便攜式近紅外三路光學(xué)路由器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種便攜式近紅外三路光學(xué)路由器。本設(shè)計包括步進(jìn)電機(jī)、粉末或固體樣品輸入光纖、涂層或液體樣品輸入光纖、參比輸入光纖和光學(xué)路由器，光學(xué)路由器包括安裝座、光電檢測裝置、光閘片、蓋板、粉末或固體樣品的光纖座、涂層或液體樣品的光纖座、參比衰減調(diào)整組件、參比光纖座組件、粉末或固體樣品和涂層或液體樣品及參比光纖的調(diào)焦接口。本設(shè)計能夠根據(jù)需要進(jìn)行參比和粉末或固體及涂層或液體檢測通道的自由切換；能夠進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動及光電檢測定位，具有高可靠性與高重復(fù)精度，可以進(jìn)行儀器校正，有效降低溫度、振動、變形等因素對檢測精度的影響；具有一體化設(shè)計，無光學(xué)反射鏡，體積小、可靠性高、耐沖擊等特點。
【專利說明】便攜式近紅外三路光學(xué)路由器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于近紅外光譜儀分光系統(tǒng)的裝置，特別是涉及一種能夠用于流通使用領(lǐng)域現(xiàn)場快速無損檢測物質(zhì)品質(zhì)的便攜式近紅外三路光學(xué)路由器。

【背景技術(shù)】
[0002]近紅外光譜儀的光學(xué)部分是由光源、分光系統(tǒng)、測樣附件和檢測器等部分構(gòu)成的。分光系統(tǒng)的作用是進(jìn)行光路轉(zhuǎn)換，選擇分析通道，將復(fù)合光轉(zhuǎn)化為單色光。在傳統(tǒng)光路設(shè)計中，光學(xué)路由器分別由獨立的分光路系統(tǒng)組成，特點是在光路結(jié)構(gòu)設(shè)計中具有兩個完全相同的對稱光路系統(tǒng)，相互關(guān)聯(lián)，一般通過步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行同步光路的切換，最大的優(yōu)點是穩(wěn)定性、重復(fù)性好，但其最大的缺點是光路對稱性調(diào)整需要高級專業(yè)技術(shù)人員實施，工藝難度大，成本高，體積大，因此，很難將傳統(tǒng)對稱式雙光路系統(tǒng)應(yīng)用到便攜式的近紅外光譜儀器上。為了能夠制造出體積小、價格低、穩(wěn)定性好的現(xiàn)場使用便攜式近紅外光譜儀，因此，能夠設(shè)計并制造一種測量結(jié)果穩(wěn)定、體積小、價格低的光學(xué)路由器是十分必要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在問題，本發(fā)明提供一種便攜式近紅外三路光學(xué)路由器，將粉末或固體樣品、涂層或液體樣品和參比的三路檢測通道集成在一個光學(xué)路由器中進(jìn)行切換選擇，結(jié)合光纖技術(shù)，有效的解決了光路功能性轉(zhuǎn)換，解決了參比通道、粉末或固體樣品通道、涂層或液體樣品通道，以及儀器校正通道的分時檢測技術(shù)難題，即保持了傳統(tǒng)雙光路設(shè)計高穩(wěn)定性和高重復(fù)性的優(yōu)點，也實現(xiàn)了降低生產(chǎn)工藝難度、減小體積、降低成本，提高可靠性的目的。
[0004]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采取的技術(shù)方案是:一種便攜式近紅外三路光學(xué)路由器，其特征在于:包括步進(jìn)電機(jī)、粉末或固體樣品輸入光纖、涂層或液體樣品輸入光纖、參比輸入光纖和光學(xué)路由器，光學(xué)路由器包括光學(xué)路由器安裝座、光電檢測裝置、光閘片、光學(xué)路由器蓋板、粉末或固體樣品帶透鏡的光纖座、涂層或液體樣品帶透鏡的光纖座、參比衰減調(diào)整組件、參比帶透鏡的光纖座組件、粉末或固體樣品光纖調(diào)焦接口、涂層或液體樣品光纖調(diào)焦接口和參比光纖調(diào)焦接口 ；所述的步進(jìn)電機(jī)螺接緊固在光學(xué)路由器安裝座的背面；粉末或固體樣品輸入光纖、涂層或液體樣品輸入光纖和參比輸入光纖分別套裝在光學(xué)路由器安裝座的背面，并螺接緊固；所述的光閘片嵌入光學(xué)路由器安裝座正面的圓形安裝槽并與步進(jìn)電機(jī)套裝；所述的光學(xué)路由器蓋板分別與粉末或固體樣品帶透鏡的光纖座、涂層或液體樣品帶透鏡的光纖座和參比衰減調(diào)整組件套裝，并螺接緊固；所述的參比帶透鏡的光纖座組件與參比衰減調(diào)整組件套裝；光學(xué)路由器蓋板與光學(xué)路由器安裝座螺接緊固；所述的光電檢測裝置安裝在光學(xué)路由器安裝座和光學(xué)路由器蓋板正上方頂部共同設(shè)有的凹槽內(nèi)，并螺接緊固；所述的光閘片為一體化加工部件，在光閘片上設(shè)置有初始化位、校正標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和透光孔；所述的參比衰減調(diào)整組件包括參比調(diào)整光闌和參比衰減調(diào)整座，參比調(diào)整光闌鑲嵌在參比衰減調(diào)整座上；所述的參比帶透鏡的光纖座組件包括匯聚透鏡鎖母、匯聚透鏡壓圈、匯聚透鏡組和光纖座，將匯聚透鏡壓圈和匯聚透鏡組放入光纖座內(nèi)，并通過匯聚透鏡鎖母鎖緊；所述的粉末或固體樣品光纖調(diào)焦接口套裝在粉末或固體樣品帶透鏡的光纖座上；涂層或液體樣品光纖調(diào)焦接口套裝在涂層或液體樣品帶透鏡的光纖座上；參比光纖調(diào)焦接口套裝在參比帶透鏡的光纖座組件上。
[0005]本發(fā)明的特點及有益效果是:能夠根據(jù)需要進(jìn)行參比檢測通道、粉末或固體檢測通道、涂層或液體檢測通道的自由切換；能夠進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動及光電檢測定位，具有高可靠性與高重復(fù)精度，可進(jìn)行精確光電定位；擁有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校正位，可以進(jìn)行儀器校正，有效降低溫度、振動、變形等因素對檢測精度的影響；具有參比能量比例調(diào)節(jié)功能，可方便生產(chǎn)工藝調(diào)整需求；具有一體化設(shè)計，無光學(xué)反射鏡，體積小、可靠性高、耐沖擊等特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明的三路光學(xué)路由器正面方向立體圖；
圖2為本發(fā)明的三路光學(xué)路由器背面方向立體圖；
圖3為本發(fā)明的三路光學(xué)路由器正面方向分解圖；
圖4為本發(fā)明的三路光學(xué)路由器背面方向分解圖。

【具體實施方式】
[0007]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
參照圖1至圖4，便攜式近紅外三路光學(xué)路由器包括步進(jìn)電機(jī)1、粉末或固體樣品輸入光纖2、涂層或液體樣品輸入光纖4、參比輸入光纖5和光學(xué)路由器3,光學(xué)路由器3包括光學(xué)路由器安裝座3-1、光電檢測裝置3-2、光閘片3-3、光學(xué)路由器蓋板3-4、粉末或固體樣品帶透鏡的光纖座3-5、涂層或液體樣品帶透鏡的光纖座3-6、參比衰減調(diào)整組件3-7、參比帶透鏡的光纖座組件3-8、粉末或固體樣品光纖調(diào)焦接口 3-9、涂層或液體樣品光纖調(diào)焦接口 3-10和參比光纖調(diào)焦接口 3-11 ;步進(jìn)電機(jī)I通過四個小孔螺接緊固在光學(xué)路由器安裝座3-1的背面；粉末或固體樣品輸入光纖2、涂層或液體樣品輸入光纖4和參比輸入光纖5分別通過光學(xué)路由器安裝座3-1的三個大孔安裝在背面，并通過側(cè)孔進(jìn)行螺接緊固；光閘片3-3嵌入光學(xué)路由器安裝座3-1正面的圓形安裝槽并與步進(jìn)電機(jī)I套裝；光學(xué)路由器蓋板3-4分別與粉末或固體樣品帶透鏡的光纖座3-5、涂層或液體樣品帶透鏡的光纖座3-6和參比衰減調(diào)整組件3-7套裝，并分別從光學(xué)路由器蓋板3-4的左側(cè)、正上方和右側(cè)螺接緊固；參比帶透鏡的光纖座組件3-8與參比衰減調(diào)整組件3-7套裝；光學(xué)路由器蓋板3-4與光學(xué)路由器安裝座3-1通過四個角上的安裝孔進(jìn)行螺接緊固；光電檢測裝置3-2安裝在光學(xué)路由器安裝座3-1和光學(xué)路由器蓋板3-4正上方頂部共同設(shè)有的凹槽內(nèi)，并通過其上的安裝孔螺接緊固；粉末或固體樣品光纖調(diào)焦接口 3-9套裝在粉末或固體樣品帶透鏡的光纖座3-5上；涂層或液體樣品光纖調(diào)焦接口 3-10套裝在涂層或液體樣品帶透鏡的光纖座3-6上；參比光纖調(diào)焦接口 3-11套裝在參比帶透鏡的光纖座組件3-8上。
[0008]光學(xué)路由器3的粉末或固體樣品光纖調(diào)焦接口 3-9、涂層或液體樣品光纖調(diào)焦接口 3-10和參比光纖調(diào)焦接口 3-11均為標(biāo)準(zhǔn)SMA905光纖接口。
[0009]光學(xué)路由器3的光電檢測裝置3-2采用型號為WYC/H9B透射型光電斷續(xù)器。
[0010]光學(xué)路由器3的光閘片3-3為一體化加工部件，帶有聯(lián)軸器功能，在光閘片3-3上設(shè)置有初始化位3-3-1、校正標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)3-3-2和透光孔3-3-3。
[0011]光學(xué)路由器3的參比衰減調(diào)整組件3-7包括參比調(diào)整光闌3-7-1和參比衰減調(diào)整座3-7-2，參比調(diào)整光闌3-7-1鑲嵌在參比衰減調(diào)整座3-7-2上。其中參比調(diào)整光闌3_7_1上的小孔可以改變通過的光能量，從而達(dá)到衰減參比能量的目的。
[0012]光學(xué)路由器3的參比帶透鏡的光纖座組件3-8包括匯聚透鏡鎖母3-8-1、匯聚透鏡壓圈3-8-2、匯聚透鏡組3-8-3和光纖座3-8-4，將匯聚透鏡壓圈3_8_2和匯聚透鏡組3_8_3放入光纖座3-8-4內(nèi)，并通過匯聚透鏡鎖母3-8-1鎖緊。
[0013]本發(fā)明的工作原理:初始工作時，步進(jìn)電機(jī)I在程序驅(qū)動下帶動光閘片3-3逆時針轉(zhuǎn)動，同時光電檢測裝置3-2尋找光閘片3-3的初始化位3-3-1，在找到該初始化位3-3-1時步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)行。此時，光閘片3-3使由粉末或固體樣品輸入光纖2、涂層或液體樣品輸入光纖4和參比輸入光纖5組成的三路輸入光纖均處于全擋光無透光位置，使其處于暗背景檢測狀態(tài)，數(shù)字化光譜輸出暗背景數(shù)據(jù)；然后，步進(jìn)電機(jī)I繼續(xù)逆時針細(xì)分計步運(yùn)行，將光閘片3-3上的透光孔3-10旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)至參比衰減調(diào)整組件3-7位置，使得參比光路相對應(yīng)光纖傳輸?shù)墓庾V光學(xué)信息對接，數(shù)字化光譜輸出參比數(shù)據(jù)，在采集粉末、固體、涂層或液體樣品時，通過參比衰減調(diào)整組件3-7對參比能量進(jìn)行精細(xì)化量化調(diào)整；然后，步進(jìn)電機(jī)I繼續(xù)逆時針細(xì)分計步運(yùn)行，校正標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)3-3-2旋轉(zhuǎn)進(jìn)入?yún)⒈人p調(diào)整組件3-7位置，產(chǎn)生校正數(shù)字化光譜數(shù)據(jù)；繼續(xù)順序逆時針細(xì)分計步旋轉(zhuǎn)光閘片3-3，不斷完成與粉末或固體樣品帶透鏡的光纖座3-5、粉末或固體樣品光纖調(diào)焦接口 3-9和涂層或液體樣品帶透鏡的光纖座3-6、涂層或液體樣品光纖調(diào)焦接口 3-10的光纖光路對接，實現(xiàn)粉末、固體、涂層或液體樣品的數(shù)字化光譜掃描。
