一種用于測量波長透射率的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于測量波長透射率的裝置，包括一光源支架，所述光源支架表面設(shè)有多個(gè)貫穿所述光源支架的光通道；一錐形透鏡，安裝于所述光源支架下方，所述錐形透鏡具有一貫穿其底面的錐形透射孔，光線從所述光通道進(jìn)入所述光源支架照射在所述錐形透鏡頂面，經(jīng)折射后從所述錐形透射孔沿平行于所述錐形透射孔中心線的方向射出，能夠同時(shí)將多個(gè)以上光源的光線通過折射匯聚成多條在有限截面內(nèi)正對光傳感器的準(zhǔn)直光線。這樣可以使多個(gè)來自不同光源的光線在相近的位置和相同的方向穿過測試樣品，并由同一個(gè)光傳感器接收，不但能同時(shí)測量多個(gè)波長的透射率，還能有效節(jié)省光傳感器的使用量，降低了儀器成本。
【專利說明】 一種用于測量波長透射率的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于測量波長透射率的裝置，尤指一種可用于同時(shí)測量多個(gè)波長透射率的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]生化分析儀通過測量樣品在特定波長上的光吸收率對檢測結(jié)果定量。目前生化分析儀主要使用兩種光學(xué)測量原理:一種是用光柵將從樣品發(fā)射或透射的光進(jìn)行分光，用線性光傳感器陣列測量分光得到樣品的連續(xù)光譜；這種原理因?yàn)槌杀据^高一般用于實(shí)驗(yàn)室的高端儀器。另一種是使用帶通光學(xué)濾鏡測量樣品在有限幾個(gè)特定波長上的透射率；因?yàn)槌杀据^低，絕大多數(shù)便攜式分析儀所采用的都是這種原理。
[0003]如圖1所示，在使用帶通光學(xué)濾鏡的原理中，濾鏡3需要設(shè)置在從光源I到光傳感器6的光路中，光源I射出的光線8透過濾鏡3后照射在樣品5上，再到達(dá)所述傳感器6，通常每條光路只能包含一個(gè)濾鏡3，因此如果要測量N個(gè)波長，儀器需要設(shè)置N條通過不同濾鏡3的光路。
[0004]由于每一個(gè)光路都需要使用一個(gè)光傳感器，所以如果要檢測N個(gè)波長就需要使用N個(gè)光傳感器。這一方面提高了儀器成本，另一方面因?yàn)槊總€(gè)光傳感器元件都存在一定的差異，使用多個(gè)光傳感器可能會(huì)造成各個(gè)波長的光路之間的測量差異。在一些需要使用多個(gè)波長計(jì)算檢測值的情況下，光傳感器的差異可能會(huì)造成檢測結(jié)果的誤差。
[0005]另一方面為了保證每條光路上光線在樣品的光程一致，樣品的截面必須要是圓形，這對降低檢測的樣品量造成很大的限制。檢測的樣品量越大，試劑的使用量就越多，檢測成本就越高。所以檢測微量樣品的能力對于儀器的實(shí)際應(yīng)用意義巨大。由于儀器測量精度對樣品的光程長度有最低的要求，所以降低樣品檢測量必須要以保證光程長度為前提。目前市面上的微量比色皿是降低樣品檢測成本的一個(gè)有效方案。微量比色皿使樣品截面形成一個(gè)細(xì)長的長方形，光線沿著長方型的長軸穿過樣品，這樣即保證了光程的長度又顯著降低了樣品檢測量。但微量比色皿要求不同波長的光路在有限截面內(nèi)以同一方向穿過比色皿。
[0006]因此，有必要設(shè)計(jì)一種新的用于測量波長透射率的低成本裝置，以克服上述問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對【背景技術(shù)】所面臨的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于測量波長透射率的裝置，不但能同時(shí)測量多個(gè)波長透射率，還能節(jié)省光傳感器的使用量，有效降低儀器成本；同時(shí)還能用于測量微量比色皿，有效降低檢測成本。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)手段:
[0009]一種用于測量波長透射率的裝置，其特征在于，包括:一光源支架，所述光源支架表面設(shè)有多個(gè)貫穿所述光源支架的光通道；一錐形透鏡，安裝于所述光源支架下方，所述錐形透鏡具有一貫穿其底面的錐形透射孔，光線從所述光通道進(jìn)入所述光源支架照射在所述錐形透鏡頂面，經(jīng)折射后從所述錐形透射孔沿平行于所述錐形透射孔中心線的方向射出。
[0010]進(jìn)一步，所述錐形透鏡頂面為從上至下呈逐漸擴(kuò)大的錐形面。
[0011]進(jìn)一步，所述錐形透鏡側(cè)面為從上至下呈逐漸縮小的錐形面，所述錐形透射孔為從上至下呈逐漸擴(kuò)大形設(shè)計(jì)。
[0012]進(jìn)一步，所述錐形透鏡頂面設(shè)有多個(gè)梯形斜面，所述多個(gè)梯形斜面與所述多個(gè)光通道一一對應(yīng)。
[0013]進(jìn)一步，所述錐形透射孔內(nèi)表面具有多個(gè)三角形斜面，所述多個(gè)三角形斜面與所述多個(gè)梯形斜面對應(yīng)。
[0014]進(jìn)一步，還包括一遮光片，所述遮光片設(shè)于所述錐形透鏡下方，所述遮光片具有一開孔與所述錐形透射孔相對應(yīng)；更進(jìn)一步優(yōu)選的，還包括光傳感器，所述光傳感器設(shè)于遮光片上的開孔的正下方。
[0015]進(jìn)一步，所述錐形透鏡是由有機(jī)玻璃或PC塑料制成。
[0016]進(jìn)一步，所述錐形透鏡頂面的傾斜角度滿足以下計(jì)算公式:
[0017]X= arctan((n sin(D) + sin( α ))/(n cos (D) + cos (α ))),
[0018]D的計(jì)算公式為:D = 180 - β - arc sin ( cos ( β )/ n ),其中x是錐形透鏡頂面的傾斜角度，α是光線的入射角，β是錐形透射孔的半角，η是錐形透鏡材料的折射率。
[0019]進(jìn)一步，所述光源支架由不透光的塑料制成。
[0020]進(jìn)一步，還包括多個(gè)濾光片，分別對應(yīng)設(shè)置于所述光通道內(nèi)，光線從所述光通道進(jìn)入所述光源支架透過所述濾光片照射在所述錐形透鏡頂面。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0022]本實(shí)用新型用于測量波長透射率的裝置，通過將一錐形透鏡安裝于光源支架下方，錐形透鏡設(shè)有一貫穿其底面的錐形透射孔，光線從所述光通道進(jìn)入所述光源支架照射在所述錐形透鏡頂面，經(jīng)折射后從所述錐形透射孔沿平行于所述錐形透射孔中心線的方向射出，能夠同時(shí)將多個(gè)以上光源的光線通過折射匯聚成多條在有限截面內(nèi)正對光傳感器的準(zhǔn)直光線。這樣可以使多個(gè)來自不同光源的光線在相近的位置和相同的方向穿過測試樣品，并由同一個(gè)光傳感器接收，不但能同時(shí)測量多個(gè)波長的透射率，還能有效節(jié)省光傳感器的使用量，降低了儀器成本，同時(shí)在一些需要使用多個(gè)波長計(jì)算檢測值的情況下，有效避免了因光傳感器的差異而造成的檢測結(jié)果誤差。并且本裝置可以適用于測量微量比色皿，有效降低檢測成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中使用帶通光學(xué)濾鏡測量樣品多個(gè)波長的示意圖；
[0024]圖2為本實(shí)用新型一種用于測量波長透射率的裝置的主視圖；
[0025]圖3為本實(shí)用新型一種用于測量波長透射率的裝置的俯視圖；
[0026]圖4為本實(shí)用新型一種用于測量波長透射率的裝置中的光源支架的立體圖；
[0027]圖5為本實(shí)用新型一種用于測量波長透射率的裝置中的錐形透鏡的立體圖；
