[發(fā)明專利]一種手持式可調(diào)控SPR傳感器裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110334074.9
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113030027A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉小琳;劉瑾;楊海馬;趙倩荷;崔丹瑩;王笛
• 申請（專利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G01N21/552
• 分類號: G01N21/552
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本發(fā)明涉及一種手持式可調(diào)控SPR傳感器裝置，包括探頭組件、殼體、分別設(shè)置于殼體內(nèi)的入射組件、信號采集組件和主控芯片，以及設(shè)置于殼體表面的顯示屏，所述的探頭組件包括探頭外殼、反光鏡和金屬薄膜，所述的探頭外殼包括相互活動連接的錐形頭部和柱狀尾部，所述的柱狀尾部設(shè)置于殼體側(cè)面，所述的反光鏡和金屬薄膜設(shè)置于錐形頭部內(nèi)側(cè)面，且相互垂直形成SPR傳感組，所述的入射組件和信號采集組件與探頭外殼連接，且分別正對反光鏡和金屬薄膜，所述的主控芯片分別與信號采集組件和顯示屏連接，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有使用方便、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及表面等離子共振傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種手持式可調(diào)控SPR傳感器裝置。

背景技術(shù)

表面等離子共振(Surface Plasma Resonance)技術(shù)因靈敏度高，成本較低成為近年來迅速發(fā)展起來的技術(shù)，表面等離子共振技術(shù)是通過測量樣品折射率變化來檢測樣本的成分和濃度的一項(xiàng)技術(shù)，可以在SPR傳感器芯片上或者SPR傳感器探頭上修飾敏感層使得傳感器只對某種物質(zhì)敏感，或者改變金屬膜層厚度來控制折射率測量范圍。

SPR傳感器分為角度調(diào)制、波長調(diào)制、強(qiáng)度調(diào)制和相位調(diào)制。目前，表面等離子共振現(xiàn)象的測量方式大多數(shù)采用波長調(diào)制型和角度調(diào)制型，角度調(diào)制方法需要測量裝置非常精密，要有精確的步進(jìn)電機(jī)帶動角度的調(diào)整，一般體積比較大；而若采用波長調(diào)制需要光譜儀，價(jià)格相對昂貴；相位調(diào)制方法測量的裝置會十分的復(fù)雜。相對以上三種測量方式，光強(qiáng)度調(diào)制型測試系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低的優(yōu)勢，并且沒有使用復(fù)雜的角度控制裝置及光譜儀，易于實(shí)現(xiàn)儀器的小型化。

專利申請公布號CN102252999A所發(fā)明的光纖SPR探頭，只能進(jìn)行單一范圍物質(zhì)的檢測，如需測量其他的項(xiàng)目，則需要更換另一套設(shè)備，并且測得數(shù)據(jù)需要在計(jì)算機(jī)上觀察，不方便野外測試等特定場景。因此，亟需一種將SPR傳感器與探測裝置集成于一個設(shè)備形成探測檢測一體化手持式傳感器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種手持式可調(diào)控SPR傳感器裝置，該SPR傳感器探頭組部分通過在設(shè)備尖端套接一個可旋轉(zhuǎn)式的裝置，通過旋轉(zhuǎn)的方式更改SPR傳感表面，以低成本的方式對擁有不同折射率范圍的項(xiàng)目進(jìn)行測量，并且該傳感器內(nèi)置STM32單片機(jī)，將探測器測得數(shù)據(jù)直接顯示在液晶顯示屏上，方便觀察。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種手持式可調(diào)控SPR傳感器裝置，包括探頭組件、殼體、分別設(shè)置于殼體內(nèi)的入射組件、信號采集組件和主控芯片，以及設(shè)置于殼體表面的顯示屏，所述的探頭組件包括探頭外殼、反光鏡和金屬薄膜，所述的探頭外殼包括相互活動連接的錐形頭部和柱狀尾部，所述的柱狀尾部設(shè)置于殼體側(cè)面，所述的反光鏡和金屬薄膜設(shè)置于錐形頭部內(nèi)側(cè)面，且相互垂直形成SPR傳感組，所述的入射組件和信號采集組件與探頭外殼連接，且分別正對反光鏡和金屬薄膜，所述的主控芯片分別與信號采集組件和顯示屏連接；

使用時(shí)，將該裝置的探頭組件設(shè)置于待檢測環(huán)境介質(zhì)中，所述的入射組件正對反光鏡射入偏振激光，該偏振激光經(jīng)反射鏡反射到能夠激發(fā)SPR的金屬薄膜，當(dāng)滿足SPR激發(fā)條件時(shí)，改變光強(qiáng)度大小，所述的金屬薄膜產(chǎn)生表面等離子共振現(xiàn)象，并將光反射至信號采集組件，所述的信號采集組件獲取金屬薄膜反射的光并發(fā)送至主控芯片進(jìn)行計(jì)算，最后將計(jì)算得到的環(huán)境介質(zhì)折射率通過顯示屏顯示。

進(jìn)一步地，所述的反光鏡和金屬薄膜設(shè)置多個，兩兩相對分別設(shè)置于錐形頭部內(nèi)側(cè)面，且相互垂直形成多組SPR傳感組，所述的錐形頭部能夠沿柱狀尾部的軸線轉(zhuǎn)動，用于將不同的SPR傳感組旋轉(zhuǎn)至入射組件和信號采集組件正對的位置。

更進(jìn)一步地，所述的多組SPR傳感組中，每一組金屬薄膜的折射率范圍互不相同；

使用時(shí)，根據(jù)需要旋轉(zhuǎn)錐形頭部，切換不同折射率范圍的SPR傳感組。