[0014]本發(fā)明的設(shè)計原理:粉末或固體樣品光纖輸入、涂層或液體樣品光纖輸入和參比光纖輸入組成的三組光纖束分別負(fù)責(zé)將相應(yīng)特征的光譜信息接入到光學(xué)路由器安裝座的相應(yīng)位置并鎖緊。在光學(xué)路由器蓋板上分別對應(yīng)著粉末或固體樣品帶透鏡的光纖座、涂層或液體樣品帶透鏡的光纖座、參比衰減調(diào)整組件，分別接入一組標(biāo)準(zhǔn)SMA905光纖接口，經(jīng)接入光纖后可將各路光譜信息轉(zhuǎn)接到核心光譜儀輸入接口上，經(jīng)光譜儀進(jìn)行光譜數(shù)字化轉(zhuǎn)換，形成數(shù)字化光譜信息輸出。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式近紅外三路光學(xué)路由器，其特征在于:包括步進(jìn)電機(jī)(I)、粉末或固體樣品輸入光纖(2)、涂層或液體樣品輸入光纖(4)、參比輸入光纖(5)和光學(xué)路由器(3),光學(xué)路由器(3)包括光學(xué)路由器安裝座(3-1)、光電檢測裝置(3-2)、光閘片(3-3)、光學(xué)路由器蓋板(3-4)、粉末或固體樣品帶透鏡的光纖座(3-5)、涂層或液體樣品帶透鏡的光纖座(3-6)、參比衰減調(diào)整組件(3-7)、參比帶透鏡的光纖座組件(3-8)、粉末或固體樣品光纖調(diào)焦接口(3-9)、涂層或液體樣品光纖調(diào)焦接口(3-10)和參比光纖調(diào)焦接口(3-11)； 所述的步進(jìn)電機(jī)(I)螺接緊固在光學(xué)路由器安裝座(3-1)的背面；粉末或固體樣品輸入光纖(2)、涂層或液體樣品輸入光纖(4)和參比輸入光纖(5)分別套裝在光學(xué)路由器安裝座(3-1)的背面，并螺接緊固；所述的光閘片(3-3)嵌入光學(xué)路由器安裝座(3-1)正面的圓形安裝槽并與步進(jìn)電機(jī)(I)套裝； 所述的光學(xué)路由器蓋板(3-4)分別與粉末或固體樣品帶透鏡的光纖座(3-5)、涂層或液體樣品帶透鏡的光纖座(3-6)和參比衰減調(diào)整組件(3-7)套裝，并螺接緊固；所述的參比帶透鏡的光纖座組件(3-8)與參比衰減調(diào)整組件(3-7)套裝；光學(xué)路由器蓋板(3-4)與光學(xué)路由器安裝座(3-1)螺接緊固；所述的光電檢測裝置(3-2)安裝在光學(xué)路由器安裝座(3-1)和光學(xué)路由器蓋板(3-4)正上方頂部共同設(shè)有的凹槽內(nèi)，并螺接緊固； 所述的光閘片(3-3)為一體化加工部件，在光閘片(3-3)上設(shè)置有初始化位(3-3-1)、校正標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(3-3-2)和透光孔(3-3-3);所述的參比衰減調(diào)整組件(3-7)包括參比調(diào)整光闌(3-7-1)和參比衰減調(diào)整座(3-7-2),參比調(diào)整光闌(3-7-1)鑲嵌在參比衰減調(diào)整座(3-7-2)上； 所述的參比帶透鏡的光纖座組件(3-8)包括匯聚透鏡鎖母(3-8-1)、匯聚透鏡壓圈(3-8-2)、匯聚透鏡組(3-8-3)和光纖座(3-8-4)，將匯聚透鏡壓圈(3-8-2)和匯聚透鏡組(3-8-3)放入光纖座(3-8-4)內(nèi)，并通過匯聚透鏡鎖母(3-8-1)鎖緊； 所述的粉末或固體樣品光纖調(diào)焦接口(3-9)套裝在粉末或固體樣品帶透鏡的光纖座(3-5)上；涂層或液體樣品光纖調(diào)焦接口(3-10)套裝在涂層或液體樣品帶透鏡的光纖座(3-6)上；參比光纖調(diào)焦接口(3-11)套裝在參比帶透鏡的光纖座組件(3-8)上。
【文檔編號】G01N21/3563GK104458581SQ201410774827
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】東靖飛, 薛崗, 宋文琦, 馮偉, 陸曦, 牛坤 申請人:公安部消防產(chǎn)品合格評定中心