[0028]圖6為本實(shí)用新型一種用于測量波長透射率的裝置中的錐形透鏡的光線折射示意圖；
[0029]圖7為本實(shí)用新型一種用于測量波長透射率的裝置中的錐形透鏡的另一實(shí)施方案立體圖。
[0030]標(biāo)號(hào)說明

【具體實(shí)施方式】
[0031]為便于更好的理解本實(shí)用新型的目的、結(jié)構(gòu)、特征以及功效等，現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0032]請參閱圖2至圖7，本實(shí)用新型用于測量波長透射率的裝置，包括:一光源支架2，所述光源支架2表面設(shè)有多個(gè)貫穿所述光源支架2的光通道9，每個(gè)光通道9上安裝有一個(gè)光源I ;每個(gè)光通道9上安裝有一個(gè)濾光片3 ;—錐形透鏡4，安裝于所述光源支架2的底部，所述錐形透鏡4具有一貫穿其底面的錐形透射孔10。
[0033]所述光源支架2由不透光和耐熱性好的塑料制成，其側(cè)面為圓弧面，所述多個(gè)光通道9分別設(shè)于所述圓弧面上。
[0034]所述錐形透鏡4由透光性能良好的有機(jī)玻璃或PC塑料制成，所述錐形透鏡頂面為從上至下呈逐漸擴(kuò)大的錐形面，側(cè)面為從上至下呈逐漸縮小的錐形面，所述錐形透射孔10為從上至下呈逐漸擴(kuò)大形設(shè)計(jì)的一個(gè)錐形結(jié)構(gòu)，所述錐形透鏡4頂面設(shè)有多個(gè)梯形斜面42，所述多個(gè)梯形斜面42與所述多個(gè)光通道9 一一對應(yīng)，所述錐形透射孔10內(nèi)表面具有多個(gè)三角形斜面41，所述多個(gè)三角形斜面41與所述多個(gè)梯形斜面42 —一對應(yīng)，當(dāng)然在其他實(shí)施例中，當(dāng)光源足夠強(qiáng)或者光傳感器6對光通量要求較低時(shí)，錐形透鏡4也可以設(shè)計(jì)成如圖7的方式，所述錐形透鏡4的頂面和所述錐形透射孔10的內(nèi)表面分別為一光滑的錐形面。
[0035]當(dāng)測量樣品5的多個(gè)波長透射率時(shí)，將樣品5固定于遮光片7和光傳感器6之間，多個(gè)光源I的光線8分別從所述多個(gè)光通道9進(jìn)入所述濾光片3照射于所述錐形透鏡4上，經(jīng)折射后從所述錐形透射孔10沿平行于所述錐形透射孔10中心線的方向射出，經(jīng)過所述測量樣品5后由所述傳感器6接收；當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可以不在所述多個(gè)光通道9內(nèi)分別設(shè)一濾光片3,可以在所述樣品5與所述光傳感器6之間設(shè)一濾光片3,光線8經(jīng)過所述樣品5后先透過所述濾光片3再由所述傳感器6接收。
[0036]為了控制所述錐形透射孔10射出的透射光截面的大小，還可以通過使用遮光片7進(jìn)一步限定，將所述遮光片7設(shè)于所述錐形透鏡4下方，所述遮光片7具有一開孔與所述錐形透射孔10相對應(yīng),所述遮光片7開孔越大,射出的透射光截面越大,遮光片7開孔越小，射出的透光截面越?。蝗绱?，所述多個(gè)光源I的光線8同樣可以通過多條并行光路穿過樣品5到達(dá)傳感器6。
[0037]請參閱圖6，本實(shí)用新型中所述錐形透鏡4的傾斜角度滿足以下計(jì)算公式:
[0038]X= arctan ((n sin (D) + sin ( α )) / (n cos (D) + cos (α ))),
[0039]D的計(jì)算公式為:D = 180 - β - arc sin ( cos ( β )/ n ),其中x是錐形透鏡頂面的傾斜角度，α是光線71的入射角，β是錐形透射孔40的半角，η是錐形透鏡材料的折射率。
