[實用新型]一種手持式微型光譜儀

有效

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• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN206945134U
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 姜英杰;張韶華;任嬌;陳玲華;姚軍
• 申請（專利權）人: 蘇州奧榮光電有限公司
• 主分類號: G01J3/30
• 分類號: G01J3/30
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本實用新型涉及一種手持式微型光譜儀，屬于光譜測試技術領域。

背景技術

光譜儀通過對光信息的抓取和分析，檢測物品中含有何種元素，這種技術被廣泛應用于空氣污染、水污染、食品衛(wèi)生、金屬工業(yè)等檢測中。現(xiàn)有設備中，傳統(tǒng)的光譜儀體積較大、使用條件苛刻、造價昂貴，只能限制在實驗室內使用，不適于隨身攜帶檢測。另外，目前常用的光譜儀的光學元件主要有狹縫、準直反射鏡、光柵、聚焦反射鏡和光學探測器，使用時被測光源直接正對狹縫入射，光源能量利用率低。

發(fā)明內容

目的：為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，本實用新型提供一種手持式微型光譜儀。

技術方案：為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：

一種手持式微型光譜儀，包括光學系統(tǒng)、信號處理模塊、顯示屏、電源和外殼，所述光學系統(tǒng)包括光錐、反射鏡、狹縫、準直反射鏡、光柵、聚焦反射鏡、光電探測器；沿光路入射方向依次設置光錐、反射鏡、狹縫、準直反射鏡、光柵、聚焦反射鏡和光電探測器；所述光電探測器置于聚焦反射鏡焦平面上；所述光電探測器與信號處理模塊的輸入端連接，信號處理模塊的輸出端與顯示屏連接；所述電源連接信號處理模塊和顯示屏；所述顯示屏安裝在外殼的外表面。

進一步地，所述光錐的組成材料為光纖材料，形狀為錐形，一面為寬面，一面為窄面。

進一步地，所述光錐的側邊涂覆黑色涂層。

進一步地，所述電源為可充電鋰電池。

進一步地，所述外殼上還設有電源開關，電源開關與電源電連接。

進一步地，所述外殼上設有一個透光窗口，光錐的光線入射面緊靠透光窗口設置。

有益效果：本實用新型提供的一種手持式微型光譜儀，在狹縫之前增加光錐及反射鏡，光錐為一面寬一面窄的錐形光學元件，可將大面積入射光源聚集于小面積，增加局部光強，最大程度提升光源的利用率，可對微弱光線進行檢測；本實用新型涉及的光學元件及探測器都選用微型器件，并構成交叉式光路結構，縮小光學系統(tǒng)占用的空間，有利于光譜儀器的微型化設計，使光譜儀便于攜帶，使用也更方便。

附圖說明

圖1為入射光經(jīng)過光錐、反射鏡及狹縫的光路示意圖；

圖2為入射光經(jīng)過狹縫后的光路示意圖；

圖3為本實用新型的內部結構示意圖；

圖4為本實用新型的外殼俯視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作更進一步的說明。

參閱圖1至圖4，一種手持式微型光譜儀，包括光學系統(tǒng)、信號處理模塊、顯示屏、電源和外殼，所述光學系統(tǒng)包括光錐1、反射鏡2、狹縫3、準直反射鏡4、光柵5、聚焦反射鏡6和光電探測器7，沿光路入射方向依次設置光錐1、反射鏡2、狹縫3、準直反射鏡4、光柵5、聚焦反射鏡6和光電探測器7，采用交叉式切尼-特納（Czerny-Turner）光路結構，如圖2所示。

所述光錐1為上寬下窄的錐形光學元件，依靠成千上萬光學纖維材料融合在一起形成的。光錐的兩個端面，可以都加工成圓形端面，或者都加工成方形端面，或者一面加工成圓形端面，一面加工成方形端面。為了使入射光盡可能都射向反射鏡，防止光錐漏光，可在光錐外涂覆黑色涂層。所述手持式微型光譜儀的外殼13上還設有一個透光窗口12，光錐1的光線入射面緊靠透光窗口12設置。

入射光透過外殼的透光窗口12射向光錐1的寬端面，經(jīng)過光錐1聚集后射向反射鏡2，經(jīng)反射鏡2反射的光線射向狹縫3，沿垂直狹縫面方向入射至準直反射鏡4，經(jīng)準直反射4反射后的光線射向光柵5，進行分光后入射至聚焦反射鏡6，最終經(jīng)分光并反射后的光線入射至光電探測器7的感光面，光電探測器7置于聚焦反射鏡焦平面上，尺寸大于或等于成像光斑大小。光電探測器7將采集到的光信號轉換為電信號，具體可采用CCD（電荷耦合元件）陣列光電探測器或CMOS（互補金屬氧化物半導體）陣列光電探測器。

光電探測器7與信號處理模塊8的輸入端通過電路線相連接，所述信號處理模塊8包括A/D轉換電路、基于STM32處理器的數(shù)據(jù)采集和分析電路；信號處理模塊8的輸出端與顯示屏10相連接，將數(shù)據(jù)處理得到的光譜信息呈現(xiàn)在顯示屏上，包括入射光源的相對光譜功率分布、色坐標、色溫等相關參數(shù)，便于測試者查看并分析測試結果。顯示屏10安裝設置在外殼13的外表面，顯示屏為觸摸屏；電源9與信號處理模塊8和顯示屏10電性連接，所述電源10為可充電鋰電池；所述手持式微型光譜儀的外殼13上還設有電源開關11，電源開關11與電源9連接，使電源可在供電狀態(tài)和斷電狀態(tài)間切換，進而控制光譜儀的開啟和關閉。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，其中實施例中涉及的電路線沒有在附圖中體現(xiàn)，但并不影響本領域技術人員結合說明書內容理解本實用新型。應當指出：對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。