一种基于对称式均匀化光源的漫反射收集系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于对称式均匀化光源的漫反射收集系统，包括若干光源装置、若干第一光线处理装置、第二光线处理装置、光线收集装置和光谱检测装置。其优点在于，在光源装置的光线出射口设置第一光线处理装置，对光源装置发射的光线进行均匀化处理，使得照射于待测样品表面的光线强度更均匀；在光线收集装置的光线入射口设置第二光线处理装置，对待测样品反射的光线进行均匀化处理或聚焦处理，使得漫反射光收集效果好、光谱重复性好，从而提高光谱分析结果的准确性。光谱分析结果的准确性。光谱分析结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于对称式均匀化光源的漫反射收集系统


[0001]本技术涉及光学
，尤其涉及一种基于对称式均匀化光源的漫反射收集系统。

技术介绍

[0002]光谱分析可以根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量，在物质分析行业有着重要的意义和作用。
[0003]光谱分析中，对于均匀或透明的样品，常采用透射法测量光谱。而对于固态的待测样品，多采用漫反射法收集待测样品表面的漫反射光从而分析得到待测样品的光谱。因为同一样品每次装样条件的差别，改变了样品内部排列与分布情况，引起散射系数变化，导致光谱重复性差。样品粒度、密度和平整度都会影响漫反射光谱的重复性。漫反射光收集效果越好，测量得到的光谱的准确度越高，因此如何提高光谱重复性、优化漫反射光收集效果是光谱分析中的重点。
[0004]针对上述技术问题，中国专利CN208537398U公开了一种基于多光源的漫反射收集系统，其通过多光源的设置，使得投射到待测样品表面的光照强度更高也更均匀，使得漫反射光收集效果更好。然而，上述漫反射收集系统存在缺陷。例如，由于光源从反射碗中反射后并不是以相同强度照射于待测样品，使得光线的均匀度较差；光线被待测样品漫反射后，以杂乱无章的角度入射至光线收集装置中，导致漫反射光收集效果差、光谱的重复性差、光谱分析结果准确率低。
[0005]目前针对相关技术中存在的光线均匀度差、漫反射光收集效果差、光谱重复性差、光谱分析结果准确率低等问题，尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是针对现有技术中的不足，提供基于对称式均匀化光源的漫反射收集系统，以解决相关技术中存在的光线均匀度差、漫反射光收集效果差、光谱重复性差、光谱分析结果准确率低等问题。
[0007]为实现上述目的，本技术采取的技术方案是：
[0008]本技术提供一种基于对称式均匀化光源的漫反射收集系统，包括：
[0009]若干光源装置，若干所述光源装置对称设置于待测样品的同一侧，且每一所述光源装置与所述待测样品呈预设角度设置，用于向所述待测样品发射光线；
[0010]若干第一光线处理装置，所述第一光线处理装置设置于对应的所述光源装置的光线出射口位置，用于对所述光源装置发射的光线进行均匀化处理；
[0011]第二光线处理装置，所述第二光线处理装置设置于所述待测样品被若干所述光源装置照射的一侧，用于对经所述待测样品反射的光线进行处理；
[0012]光线收集装置，所述光线收集装置设置于所述待测样品被若干所述光源装置照射的一侧，并位于所述第二光线处理装置的下游，用于收集经所述第二光线处理装置处理后
的光线；
[0013]光谱检测装置，所述光谱检测装置与所述光线收集装置连接，用于对所述光线收集装置收集的光线进行光谱检测和光谱分析。
[0014]在其中的一些实施例中，若干所述光源装置发射的均匀化光线在所述待测样品的表面共同作用形成的被照射区域为椭圆形光斑，所述椭圆形光斑覆盖所述待测样品。
[0015]在其中的一些实施例中，所述光源装置包括：
[0016]反射单元，所述反射单元设置于所述待测样品的一侧，所述反射单元的光线出射口位置设置所述第一光线处理装置；
[0017]光源单元，所述光源单元设置于所述反射单元的焦点位置。
[0018]在其中的一些实施例中，所述反射单元的纵截面呈抛物线结构。
[0019]在其中的一些实施例中，所述反射单元的纵截面的第二端的宽度为1～3mm。
[0020]在其中的一些实施例中，所述反射单元的纵截面的第一端的宽度为18～20mm。
[0021]在其中的一些实施例中，所述反射单元的内表面为反射膜。
[0022]在其中的一些实施例中，所述光源单元为卤素钨灯。
[0023]在其中的一些实施例中，所述光源单元的功率为0～5W。
[0024]在其中的一些实施例中，所述光源单元的色温≥2800K。
[0025]在其中的一些实施例中，所述光源单元与所述待测样品之间的预设角度为锐角。
[0026]在其中的一些实施例中，所述光源单元与所述待测样品之间的预设角度为30～60
