新型冠状病毒拉曼检测的装置。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种用于新型冠状病毒拉曼检测的装置包括监测光学架、光谱仪和核心控制器；
[0005]监测光学架用于激发待测样品的光谱信号，并采集待测样品的图像数据；
[0006]光谱仪用于收集监测光学架激发的光谱信号，并将光学信号转化为数字信号，发送至核心控制器；
[0007]核心控制器用于接收上位机的控制信号、监测光学架的图像数据以及光谱仪的数字信号，并调用神经网络模型对图像数据以及数字信号进行分析，得到检测结果。
[0008]进一步地，光谱仪包括谱仪CCD摄像机和光栅旋转台；
[0009]谱仪CCD摄像机用于收集不同波长的光谱信号，并将其转化为数字信号；
[0010]光栅旋转台用于调整反射光栅，改变谱仪CDD摄像机收集的光谱信号的波长范围。
[0011]进一步地，核心控制器包括三轴平移台控制器、激光器、光栅旋转台核心控制器和LED核心控制器；
[0012]激光器用于发射固定波长的激光至监测光学架，照射至待测样品表面；
[0013]三轴平移台控制器用于控制监测光学架的三轴平移台在水平平面上移动，将待测样品调整至激光的照射中心；其还用于控制监测光学架的成像相机镜头在竖直方向上移动，调整成像相机镜头的聚焦；
[0014]LED核心控制器用于对监测光学架上的LED进行开关控制。
[0015]进一步地，核心控制器的外部接口处设置有控制手柄接口，用于连接三轴平移台核心控制器的控制手柄，手动控制三轴平移台；
[0016]光栅旋转台核心控制器与光谱仪内的光栅旋转台连接，用于调整谱仪CCD摄像机所采集的光谱图的波长范围。
[0017]本专利技术的有益效果是：本专利技术的检测新型冠状病毒拉曼的装置既可以完成实际拉曼光谱数据的采集工作，又可以控制硬件工作逻辑以及最终的数据分析工作，为完成大量控制系统装置数据管理，还提供有控制系统装置与数据云平台通讯交互功能，实现云平台实时检测与管理检测数据。
附图说明
[0018]图1为用于新型冠状病毒拉曼检测的装置的结构图；
[0019]图2为用于新型冠状病毒拉曼检测的装置的接口示意图；
[0020]图3为用于检测新型冠状病毒拉曼的方法的流程图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本专利技术的实施例作进一步的说明。
[0022]如图1所示，本专利技术提供了一种用于新型冠状病毒拉曼检测的装置，包括监测光学架、光谱仪和核心控制器；
[0023]监测光学架用于激发待测样品的光谱信号，并采集待测样品的图像数据；
[0024]光谱仪用于收集监测光学架激发的光谱信号，并将光学信号转化为数字信号，发送至核心控制器；
[0025]核心控制器用于接收上位机的控制信号、监测光学架的图像数据以及光谱仪的数字信号，并调用神经网络模型对图像数据以及数字信号进行分析，得到检测结果。
[0026]在本专利技术实施例中，光谱仪包括谱仪CCD摄像机和光栅旋转台；
[0027]谱仪CCD摄像机用于收集不同波长的光谱信号，并将其转化为数字信号；
[0028]光栅旋转台用于调整反射光栅，改变谱仪CDD摄像机收集的光谱信号的波长范围。
[0029]光栅旋转台包括一个可以通过程序控制的旋转台和一个选择光谱的镜子。通过程序控制旋转台的转动，就可以达到调节反射光光栅的目的，最终实现改变谱仪CCD所接收到的光谱的波长范围。
[0030]在本专利技术实施例中，核心控制器包括三轴平移台控制器、激光器、光栅旋转台核心控制器和LED核心控制器；
[0031]激光器用于发射固定波长的激光至监测光学架，照射至待测样品表面；
[0032]三轴平移台控制器用于控制监测光学架的三轴平移台在水平平面上移动，将待测样品调整至激光的照射中心；其还用于控制监测光学架的成像相机镜头在竖直方向上移动，调整成像相机镜头的聚焦；
[0033]LED核心控制器用于对监测光学架上的LED进行开关控制。
[0034]在本专利技术实施例中，核心控制器的外部接口处设置有控制手柄接口，用于连接三轴平移台核心控制器的控制手柄，手动控制三轴平移台；
[0035]光栅旋转台核心控制器与光谱仪内的光栅旋转台连接，用于调整谱仪CCD摄像机所采集的光谱图的波长范围。
[0036]在本专利技术实施例中，检测装置主要分为控制系统硬件和上位机PC软件两个部分，
控制系统硬件部分负责完成实际拉曼光谱数据的采集工作，软件部分则用于控制硬件工作逻辑以及最终的数据分析工作。
[0037]对拉曼谱仪集成控制系统硬件部分主体进行划分，其中包括检测光学机架、光谱仪和核心控制器。模型示意如图1所示，系统连接接口如图2所示。
[0038]监测光学机架：这是基于拉曼光谱分析法的拉曼散射效应原理搭建而成的收集样品光谱信息的机架。
[0039]光学机架，基于显微平台，将光谱的“空间分辨率”提升到μm量级。表面增强拉曼光谱技术实现对新冠病毒的快速检测需要将激光能量集中到～1μm直径范围内，以实现对可能的“热点”区域的有效激发，由于病毒S蛋白散落的随机性，需要对样品表面进行多点的面扫，以确保捕捉到S蛋白拉曼信号。
[0040]光谱仪：这部分使用谱仪CCD摄像机，收集来自监测光学机架激发样品的光谱信号，通过调节光谱仪内部的旋转滑台，进而调整光栅，使谱仪CCD可以收集到不同波长的光谱信号。谱仪CCD在收集都来自监测光学机架的光学信号后，转化为数字信号发给核心控制器。
[0041]核心控制器：核心控制器模块内部集成了包括三轴平移台、激光器和光栅旋转台的核心控制器部分，并设计在核心控制器内部实现了LED的核心控制器。核心控制器模块一方面接收来自上位机电脑的控制信号输入，通过USB分线器将这些控制命令发送给核心控制器内部相应的实际核心控制器部分，然后这些核心控制器通过核心控制器向外连接的接口发送给监测光学机架和光谱仪上的实际设备。另一方面核心控制器接收来自监测光学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于新型冠状病毒拉曼检测的装置，其特征在于，包括监测光学架、光谱仪和核心控制器；所述监测光学架用于激发待测样品的光谱信号，并采集待测样品的图像数据；所述光谱仪用于收集监测光学架激发的光谱信号，并将光学信号转化为数字信号，发送至核心控制器；所述核心控制器用于接收上位机的控制信号、监测光学架的图像数据以及光谱仪的数字信号，并调用神经网络模型对图像数据以及数字信号进行分析，得到检测结果。2.根据权利要求1所述的用于新型冠状病毒拉曼检测的装置，其特征在于，所述光谱仪包括谱仪CCD摄像机和光栅旋转台；所述谱仪CCD摄像机用于收集不同波长的光谱信号，并将其转化为数字信号；所述光栅旋转台用于调整反射光栅，改变谱仪CDD摄像机收集的光谱信号的波长范围。3.根据权利要求1所述的用于新型冠状病毒拉曼检...

【专利技术属性】
技术研发人员：范全平，杨祖华，李强，魏来，路锦正，李钦源，陈勇，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：