[實用新型]一種用于便攜式生物氣溶膠單粒子檢測儀的光路系統

有效

• 申請號: 201120116673.5
• 申請日: 2011-04-20
• 公開（公告）號: CN202033282U
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 劉毅;劉航;劉強;張曉清;孫躍
• 申請（專利權）人: 北京匯豐隆經濟技術開發有限公司
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/64;G01N21/49;G01N15/02
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;許淑芳

技術領域

本發明涉及生物檢測領域，具體而言，涉及一種用于便攜式生物氣溶膠單粒子檢測儀的光路系統。

背景技術

生物氣溶膠中的生物粒子在紫外光的照射下，會產生熒光和散射光，通過測量產生的熒光可得知生物氣溶膠的生物特性，而散射光的光強可以用來確定生物氣溶膠粒子的粒徑。

現有的生物氣溶膠單粒子檢測裝置(例如美國的TSI3312紫外激光空氣動力學生物氣溶膠粒子計數器)可以實時在線檢測空氣中是否具有生物氣溶膠粒子以及生物氣溶膠粒子的濃度和數量。

但現有的生物氣溶膠粒子檢測裝置存在的問題是：紫外光源大都采用激光器，其中固體激光器雖性能較好，但是其體積大、價格貴、操作復雜，不利于儀器的小型化和推廣；300-400nm的紫外半導體激光器目前處于研制階段，尚難投入使用；而大功率的紫外LED由于其體積小、價格低，目前已在顯示和光學檢測儀器中被廣泛使用，但是其較大的光束發散角限制了其在高精度檢測儀器中的應用。

實用新型內容

本實用新型為了克服上訴在先技術的缺點，提供了一種用于便攜式生物氣溶膠單粒子檢測儀的光路系統，該系統采用大功率的紫外LED做光源，并通過最優光路設計將光斑進行了很好的整形、聚焦，既能達到便攜式和低成本的目的，又不影響氣溶膠粒子各技術指標的檢測和精度。

為達到上述目的，本實用新型提供了一種用于便攜式生物氣溶膠單粒子檢測儀的光路系統，其包括：紫外光源、非球面的光束整形透鏡、聚焦透鏡、孔徑光闌、聚焦透鏡組、橢球鏡、上噴嘴、第一橢球面反射鏡、第二橢球面反射鏡、雪崩二極管和光電倍增管，其中

非球面的光束整形透鏡位于紫外光源的光路上，用于壓縮紫外光源發射的紫外光的發散角；

聚焦透鏡位于非球面的光束整形透鏡出射的光路上，用于對紫外光進行聚焦；

孔徑光闌位于聚焦透鏡的焦點處，與聚焦透鏡構成一空間濾波器，用于消除光束中分布的雜散光；

聚焦透鏡組依次位于孔徑光闌的光路上，用于將紫外光束進行聚焦，焦點位于橢球鏡的一個焦點處，且位于上噴嘴的下方；

上噴嘴與氣路系統相連接，待檢測的氣溶膠顆粒通過氣路系統由上噴嘴進入檢測區，其中，上噴嘴與光路相垂直，其交點處的區域即為檢測區；

第一橢球面反射鏡的一個焦點和第二橢球面反射鏡的一個焦點重合且位于檢測區，第一橢球面反射鏡用于收集散射光，第二橢球面反射鏡用于收集熒光；

雪崩二極管位于第一橢球面反射鏡的另一個焦點處，用于探測第一反射鏡收集的散射光，并將其傳送至控制及數據處理電路；

光電倍增管位于第二反射鏡的另一個焦點處，用于探測第二反射鏡收集的熒光，并將其傳送至控制及數據處理電路。

較佳的，紫外光源為發光二極管。

較佳的，上述便攜式生物氣溶膠單粒子檢測光路系統還包括：

柱面鏡，其位于聚焦透鏡組和橢球鏡之間。

較佳的，上述便攜式生物氣溶膠單粒子檢測光路系統還包括：

消光器，其位于檢測區后的光路上。

較佳的，上述光電倍增管前加裝了濾光片，濾光片的透射光譜范圍為400-600nm。

較佳的，上述聚焦透鏡組中透鏡的數目為4個。

上述實施例與現有技術相比，其整體結構簡單，易調節，功耗大幅降低，檢測靈敏度較高，使得整機更易實現便攜、小型化。

附圖說明

圖1為本實用新型一個實施例的用于便攜式生物氣溶膠單粒子檢測儀的光路系統的示意圖；

圖2為本實用新型一個實施例的用于便攜式生物氣溶膠單粒子檢測儀的光路系統中孔徑光闌濾除雜散光的效果對比；

圖3為本實用新型一個實施例的熒光、散射光收集檢測光路系統的示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

本實用新型的具體光路結構如圖1所示，主要有紫外激光照明光路、散射光收集光路和熒光收集光路，其技術解決方案如下：

①照明系統的光源為更加小型化的發光二極管(LED)，可為該檢測光路系統提供可長時間連續工作的光源，該光源發出的光束波長介于300-400nm之間，功率亦可滿足最終檢測的需要，其光束發散角在80-120°之間。