一種蝶翅鱗片氣體響應(yīng)反射光譜測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光譜測(cè)量裝置，特別涉及一種蝶翅鱗片氣體響應(yīng)反射光譜測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]蝴蝶翅膀鱗片上的微納結(jié)構(gòu)是一種天然的光子晶體結(jié)構(gòu)，具有極強(qiáng)的氣體敏感性。蝶翅鱗片在不同的氣體氛圍中的反射光譜通常具有明顯可分辨的特征。
[0003]—般情況下，測(cè)量反射光譜最常用的儀器是反射型光纖光譜儀。反射型光纖光譜儀是用石英光纖將被測(cè)樣品反射光傳導(dǎo)到光譜儀中的測(cè)量系統(tǒng)，其一般由光源、光學(xué)平臺(tái)和探頭組成。光纖光譜儀具有高度的靈活性和快速響應(yīng)性，其在線性分析領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但其無法直接對(duì)蝶翅鱗片等生物樣品進(jìn)行氣體響應(yīng)反射光譜的測(cè)試。因此，設(shè)計(jì)發(fā)明一套簡(jiǎn)便可行的蝶翅鱗片氣體響應(yīng)反射光譜測(cè)量裝置是探究蝶翅鱗片氣體敏感性試驗(yàn)的重要保重條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)及設(shè)備無法直接對(duì)蝶翅鱗片等生物樣品進(jìn)行氣體響應(yīng)反射光譜測(cè)試的問題，而提供的一種蝶翅鱗片氣體響應(yīng)反射光譜測(cè)量裝置。
[0005]本發(fā)明包括密封箱、樣品載物臺(tái)和光纖光譜儀，其中密封箱的頂蓋上開設(shè)有進(jìn)氣口，密封箱側(cè)壁的下部開設(shè)有氣體冷凝出口 ；樣品載物臺(tái)由鐵架臺(tái)、探頭夾具和托盤組成，探頭夾具的一端安裝在鐵架臺(tái)上，且可在鐵架臺(tái)上移動(dòng)，托盤固定在鐵架臺(tái)的下端，樣品載物臺(tái)固定設(shè)置在密封箱內(nèi)；光纖光譜儀由反射光纖探頭、激光光源和探測(cè)器組成，反射光纖探頭分別與激光光源和探測(cè)器相連接，反射光纖探頭通過探頭夾具夾持在鐵架臺(tái)上，激光光源32與探測(cè)器設(shè)置于密封箱的外部。
[0006]本發(fā)明的工作過程及原理為:
[0007]將蝶翅鱗片樣品放置到樣品載物臺(tái)的托盤上，同時(shí)調(diào)整探頭夾具，調(diào)整反射光纖探頭與蝶翅鱗片樣品之間的距離，并保證反射光纖探頭對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)位置；然后將密封箱密封，將測(cè)試氣體經(jīng)由密封箱上的進(jìn)氣口充入密封箱內(nèi)部，以此形成蝶翅鱗片樣品的氣體氛圍，密封箱側(cè)壁的下部開設(shè)的氣體冷凝出口，密封箱內(nèi)的空氣通過充入保護(hù)性氮?dú)膺M(jìn)行排空，隨保護(hù)性氣體和待測(cè)氣體的排入和排出，保持密封箱內(nèi)氣體壓力動(dòng)態(tài)平衡；光纖光譜儀的探測(cè)器的數(shù)據(jù)輸出端與計(jì)算機(jī)相連接，用以進(jìn)行反射光譜測(cè)試數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。
