一种多路光电检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术一种多路光电检测装置，涉及即利用红外光、可见光或紫外光来测试或分析材料的光电检测装置，包括光源信号部分、光信号传递部分、光电信号转换部分和信号采集处理部分；该装置基于光导纤维作为光的传输介质，使光源发出的光通过光导纤维传至相应被测目标，用步进电机带动旋转杆转动实现不同光纤通道的切换实现对不同被测目标准确定位的一种多路光电检测装置，克服了现有的多路光电检测装置大多要采用多个光电检测元件，不具有稳定性和一致性的光学系统，并且抗电磁干扰和噪声干扰的能力差的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的技术方案涉及即利用红外光、可见光或紫外光来测试或分析材料的光电检测装置，具体地说是一种多路光电检测装置。
技术介绍
现有的多路光电检测装置大多要采用多个光电检测元件，不具有稳定性和一致性的光学系统，并且抗电磁干扰和噪声干扰的能力差；另外，有些现有的多路光电检测装置是通过电路的设计来实现通道的选择，这种方法增加了电路设计的难度；也还有一些现有的多路光电检测装置是基于光学重排、准直、聚焦系统的多路传输装置，此类装置光束的光学多路传输的光利用率很低，光难以真正准直，且空间占用量大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种多路光电检测装置，是基于光导纤维作为光的传输介质，使光源发出的光通过光导纤维传至相应被测目标，用步进电机带动旋转杆转动实现不同光纤通道的切换实现对不同被测目标准确定位的一种多路光电检测装置， 克服了现有的多路光电检测装置大多要采用多个光电检测元件，不具有稳定性和一致性的光学系统，并且抗电磁干扰和噪声干扰的能力差的缺点。本专利技术解决该技术问题所采用的技术方案是一种多路光电检测装置，包括光源信号部分、光信号传递部分、光电信号转换部分和信号采集处理部分；其中，光源信号部分为LED光源，光信号传递部分由光导纤维束、光纤插盘、旋转杆和步进电机构成，光电信号转换部分由光电池和调理电路构成，信号采集处理部分包括采集卡、计算机的接口适配器和计算机；LED光源安装在旋转杆末端的孔内，并对准光纤插盘的一个孔道，光纤插盘和旋转杆通过螺钉被分别固定在步进电机的中轴上，光导纤维束的输入端用夹具固定在光纤插盘的孔道前并对准孔道，光导纤维束的中端则引至被测目标物，用夹具固定于被测目标物前，光电池固定在光导纤维束的输出端，经过光电池转换后的电信号送入调理电路的输入端，调理电路的输出端接入采集卡的输入连接端，采集卡的数字量输出连接端连接计算机， 计算机的接口适配器的I/O 口与步进电机的脉冲输入端相连，同时计算机的接口适配器的接口适配器连接至计算机的串口端。上述一种多路光电检测装置，其中构成部件的安置顺序及光电信号的传递线路选用以下两种方式中的任意一种第一种安置顺序及光电信号的传递线路是，将光导纤维束的输入端用夹具固定在光纤插盘的孔道前并对准孔道，作为LED光源所发出的光线的输入端，LED光源对准光纤插盘的一个孔道，LED光源发出的光线通过光导纤维束传送，聚焦于被测目标物，透过被测目标物的光再通过光导纤维束传送至置于光导纤维束输出端的光电池，并被光电池接收，通过光电池将光信号转换成电信号以后，将该电信号送入调理电路，调理电路对输入的电信号进行调制、解调和放大以后再传至采集卡并被采集变为相应的数字量，采集卡再把该数字量送到计算机进行处理，计算机对计算机的接口适配器进行控制，并通过计算机的接口适配器控制步进电机，步进电机带动旋转杆转动，进而实现各个光线通道的切换。