一種基于光學(xué)積分球的光檢裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于光學(xué)積分球的光檢裝置，特別適用于對(duì)“靈敏度”和“檢出限”要求非常嚴(yán)格的光檢測(cè)試領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)光檢裝置大都采用“方形”或“圓柱形”試樣器皿，缺陷是:①結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的限制，致使試樣器皿只有通光部分的試樣與入射光發(fā)生了作用，特征光譜產(chǎn)生效率不高；②受光電轉(zhuǎn)換器接收角度的限制，所產(chǎn)生的特征光譜中只有部分能被探測(cè)器接收，最終導(dǎo)致檢出限和靈敏度受限。
[0003]為了提高靈敏度，常規(guī)的做法是通過(guò)“增加試樣器皿直徑大小”以增加入射光的行進(jìn)光程，從而達(dá)到提高靈敏度、降低檢出限的目的。雖然這種做法可以增加入射光的行進(jìn)光程，但是由于“入射端單元”與“接收端單元”之間的距離也被延長(zhǎng)了，致使“入射端單元”或“接收端單元”中任意一端位置的微小變化、光線形狀的微小變化、發(fā)散角度的微小變化都會(huì)引起較大的測(cè)量誤差，影響測(cè)量的穩(wěn)定性(或重復(fù)性)，從而導(dǎo)致其靈敏度和檢出限的改善程度有限。
[0004]此外，由于上述方式無(wú)法讓所有的試樣都參與反應(yīng)，且產(chǎn)生的特征光譜中只有部分被探測(cè)器接收，因此其對(duì)靈敏度和檢出限的改善程度也非常有限。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是為基于光譜分析方法的測(cè)量?jī)x器提供一種創(chuàng)新性的技術(shù)思路與方案，即用“積分球”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“方形”或“圓柱形”的試樣器皿，解決了傳統(tǒng)試樣器皿面臨的諸多問(wèn)題。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:
[0007]一種基于光學(xué)積分球的光檢裝置，包括組座單元、設(shè)置于組座單元內(nèi)的積分球、設(shè)置于組座單元共面正交兩側(cè)的入射單元及接收單元:
[0008]其中，組座單元包括支座、設(shè)置在支座上下兩端的上壓塊和下壓塊；入射單元包括光源、入射端結(jié)構(gòu)件、入射光闌；接收單元包括接收端結(jié)構(gòu)件、光電轉(zhuǎn)換器、屏蔽罩；
[0009]積分球由透光基底、漫反射層、入射孔、出射孔、進(jìn)樣口、通氣口構(gòu)成；透光基底構(gòu)成積分球的球狀腔室，位于積分球的內(nèi)側(cè)；漫反射層涂敷在透光基底的外部，位于積分球的外側(cè)；光源、入射光闌和入射孔構(gòu)成入射光路，出射孔和光電轉(zhuǎn)換器構(gòu)成出射光路，所述入射光路和所述出射光路共面相交；進(jìn)樣口接至下壓塊，通氣口接至上壓塊；
[0010]光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)入射光闌和入射孔入射至積分球腔室內(nèi)；入射至積分球腔室內(nèi)的光經(jīng)過(guò)漫反射層的多次反射后，和試樣發(fā)生作用并產(chǎn)生特征光譜；所產(chǎn)生的特征光譜經(jīng)過(guò)漫反射層的多次反射后，在出射孔處疊加并被光電轉(zhuǎn)換器接收；系統(tǒng)依據(jù)光電轉(zhuǎn)換器測(cè)量得到的特征光譜對(duì)試樣進(jìn)行分析。
