[發(fā)明專(zhuān)利]便攜式拉曼探頭及檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510745609.6
• 申請(qǐng)日: 2015-11-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105352934B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王慶艷;黃文倩;劉宸;楊桂燕
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/65
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/65
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

本發(fā)明涉及一種便攜式拉曼探頭及檢測(cè)裝置。該探頭包括：激發(fā)光纖、若干根近原位收集光纖、若干根非原位收集光纖、隔層、聚焦透鏡組、窗口和封裝外殼，其中：若干根近原位收集光纖環(huán)繞在激發(fā)光纖的周?chē)桓魧釉O(shè)置在若干根近原位收集光纖周?chē)糜趯⒎窃皇占饫w和近原位收集光纖隔開(kāi)一定距離；若干根非原位收集光纖環(huán)繞在隔層周?chē)⑶遗c若干根近原位收集光纖呈同心圓環(huán)排布；聚焦透鏡組設(shè)置在激發(fā)光纖和收集光纖的一端，其中心位于激發(fā)光纖的中心軸線上；窗口設(shè)置在聚焦透鏡組遠(yuǎn)離激發(fā)光纖的一側(cè)；封裝外殼設(shè)置在若干根非原位收集光纖、聚焦透鏡組以及窗口的周?chē)１景l(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、易于實(shí)現(xiàn)，便于隨身攜帶，更適合于田間和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)產(chǎn)品光譜檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種同時(shí)檢測(cè)果蔬表皮和內(nèi)部信息的便攜式拉曼探頭及檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)

國(guó)內(nèi)外已有研究將拉曼光譜技術(shù)應(yīng)用于果蔬中類(lèi)胡蘿卜素含量的檢測(cè)，并針對(duì)相關(guān)應(yīng)用研制了多種類(lèi)型的便攜式拉曼光譜檢測(cè)設(shè)備。拉曼光纖檢測(cè)探頭作為拉曼檢測(cè)設(shè)備的核心部件，其光路結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定了整個(gè)系統(tǒng)的性能。目前商品化的拉曼光纖探頭均為原位檢測(cè)結(jié)構(gòu)，即激發(fā)點(diǎn)與信號(hào)采集點(diǎn)為同一位置，這種方式只能檢測(cè)到果蔬表面的拉曼信號(hào)，而無(wú)法獲取果蔬內(nèi)部信息。為了能夠獲取表面以下的組織信息，需要進(jìn)行非原位檢測(cè)，即將激發(fā)點(diǎn)與探測(cè)點(diǎn)分開(kāi)，此時(shí)光子將進(jìn)入表皮，并在表皮下方的內(nèi)部組織中從激發(fā)點(diǎn)向探測(cè)點(diǎn)遷移，從而將所經(jīng)過(guò)路徑的光譜信息傳輸?shù)教綔y(cè)點(diǎn)處并被收集光纖所檢測(cè)。光子在果蔬內(nèi)部遷移路徑所達(dá)到的深度就代表了能夠檢測(cè)到的內(nèi)部組織深度。隨著激發(fā)-探測(cè)間距增加，光子傳輸深度也相應(yīng)增大，此時(shí)在表面區(qū)域檢測(cè)到的光譜信息中將以?xún)?nèi)部組織信息為主，同時(shí)大幅度消除了表皮的影響。

為了能夠?qū)咂焚|(zhì)進(jìn)行較為全面的表征，需要同時(shí)對(duì)果蔬表皮和內(nèi)部組織信息進(jìn)行檢測(cè)。現(xiàn)有技術(shù)中Pavel Matousek等人在2006年提出了一種同時(shí)進(jìn)行原位和非原位檢測(cè)的拉曼探頭，7根光纖排布于探頭中心，用于檢測(cè)原位拉曼信號(hào)；26根光纖呈環(huán)形排布于中心周?chē)糜跈z測(cè)非原位拉曼信號(hào)；在光纖輸出端所有光纖按照編號(hào)排布成一條直線，用于匹配光譜儀的入射狹縫。該研究所涉及的拉曼探頭僅能夠收集光譜信號(hào)，激發(fā)樣品需要額外引入激發(fā)光路，未能實(shí)現(xiàn)激發(fā)與檢測(cè)一體化，從而增加了系統(tǒng)調(diào)整的復(fù)雜性，難以滿足便攜式應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的其中一個(gè)目的在于提供一種同時(shí)檢測(cè)果蔬表皮和內(nèi)部信息的便攜式拉曼探頭及檢測(cè)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中需要引用額外的激發(fā)光路而無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)激發(fā)與檢測(cè)的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種便攜式拉曼探頭，包括：激發(fā)光纖、若干根近原位收集光纖、若干根非原位收集光纖、隔層、聚焦透鏡組、窗口和封裝外殼，其中：

所述若干根近原位收集光纖環(huán)繞在所述激發(fā)光纖的周?chē)?/p>

所述隔層設(shè)置在所述若干根近原位收集光纖周?chē)糜趯⒎窃皇占饫w和近原位收集光纖隔開(kāi)一定距離；

所述若干根非原位收集光纖環(huán)繞在所述隔層周?chē)⑶遗c所述若干根近原位收集光纖呈同心圓環(huán)排布；

所述聚焦透鏡組設(shè)置在所述激發(fā)光纖和收集光纖的一端，其中心位于所述激發(fā)光纖的中心軸線上；

所述窗口設(shè)置在所述聚焦透鏡組遠(yuǎn)離所述激發(fā)光纖的一側(cè)；

所述封裝外殼設(shè)置在所述若干根非原位收集光纖、所述聚焦透鏡組以及所述窗口的周?chē)糜诎菜黾ぐl(fā)光纖、所述若干根近原位收集光纖與所述若干根非原位收集光纖和固定所述聚焦透鏡組與所述窗口。

可選地，還包括觸發(fā)按鍵，所述觸發(fā)按鍵設(shè)置在所述封裝外殼中，其接線端子處設(shè)置有沿所述激發(fā)光纖的中心軸線方向排布的導(dǎo)線。

可選地，任意一根所述近原位收集光纖與任意一根所述非原位收集光纖的芯徑與數(shù)值孔徑相同。

可選地，所述近原位收集光纖與所述非原位收集光纖的芯徑為200μm，數(shù)值孔徑為0.37。