第二种安置顺序及光电信号的传递线路是，把透镜固定在LED光源前，再将光导纤维束的输入端与被透镜均勻化以后的光对准，作为光源的输入端，LED光源发出的光线经过透镜，然后再将均勻化以后的光线通过光导纤维束传送，聚焦于被测目标物，光导纤维束的另一端用夹具固定于光纤插盘的孔道前并对准孔道，透过被测目标物的光又通过光导纤维束传送至置于对准光纤插盘的一个孔道的光电池，并被光电池接收，通过光电池将光信号转换成电信号以后，将该电信号送入调理电路，调理电路对输入的电信号进行调制、解调和放大以后再传至采集卡并被采集变为相应的数字量，采集卡再把该数字量送到计算机进行处理，计算机对计算机的接口适配器进行控制，并通过计算机的接口适配器控制步进电机，步进电机带动旋转杆转动，进而实现各个光线通道的切换。上述一种多路光电检测装置，所述光纤插盘是边长为IOOmm和厚度为6mm的正方形铝板，在该铝板中心为圆心，直径为90mm的圆上均勻分布着50个大小相同的直径均为 3mm的圆形孔道，在分别距离铝板中心22mm的四个角上各设有一个直径为2. 5mm螺孔，该每个螺孔的相互间距为31mm，在铝板边缘四个角上各设有一个直径为2. 5mm螺孔，该每个螺孔的相互间距为88mm，在铝板中心开有一个直径为22mm的通孔。上述一种多路光电检测装置，所述旋转杆的长度为100mm、宽度为15mm和厚度为 8mm,在旋转杆的正面的中心位置有一个直径为5mm的孔，在其末端有一个直径为3mm的孔， 在旋转杆的侧面设计有一个直径为2mm螺纹孔。上述一种多路光电检测装置，所述调理电路由反相输入型I/V变换电路、电压跟随电路、相敏检波电路和同相放大电路构成，其中，反相输入型I/V变换电路如图8所示，电压跟随电路如图9所示，相敏检波电路如图10所示，同相放大电路如图11所示。上述一种多路光电检测装置，所述采集卡为多功能数据采集卡USB2813A，计算机是普通的PC机，计算机的接口适配器是公知的，均可通过商购得到。本专利技术的有益效果是本专利技术一种多路光电检测装置的实质性特点和显著进步如下(1)将光导纤维作为光的传输介质，它的电磁绝缘性能好，信号衰减小，频带较宽， 传输距离较长，抗干扰能力强；(2)本专利技术提供了一种多路光纤插盘与旋转杆配合的机械结构，其功能是当旋转杆在被步进电机带动旋转的控制下将LED光源发出的光经光导纤维有选择地传输并聚焦到被测目标物上，实现了不同光导纤维通道的切换和对不同被测目标物的准确定位，又实现了光导纤维与LED光源适配，为此本专利技术装置只使用一套光电检测装置，就实现了多路光信号的检测，从而减少了现有多路光电检测装置的多光源之间的不一致性。另外，考虑到由光导纤维传输的光可能发生不均勻性，会影响光电检测的结果，本专利技术提供了部件的安置顺序及光电信号的传递线路的两种方式。两者不同的是，交换了光电池与光源的位置。其中一种方式是先通过透镜聚焦散射光线，由于LED发出的光不一定是理想的均勻光线，因此，首先用透镜1 将LED发出的平行光聚焦于此透镜的焦点上，另外通过合理布置透镜12a与透镜12b的位置，使聚焦于透镜1 焦点的光线经过透镜12b 以后恰好能平行出射，得到理想的均勻光线后将光送入光导纤维束，再聚焦照射到被测目标物上，这样就保证了光导纤维传输的光的均勻性；(3)本专利技术装置使用冷光源作为发光器件，具有十分优良的光学和变闪特性，并且避免了由于热量积累所引起的一系列问题，具有高效、节能、环保的特性；(4)本专利技术装置还提供了调理电路，它包括I/V变换电路、电压跟随电路、相敏检波电路和同相放大电路，以此实现对电信号的测量与控制；(5)本专利技术装置通过计算机完成集成管理和控制，采用计算机为系统的控制核心， 并在计算机的基础上采用数据采集卡来完善采集控制功能。在选择数据采集卡采集信号时，必须考虑很多因素，例如输入输出配置、信号输入范围、采样频率、分辨率和转换精度等。