[0011]進(jìn)一步，上述積分球的構(gòu)成包括以下方式:透光基底采用玻璃或化學(xué)性質(zhì)極不活潑的其他透光材料，所述玻璃包括石英玻璃，漫反射層涂敷在透光基底的外部，此時(shí)的透光基底起漫反射層襯底和試樣容器雙重作用；或透光基底和漫反射層合二為一，材料采用聚四氟乙烯、或不銹鋼，此時(shí)的聚四氟或不銹鋼起漫反射層和試樣容器雙重作用；或在積分球的腔室內(nèi)壁鍍金構(gòu)成反射層。其中，透光基底311和漫反射層312合二為一，即理解為積分球31僅設(shè)置一層具有漫反射功能的結(jié)構(gòu)層(漫反射層312)構(gòu)成其球狀腔體。
[0012]進(jìn)一步，上述入射光路和出射光路之間共面形成一角度，或直角、或銳角、或鈍角。
[0013]進(jìn)一步，上述光源和入射孔之間能夠增設(shè)透鏡、或?yàn)V光片對(duì)入射光進(jìn)行準(zhǔn)直、或?yàn)V光；上述出射孔和光電轉(zhuǎn)換器之間能夠增設(shè)透鏡、或?yàn)V光片對(duì)出射光進(jìn)行聚焦、或?yàn)V光。
[0014]本實(shí)用新型的效果:
[0015]1)利用入射到積分球內(nèi)的光在積分球內(nèi)部發(fā)生多次反射，以便積分球內(nèi)部的試樣均參與反應(yīng)，提高特征光譜產(chǎn)生效率。
[0016]2)利用所產(chǎn)生的特征光譜在積分球內(nèi)發(fā)生多次反射并在出射處疊加，提高了特征光譜的探測(cè)效率。
[0017]3)有效的抑制了由于光線形狀、發(fā)散角度以及探測(cè)器上不同位置的響應(yīng)差異造成的測(cè)量誤差。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中基于光學(xué)積分球的光檢裝置的正視示意圖；
[0019]圖2為圖1沿A-A面的剖視圖示意圖；
[0020]圖3為圖1沿B-B面的剖視圖示意圖；
[0021 ]圖4為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中積分球的基本構(gòu)成示意圖；
[0022]圖5為在圖2基礎(chǔ)上增設(shè)了聚焦透鏡的示意圖；
[0023]圖6為在圖2基礎(chǔ)上增設(shè)了濾光片的示意圖。
[0024]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0025]1—組座單元；11 一支座；12—上壓塊；13—下壓塊；2—積分球；21—透光基底；22—漫反射層；23—入射孔；24 —出射孔；25—進(jìn)樣口 ；26—通氣口 ；3—入射單元；31—光源；32—入射端結(jié)構(gòu)件；33—入射光闌；4一接收單兀；41 一接收端結(jié)構(gòu)件；42—光電轉(zhuǎn)換器；43—屏蔽罩。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0027]實(shí)施例一
[0028]請(qǐng)參閱圖1至圖4，一種基于光學(xué)積分球的光檢裝置，包括組座單元1、設(shè)置于組座單元1內(nèi)的積分球2、設(shè)置于組座單元1共面正交兩側(cè)的入射單元3及接收單元4:
[0029]其中，組座單元1包括支座11、設(shè)置在支座11上下兩端的上壓塊12和下壓塊13 ；入射單元3包括光源31、入射端結(jié)構(gòu)件32、入射光闌33 ;接收單元4包括接收端結(jié)構(gòu)件41、光電轉(zhuǎn)換器42、屏蔽罩43 ;
[0030]積分球2由透光基底21、漫反射層22、入射孔23、出射孔24、進(jìn)樣口 25、通氣口 26構(gòu)成；透光基底21構(gòu)成積分球2的球狀腔室，位于積分球2的內(nèi)側(cè)；漫反射層22涂敷在球狀透光基底21的外部，位于積分球2的外側(cè)；光源31、入射光闌33和入射孔23構(gòu)成入射光路，出射孔24和光電轉(zhuǎn)換器42構(gòu)成出射光路，入射光路和出射光路共面相交；進(jìn)樣口 25接至下壓塊13，通氣口 26接至上壓塊12 ；
