[發(fā)明專利]基于移動智能終端的吸收和熒光光譜檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710245312.2
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN108731805B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 易長青;劉忠剛;蔣樂倫;葉睿;許樹佳;陳瓊燕
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/427;G01J3/02;G01J3/10;G01N21/31;G01N21/64
• 代理公司: 東莞市說文知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44330
• 代理人: 劉佳

1.一種基于移動智能終端的吸收和熒光光譜檢測裝置，其特征在于，包括：具有CCD攝像頭、觸控顯示屏和中央處理器的移動智能終端、光學(xué)傳感附件、將所述光學(xué)傳感附件安裝于移動智能終端上的適配器；所述光學(xué)傳感附件包括用于比色檢測模式的燈源一和用于熒光檢測模式的燈源二，燈源一的出射光路一與燈源二的出射光路二相互垂直；所述光學(xué)傳感附件還包括比色皿，所述比色皿與所述出射光路一和所述出射光路二同軸，所述燈源一為全光譜光源，所述燈源二的出射光激發(fā)所述比色皿內(nèi)的溶液產(chǎn)生檢測所需波長的熒光，所述光學(xué)傳感附件還包括在所述比色皿后端且沿所述出射光路一設(shè)置的反射鏡，所述出射光路一與所述反射鏡存在入射角，所述光學(xué)傳感附件還包括設(shè)置在所述CCD攝像頭與所述反射鏡之間的衍射光柵，經(jīng)比色皿且沿所述出射光路一的出射光經(jīng)過所述反射鏡反射后垂直入射所述衍射光柵，透過所述衍射光柵再衍射在CCD攝像頭上，所述光學(xué)傳感附件還包括燈源控制模塊，所述燈源控制模塊與每個燈源電路連接，分別控制每個燈源的開閉，所述光學(xué)傳感附件還包括聚焦透鏡一，所述聚焦透鏡一可插拔設(shè)置在所述反射鏡與所述比色皿之間，沿所述出射光路一的出射光經(jīng)過所述聚焦透鏡一后聚焦在所述反射鏡上，所述光學(xué)傳感附件還包括聚焦透鏡二，所述聚焦透鏡二可插拔設(shè)置在所述衍射光柵與所述反射鏡之間，沿所述出射光路一的出射光經(jīng)過所述反射鏡反射后，再經(jīng)過所述聚焦透鏡二聚焦在所述衍射光柵的表面；

所述移動智能終端包括主菜單模塊、光譜采集模塊、比色模塊、熒光模塊、濃度顯示模塊；所述主菜單模塊向所述燈源控制模塊發(fā)送選擇檢測模式指令，所述燈源控制模塊按照所述選擇檢測模式指令選擇所述燈源一或所述燈源二工作，當(dāng)所述燈源一或所述燈源二工作時，在所述比色皿沒有加入待測溶液或加入待測溶液兩種狀態(tài)下，所述主菜單模塊向所述光譜采集模塊發(fā)送光譜采集指令，所述光譜采集模塊按照所述光譜采集指令控制所述移動智能終端的所述CCD攝像頭拍照、獲取照片中每個像素的光強度、按照波長與像素之間的關(guān)系將所述光強度繪制成光譜圖、按照選擇檢測模式向所述比色模塊或所述熒光模塊發(fā)送所述光譜圖，所述比色模塊按照所述光譜圖獲取在沒有加入待測溶液或加入待測溶液兩種狀態(tài)下的兩個特定波長的光強度，再根據(jù)朗伯比爾定律公式獲取待測溶液在兩個特定波長處的吸光度，按照所述兩個特定波長處的吸光度的比值與待測物濃度之間的線性關(guān)系獲取待測物的濃度，所述熒光模塊獲取所述光譜圖中某一特定波長處光強度在沒有加入待測溶液或加入待測溶液兩種狀態(tài)下的相對變化值，按照所述相對變化值與待測溶液濃度之間的線性關(guān)系獲取待測溶液的濃度，所述濃度顯示模塊接收所述比色模塊或者所述熒光模塊發(fā)送的所述濃度，在所述移動智能終端的觸控顯示屏上顯示所述濃度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收和熒光光譜檢測裝置，其特征在于，所述光學(xué)傳感附件還包括可插拔設(shè)置在所述聚焦透鏡一與所述比色皿之間且與所述出射光路一同軸的可調(diào)孔徑大小的光圈，所述光圈可以控制沿所述出射光路一的出射光透過所述光圈后的出射光光量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸收和熒光光譜檢測裝置，其特征在于，所述移動智能終端還包括網(wǎng)絡(luò)共享模塊，所述濃度顯示模塊向所述網(wǎng)絡(luò)共享模塊發(fā)送所述濃度，所述網(wǎng)絡(luò)共享模塊將所接收的所述濃度發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)上。

4.如權(quán)利要求3所述的吸收和熒光光譜檢測裝置，其特征在于，所述的燈源一為全光譜LED燈；所述的燈源二為特定波長的LED燈或激光燈。

5.如權(quán)利要求4所述的吸收和熒光光譜檢測裝置，其特征在于，所述的聚焦透鏡一和所述聚焦透鏡二均為平凸透鏡，厚度均為1mm，直徑均為10mm，焦距分別為25mm和15mm；所述的反射鏡為平面反射鏡，厚度為1mm，直徑為10mm。

6.如權(quán)利要求5所述的吸收和熒光光譜檢測裝置，其特征在于，所述的衍射光柵為透射光柵，厚度為2mm，直徑為10mm，其線數(shù)不小于1200lines/mm。

7.如權(quán)利要求6所述的吸收和熒光光譜檢測裝置，其特征在于，所述燈源一和所述燈源二通過電路與所述移動智能終端的USB接口相連，由所述移動智能終端的電池給所述燈源一和所述燈源二供電。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的吸收和熒光光譜檢測裝置，其特征在于，當(dāng)吸收和熒光光譜檢測裝置需要校正時，將燈源一由全光譜燈源按照波長從小到大的順序依次替換為波長分別為405nm、450nm、532nm、650nm的激光燈，在每一次激光燈開啟之后，在所述比色皿中沒有待測溶液的狀態(tài)下，所述主菜單模塊向所述光譜采集模塊發(fā)送光譜采集指令，所述光譜采集模塊控制所述CCD攝像頭進行拍照，記錄當(dāng)前燈源的出射光在照片中的像素位置，按照所記錄的四個所述像素位置進行線性擬合，所述光譜采集模塊得到波長與像素之間的關(guān)系，然后將燈源一替換回全光譜燈源，所述主菜單模塊向所述燈源控制模塊發(fā)送選擇檢測模式指令。