综合以上考虑，本专利技术装置采用多功能数据采集卡USB2813A实现对信号的采集和控制。USB2813A采集卡是一种基于USB总线的数据采集卡，可直接和计算机的USB接口相连， 构成实验室和产品质量检测中心等各种领域的数据采集、波形分析和系统处理系统。通过 USB2813A采集卡、计算机的接口适配器与计算机之间的交互信息，实现对输入光信号的采集、存储、分析、处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种多路光电检测装置，其特征在于：包括光源信号部分、光信号传递部分、光电信号转换部分和信号采集处理部分；其中，光源信号部分为ＬＥＤ光源，光信号传递部分由光导纤维束、光纤插盘、旋转杆和步进电机构成，光电信号转换部分由光电池和调理电路构成，信号采集处理部分包括采集卡、计算机的接口适配器和计算机；ＬＥＤ光源安装在旋转杆末端的孔内，并对准光纤插盘的一个孔道，光纤插盘和旋转杆通过螺钉被分别固定在步进电机的中轴上，光导纤维束的输入端用夹具固定在光纤插盘的孔道前并对准孔道，光导纤维束的中端则引至被测目标物，用夹具固定于被测目标物前，光电池固定在光导纤维束的输出端，经过光电池转换后的电信号送入调理电路的输入端，调理电路的输出端接入采集卡的输入连接端，采集卡的数字量输出连接端连接计算机，计算机的接口适配器的Ｉ／Ｏ口与步进电机的脉冲输入端相连，同时计算机的接口适配器的接口适配器连接至计算机的串口端。

【技术特征摘要】
1.一种多路光电检测装置，其特征在于包括光源信号部分、光信号传递部分、光电信号转换部分和信号采集处理部分；其中，光源信号部分为LED光源，光信号传递部分由光导纤维束、光纤插盘、旋转杆和步进电机构成，光电信号转换部分由光电池和调理电路构成， 信号采集处理部分包括采集卡、计算机的接口适配器和计算机；LED光源安装在旋转杆末端的孔内，并对准光纤插盘的一个孔道，光纤插盘和旋转杆通过螺钉被分别固定在步进电机的中轴上，光导纤维束的输入端用夹具固定在光纤插盘的孔道前并对准孔道，光导纤维束的中端则引至被测目标物，用夹具固定于被测目标物前，光电池固定在光导纤维束的输出端，经过光电池转换后的电信号送入调理电路的输入端，调理电路的输出端接入采集卡的输入连接端，采集卡的数字量输出连接端连接计算机，计算机的接口适配器的I/O 口与步进电机的脉冲输入端相连，同时计算机的接口适配器的接口适配器连接至计算机的串口端。2.根据权利要求1所述一种多路光电检测装置，其特征在于其中构成部件的安置顺序及光电信号的传递线路选用以下两种方式中的任意一种第一种安置顺序及光电信号的传递线路是，将光导纤维束的输入端用夹具固定在光纤插盘的孔道前并对准孔道，作为LED光源所发出的光线的输入端，LED光源对准光纤插盘的一个孔道，LED光源发出的光线通过光导纤维束传送，聚焦于被测目标物，透过被测目标物的光再通过光导纤维束传送至置于光导纤维束输出端的光电池，并被光电池接收，通过光电池将光信号转换成电信号以后，将该电信号送入调理电路，调理电路对输入的电信号进行调制、解调和放大以后再传至采集卡并被采集变为相应的数字量，采集卡再把该数字量送到计算机进行处理，计算机对计算机的接口适配器进行控制，并通过计算机的接口适配器控制步进电机，步进电机带动旋转杆转动，进而实现各个光线通道的切换。第二种安置顺序及光电信号的传递线路是，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张思祥，周围，柳保，常银霞，王英丽，肖亚静，张宗华，万峰，冉多钢，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：12