[0008]通過向密封箱內(nèi)充入不同種類、不同濃度的氣體，可以實(shí)現(xiàn)蝶翅鱗片樣品在不同的氣體氛圍中的反射光譜特征的測(cè)試。光源發(fā)出400-100nm波段的光經(jīng)過光纖傳輸，在反射光纖探頭處形成平行輻射光并輻照在蝶翅鱗片樣品表面，蝶翅鱗片樣品表面反射的光進(jìn)入反射光纖探頭，再經(jīng)過光纖的傳輸進(jìn)入光譜儀內(nèi)，經(jīng)過信號(hào)的轉(zhuǎn)換及放大，在計(jì)算機(jī)上獲得400-100nm波段樣品表面的反射光譜圖。當(dāng)裝置內(nèi)部充入一定濃度的已知?dú)怏w時(shí)，實(shí)時(shí)觀察并記錄蝶翅鱗片樣品表面反射光譜曲的變化位置及其變化強(qiáng)度，獲取氣體濃度及種類與光譜變化之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0009]目標(biāo)氣體的濃度控制原理如下:配置一定濃度的待測(cè)氣體的溶液，將該溶液滴定在一定面積的濾紙表面，將該濾紙放入氣體發(fā)生裝置的噴頭內(nèi)部，隨著保護(hù)氣體的通入，一定濃度的目標(biāo)氣體隨其一起進(jìn)入密封箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)蝶翅鱗片樣品表面氣體相應(yīng)的反射光譜測(cè)量。
[0010]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明裝置基于現(xiàn)有的袖珍型光纖光譜儀，進(jìn)一步拓展了其測(cè)量范圍，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所提供的測(cè)量方法操作性強(qiáng)，可重復(fù)性好，可方便地測(cè)量蝶翅鱗片在不同氣體氛圍下的氣體響應(yīng)反射光譜。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]請(qǐng)參閱圖1所示，為本發(fā)明的實(shí)施例，包括密封箱1、樣品載物臺(tái)2和光纖光譜儀3，其中密封箱1的頂蓋上開設(shè)有進(jìn)氣口 11，密封箱1側(cè)壁的下部開設(shè)有氣體冷凝出口 12 ;樣品載物臺(tái)2由鐵架臺(tái)21、探頭夾具22和托盤23組成，探頭夾具22的一端安裝在鐵架臺(tái)21上，且可在鐵架臺(tái)21上移動(dòng)，托盤23固定在鐵架臺(tái)21的下端，樣品載物臺(tái)2固定設(shè)置在密封箱1內(nèi)；光纖光譜儀3由光纖探頭31、激光光源32和探測(cè)器33組成，光纖探頭31分別與激光光源32和探測(cè)器33相連接，光纖探頭31通過探頭夾具22夾持在鐵架臺(tái)21上，激光光源32與探測(cè)器33設(shè)置于密封箱1的外部。
[0013]本實(shí)施例的工作過程及原理為:
[0014]將蝶翅鱗片樣品放置到樣品載物臺(tái)2的托盤23上，同時(shí)調(diào)整探頭夾具22，調(diào)整反射光纖探頭31與蝶翅鱗片樣品之間的距離，并保證反射光纖探頭31對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)位置；然后將密封箱1密封，將測(cè)試氣體經(jīng)由密封箱1上的進(jìn)氣口 11充入密封箱1內(nèi)部，以此形成蝶翅鱗片的氣體氛圍，密封箱1側(cè)壁的下部開設(shè)的氣體冷凝出口 12，密封箱1內(nèi)的空氣通過充入保護(hù)性氮?dú)膺M(jìn)行排空，隨保護(hù)性氣體和待測(cè)氣體的排入和排出，保持密封箱內(nèi)氣體壓力動(dòng)態(tài)平衡；光纖光譜儀3的探測(cè)器33的數(shù)據(jù)輸出端與計(jì)算機(jī)相連接，用以進(jìn)行反射光譜測(cè)試數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。