[0040]綜上，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于通過設(shè)置所述錐形透鏡4，光線8從所述光通道9進(jìn)入照射于所述錐形透鏡4，從而將所述多條光線8經(jīng)折射后匯聚成多條在有限截面內(nèi)正對所述光傳感器6的準(zhǔn)直光線。以使多個(gè)來自不同光源I的光線8在相近的位置和相同的方向穿過測試樣品5，并由同一個(gè)光傳感器6接收，不但能同時(shí)測量多個(gè)波長的透射率，還能有效節(jié)省光傳感器6的使用量，降低了儀器成本，同時(shí)可以用于測量微量比色皿，有效降低檢測成本。以上詳細(xì)說明僅為本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例的說明，非因此局限本實(shí)用新型的專利范圍，所以，凡運(yùn)用本創(chuàng)作說明書及圖示內(nèi)容所為的等效技術(shù)變化，均包含于本實(shí)用新型的專利范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測量波長透射率的裝置，其特征在于，包括: 一光源支架，所述光源支架表面設(shè)有多個(gè)貫穿所述光源支架的光通道，所述光通道內(nèi)安裝有光源； 一錐形透鏡，安裝于所述光源支架下方，所述錐形透鏡具有一貫穿其底面的錐形透射孔，光線從所述光通道進(jìn)入所述光源支架照射在所述錐形透鏡頂面，經(jīng)折射后從所述錐形透射孔沿平行于所述錐形透射孔中心線的方向射出。
2.如權(quán)利要求1所述的用于測量波長透射率的裝置，其特征在于:所述錐形透鏡頂面為從上至下呈逐漸擴(kuò)大的錐形面。
3.如權(quán)利要求2所述的用于測量波長透射率的裝置，其特征在于:所述錐形透鏡側(cè)面為從上至下呈逐漸縮小的錐形面，所述錐形透射孔為從上至下呈逐漸擴(kuò)大形設(shè)計(jì)。
4.如權(quán)利要求3所述的用于測量波長透射率的裝置，其特征在于:所述錐形透鏡頂面設(shè)有多個(gè)梯形斜面，所述多個(gè)梯形斜面與所述多個(gè)光通道一一對應(yīng)。
5.如權(quán)利要求4所述的用于測量波長透射率的裝置，其特征在于:所述錐形透射孔內(nèi)表面具有多個(gè)三角形斜面，所述多個(gè)三角形斜面與所述多個(gè)梯形斜面一一對應(yīng)。
6.如權(quán)利要求3所述的用于測量波長透射率的裝置，其特征在于:還包括一遮光片，所述遮光片設(shè)于所述錐形透鏡下方，所述遮光片具有一開孔與所述錐形透射孔相對應(yīng)。
7.如權(quán)利要求6所述的用于測量波長透射率的裝置，其特征在于，還包括光傳感器，所述光傳感器設(shè)于遮光片上的開孔的正下方。
8.如權(quán)利要求3所述的用于測量波長透射率的裝置，其特征在于:所述錐形透鏡頂面的傾斜角度滿足以下計(jì)算公式:
X= arctan ((n sin (D) + sin ( α )) / (n cos (D) + cos ( α ))), D 的計(jì)算公式為:D = 180 - β - arc sin ( cos ( β ) / η ), 其中X是錐形透鏡頂面的傾斜角度，α是光線的入射角，β是錐形透射孔的半角，η是錐形透鏡材料的折射率。
9.如權(quán)利要求3所述的用于測量波長透射率的裝置，其特征在于:所述光源支架由不透光的塑料制成。
10.如權(quán)利要求1所述的用于測量波長透射率的裝置，其特征在于:還包括多個(gè)濾光片，分別對應(yīng)設(shè)置于所述光通道內(nèi)，光線從所述光通道進(jìn)入所述光源支架透過所述濾光片照射在所述錐形透鏡頂面。
【文檔編號(hào)】G01N21/59GK204177742SQ201420656097
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】李亞奇 申請人:上海啟濟(jì)科技有限公司