[實用新型]一種測量液體成分光譜特性的光譜探測儀

有效

• 申請號: 201821335638.0
• 申請日: 2018-08-20
• 公開（公告）號: CN208902604U
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 何志平;徐睿;陳小文;吳金才;王振動;姬忠鵬;李春來;舒嶸
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G01N21/59
• 分類號: G01N21/59;G01N21/01
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 郭英

1.一種測量液體成分光譜特性的光譜探測儀，包括防塵遮光模塊(1)、光譜分析模塊(2)、數據采集與控制模塊(3)；其特征在于：

所述的防塵遮光模塊(1)由儀器上蓋(101)和儀器下蓋(102)組成；儀器上蓋(101)保護防止灰塵污染光路并方便待測樣品的插入；儀器下蓋(102)保護防止外界因素污染電路并同時固定封裝電路；當儀器探測時直接通過儀器上蓋(101)上預留的樣品孔將樣品插入儀器進行探測；

所述的光譜分析模塊(2)由寬光譜光源(201)，光纖聚光透鏡組(202)、光纖(203)、光纖準直透鏡組(204)、起偏格蘭棱鏡(205)、聲光可調濾光器(206)、檢偏格蘭棱鏡(207)、液體器皿(208)、會聚透鏡組(209)、探測器(210)、光源模塊底板(211)、光路模塊底板(212)和支撐柱(213)組成；所述的光纖(203)的兩端端面分別位于光纖聚光透鏡組(202)和光纖準直透鏡組(204)的焦面處；所述的光纖聚光透鏡組(202)、光纖準直透鏡組(204)、會聚透鏡組(209)具備對寬光譜光進行準直、會聚的能力，同時光纖聚光透鏡組(202)將寬光譜光源(201)產生的光會聚于光纖(203)中，光纖準直透鏡組(204)將光纖(203)輸出的寬光譜光源(201)產生的寬光譜光進行準直，會聚透鏡組(209)將衍射的準直光會聚于探測器(210)；光譜探測儀工作時，寬光譜光源(201)發出的寬光譜光束經過光纖聚光透鏡組(202)聚焦進入光纖(203)，光纖(203)輸出的光束經過光纖準直透鏡組(204)后準直輸出，準直光經過起偏格蘭棱鏡(205)后形成水平或豎直方向線偏光，該線偏光經過聲光可調濾光器(206)后再經過檢偏格蘭棱鏡(207)，檢偏格蘭棱鏡(207)的方向與起偏格蘭棱鏡(205)的方向正交；當聲光可調濾光器(206)未工作時，準直光無法通過檢偏格蘭棱鏡(207)，當聲光可調濾光器(206) 在某一射頻驅動頻率下工作時，某一波長的光會發生衍射，衍射光的偏振方向與檢偏格蘭棱鏡(207)的方向一致，該衍射光經過檢偏格蘭棱鏡(207)、液體器皿(208)、會聚透鏡組(209)后，被探測器(210)探測到，通過改變射頻驅動的頻率來實現對不同波長的探測，從而完成寬光譜曲線探測，通過探測有無被測液體前后的光譜曲線，通過兩條光譜曲線的比對，從而分析被測液體的內部成分信息；光源模塊和光路模塊分別固定在光源模塊底板(211)和光路模塊底板(212)上，光源模塊底板(211)通過四個支撐柱(213)固定在光路模塊底板(212)上；

所述的數據采集與控制模塊(3)由電源及控制電路板(3-1)、射頻功率放大器(3-2)、支撐結構(3-3)、散熱風扇(3-4)組成，電源及控制電路板(3-1)由電源電路(311)、FPGA電路(312)、射頻驅動信號發生電路(313)、光源調節控制電路(314)、信號處理電路(315)、探測器溫控電路(316)、溫度信息采集電路(317)、通信電路(318)、溫度信息收集電路(319)組成；其中電源電路(311)將供電轉化為二次電源，滿足數據采集與控制模塊(3)各單元的供電需求；由通信電路(318)接收指令通過FPGA電路(312)控制光譜采集系統工作；FPGA電路(312)控制射頻驅動信號發生電路(313)產生所需頻率的射頻信號，通過射頻功率放大器(3-2)放大，施加于聲光可調濾光器(206)；FPGA電路(312)控制射頻驅動信號發生電路(313)產生射頻通道選擇信號至射頻功率放大器(3-2)選擇射頻信號輸出通道，滿足儀器光譜選擇的需求；FPGA電路(312)控制光源調節控制電路(314)實現對光源強度的調節；FPGA電路(312)控制信號處理電路(315)處理并采集來自于探測器(210)的紅外光譜信號，并通過通信電路(318)輸出；FPGA電路(312)控制探測器溫控電路(316)穩定探測器(210)制冷溫度；FPGA電路(312)控制溫度信息采集電路(317)和溫度信息收集電路(319)獲取重要部件的實時溫度。

2.根據權利要求1所述的一種測量液體成分光譜特性的光譜探測儀，其特征在于：所述寬光譜光源(201)的光譜范圍覆蓋待測光譜的波長范圍。

3.根據權利要求1所述的一種測量液體成分光譜特性的光譜探測儀，其特征在于：所述的光纖(203)的工作光譜覆蓋待測光譜的波長范圍。