[0015]通過向密封箱1內(nèi)充入不同種類、不同濃度的氣體，可以實(shí)現(xiàn)蝶翅鱗片在不同的氣體氛圍中的反射光譜特征的測(cè)試。光源發(fā)出400-100nm波段的光經(jīng)過光纖傳輸，在反射光纖探頭31處形成平行輻射光并輻照在蝶翅樣品表面，蝶翅鱗片樣本表面反射的光進(jìn)入反射光纖探頭31，再經(jīng)過光纖的傳輸進(jìn)入光譜儀內(nèi)，經(jīng)過信號(hào)的轉(zhuǎn)換及放大，在計(jì)算機(jī)上獲得400-100nm波段樣品表面的反射光譜圖。當(dāng)裝置內(nèi)部充入一定濃度的已知?dú)怏w時(shí)，實(shí)時(shí)觀察并記錄蝶翅樣品表面反射光譜曲的變化位置及其變化強(qiáng)度，獲取氣體濃度及種類與光譜變化之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0016]目標(biāo)氣體的濃度控制原理如下:配置一定濃度的待測(cè)氣體的溶液，將該溶液滴定在一定面積的濾紙表面，將該濾紙放入氣體發(fā)生裝置的噴頭內(nèi)部，隨著保護(hù)氣體的通入，一定濃度的目標(biāo)氣體隨其一起進(jìn)入密封箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)蝶翅鱗片表面氣體相應(yīng)的反射光譜測(cè)量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種蝶翅鱗片氣體響應(yīng)反射光譜測(cè)量裝置，其特征在于:包括密封箱(I)、樣品載物臺(tái)(2)和光纖光譜儀(3)，其中密封箱(I)的頂蓋上開設(shè)有進(jìn)氣口(11)，密封箱(I)側(cè)壁的下部開設(shè)有氣體冷凝出口(12);樣品載物臺(tái)(2)由鐵架臺(tái)(21)、探頭夾具(22)和托盤(23)組成，探頭夾具(22)的一端安裝在鐵架臺(tái)(21)上，且可在鐵架臺(tái)(21)上移動(dòng)，托盤(23)固定在鐵架臺(tái)(21)的下端，樣品載物臺(tái)(2)固定設(shè)置在密封箱(I)內(nèi)；光纖光譜儀(3)由光纖探頭(31)、激光光源(32)和探測(cè)器(33)組成，光纖探頭(31)分別與激光光源(32)和探測(cè)器(33)相連接，光纖探頭(31)通過探頭夾具(22)夾持在鐵架臺(tái)(21)上，激光光源(32)與探測(cè)器(33)設(shè)置于密封箱(I)的外部。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蝶翅鱗片氣體響應(yīng)反射光譜測(cè)量裝置，包括密封箱、樣品載物臺(tái)和光纖光譜儀，其中密封箱的頂蓋上開設(shè)有進(jìn)氣口，密封箱側(cè)壁的下部開設(shè)有氣體冷凝出口；樣品載物臺(tái)由鐵架臺(tái)、探頭夾具和托盤組成，探頭夾具的一端安裝在鐵架臺(tái)上，且可在鐵架臺(tái)上移動(dòng)，托盤固定在鐵架臺(tái)的下端，樣品載物臺(tái)固定設(shè)置在密封箱內(nèi)；光纖光譜儀由光纖探頭、激光光源和探測(cè)器組成，光纖探頭分別與激光光源和探測(cè)器相連接，光纖探頭通過探頭夾具夾持在鐵架臺(tái)上，激光光源與探測(cè)器設(shè)置于密封箱的外部；本發(fā)明置基于現(xiàn)有的袖珍型光纖光譜儀，進(jìn)一步拓展了其測(cè)量范圍，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所提供的測(cè)量方法操作性強(qiáng)，可重復(fù)性好，可方便地測(cè)量蝶翅鱗片在不同氣體氛圍下的氣體響應(yīng)反射光譜。
【IPC分類】G01N21/25
【公開號(hào)】CN105300898
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510789869
【發(fā)明人】牛士超, 韓志武, 穆正知, 李博, 宋洪烈, 張俊秋, 王爽, 江珊, 石秋天
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月17日