°
。
[0027]在其中的一些实施例中，所述第一光线处理装置包括：
[0028]第一匀光单元，所述第一匀光单元设置于对应的所述光源装置的光线出射口位置，用于对所述光源装置发射的光线进行均匀化处理。
[0029]在其中的一些实施例中，所述第一匀光单元由对感兴趣光谱波段透过率不小于80％的材料制备而成。
[0030]在其中的一些实施例中，所述第二光线处理装置包括：
[0031]第二匀光单元，所述第二匀光单元设置于所述待测样品被若干所述光源装置照射的一侧，用于对经所述待测样品反射的光线进行均匀化处理。
[0032]在其中的一些实施例中，所述第二匀光单元由对感兴趣光谱波段透过率不小于80％的材料制备而成。
[0033]在其中的一些实施例中，所述第二光线处理装置，包括：
[0034]透镜单元，所述透镜单元设置于所述待测样品被若干所述光源装置照射的一侧，所述透镜单元的焦点位置设置有所述光线收集装置的第一端，用于对经所述待测样品反射的光线进行聚焦处理。
[0035]在其中的一些实施例中，所述透镜单元为平凸透镜或双凸透镜。
[0036]在其中的一些实施例中，所述透镜单元的凸面是球面或非球面。
[0037]在其中的一些实施例中，所述透镜单元的焦距为0～15mm。
[0038]在其中的一些实施例中，所述光线收集装置包括：
[0039]光纤单元，所述光纤单元设置于所述待测样品被若干所述光源装置照射的一侧，并位于所述第二光线处理装置的下游；
[0040]两探头单元，两所述探头单元分别设置于所述光纤单元的端部，一所述探头单元正对所述待测样品并位于所述第二光线处理装置的下游，另一所述探头单元与所述光谱检测装置连接。
[0041]在其中的一些实施例中，所述光纤单元为单芯或多芯的多模石英光纤。
[0042]在其中的一些实施例中，所述光纤单元呈U型或螺旋型或盘旋型。
[0043]在其中的一些实施例中，所述光纤单元的光纤芯径为50～600μm。
[0044]在其中的一些实施例中，所述探头单元为SMA905或FC/APC。
[0045]在其中的一些实施例中，还包括：
[0046]固定装置，所述固定装置用于分别固定若干所述光源装置、所述光线收集装置。
[0047]在其中的一些实施例中，所述固定装置包括：
[0048]若干第一固定单元，所述第一固定单元与对应的所述光源装置连接，用于调节所述光源装置与所述待测样品之间的预设角度以及固定所述光源装置；
[0049]第二固定单元，所述第二固定单元与所述第二光线处理装置连接，用于固定所述第二光线处理装置；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于对称式均匀化光源的漫反射收集系统，其特征在于，包括：若干光源装置，若干所述光源装置对称设置于待测样品的同一侧，且每一所述光源装置与所述待测样品呈预设角度设置，用于向所述待测样品发射光线；若干第一光线处理装置，所述第一光线处理装置设置于对应的所述光源装置的光线出射口位置，用于对所述光源装置发射的光线进行均匀化处理；第二光线处理装置，所述第二光线处理装置设置于所述待测样品被若干所述光源装置照射的一侧，用于对经所述待测样品反射的光线进行处理；光线收集装置，所述光线收集装置设置于所述待测样品被若干所述光源装置照射的一侧，并位于所述第二光线处理装置的下游，用于收集经所述第二光线处理装置处理后的光线；光谱检测装置，所述光谱检测装置与所述光线收集装置连接，用于对所述光线收集装置收集的光线进行光谱检测和光谱分析。2.根据权利要求1所述的漫反射收集系统，其特征在于，所述光源装置包括：反射单元，所述反射单元设置于所述待测样品的一侧，所述反射单元的光线出射口位置设置所述第一光线处理装置；光源单元，所述光源单元设置于所述反射单元的焦点位置；和/或所述光线收集装置包括：光纤单元，所述光纤单元设置于所述待测样品被若干所述光源装置照射的一侧，并位于所述第二光线处理装置的下游；两探头单元，两所述探头单元分别设置于所述光纤单元的端部，一所述探头单元正对所述待测样品并位于所述第二光线处理装置的下游，另一所述探头单元与所述光谱检测装置连接。3.根据权利要求2所述的漫反射收集系统，其特征在于，所述反射单元的纵截面呈抛物线结构；和/或所述反射单元的纵截面的第二端的宽度为1～3mm；和/或所述反射单元的纵截面的第一端的宽度为18～20mm；和/或所述反射单元的内表面为反射膜；和/或所述光源单元为卤素钨灯；和/或所述光源单元的功率为0～5W；和/或所述光源单元的色温≥2800K；和/或所述光源单元与所述待测样品之间的预设角度为锐角；和/或所述光纤单元为单芯或多芯的多模石英光纤；和/或所述光纤单元呈U型或螺旋型或盘旋型；和/或所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亮亮，杨宗银，林涛，林新光，
申请(专利权)人：数谱科技浙江有限公司，
类型：新型
国别省市：