[0031]光源31發(fā)出的光經(jīng)過(guò)入射光闌33和入射孔23入射至積分球2腔室內(nèi)；入射至積分球2腔室內(nèi)的光經(jīng)過(guò)漫反射層22的多次反射后，和積分球2腔室內(nèi)的試樣發(fā)生作用并產(chǎn)生待觀測(cè)的特征光譜；所產(chǎn)生的待觀測(cè)特征光譜經(jīng)過(guò)漫反射層22的多次反射后，在出射孔24處疊加并被光電轉(zhuǎn)換器42接收；系統(tǒng)依據(jù)光電轉(zhuǎn)換器42測(cè)量得到的特征光譜對(duì)試樣進(jìn)行分析。
[0032]實(shí)施例二
[0033]本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，不同之處在于:①如圖5所示，可在接收單元4增設(shè)一透鏡44，對(duì)出射光進(jìn)行匯聚；②如圖6所示，可在接收端單元4增設(shè)一濾光片45，對(duì)待測(cè)量的特征光譜進(jìn)行濾光。
[0034]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于光學(xué)積分球的光檢裝置，其特征在于:所述裝置包括組座單元(1)、設(shè)置于組座單元(1)內(nèi)的積分球(2)、設(shè)置于組座單元(1)共面正交兩側(cè)的入射單元(3)及接收單元⑷; 其中，組座單元(1)包括支座(11)、設(shè)置在支座(11)上下兩端的上壓塊(12)和下壓塊(13);入射單元(3)包括光源(31)、入射端結(jié)構(gòu)件(32)、入射光闌(33);接收單元⑷包括接收端結(jié)構(gòu)件(41)、光電轉(zhuǎn)換器(42)、屏蔽罩(43); 積分球(2)由透光基底(21)、漫反射層(22)、入射孔(23)、出射孔(24)、進(jìn)樣口(25)、通氣口(26)構(gòu)成；透光基底(21)構(gòu)成積分球(2)的球狀腔室，位于積分球(2)的內(nèi)側(cè)；漫反射層(22)涂敷在透光基底(21)的外部，位于積分球(2)的外側(cè)；光源(31)、入射光闌(33)和入射孔(23)構(gòu)成入射光路，出射孔(24)和光電轉(zhuǎn)換器(42)構(gòu)成出射光路，所述入射光路和所述出射光路共面相交；進(jìn)樣口(25)接至下壓塊(13)，通氣口(26)接至上壓塊(12)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于光學(xué)積分球的光檢裝置，其特征在于:所述積分球(2)的構(gòu)成包括以下方式，透光基底(21)采用玻璃，漫反射層(22)涂敷在透光基底(21)構(gòu)成的球狀腔體外部；或透光基底(21)和漫反射層(22)合二為一，材料采用聚四氟乙烯、或不銹鋼；或在積分球(2)的腔室內(nèi)壁鍍金構(gòu)成反射層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于光學(xué)積分球的光檢裝置，其特征在于:所述入射光路和所述出射光路之間共面相交形成的角度為直角、或銳角、或鈍角。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于光學(xué)積分球的光檢裝置，其特征在于:所述光源(31)和入射孔(23)之間增設(shè)透鏡、或?yàn)V光片；和/或所述出射孔(24)和光電轉(zhuǎn)換器(42)之間增設(shè)透鏡、或?yàn)V光片。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種基于光學(xué)積分球的光檢裝置，包括組座單元、積分球、入射單元和接收單元。其中，組座單元包括支座、上壓塊和下壓塊；積分球由透光基底、漫反射層、入射孔及出射孔等構(gòu)成；透光基底構(gòu)成積分球的球狀腔室，位于積分球的內(nèi)側(cè)；漫反射層涂敷在球狀透光基底的外部，位于積分球的外側(cè)。入射至積分球腔室內(nèi)的光經(jīng)過(guò)漫反射層的多次反射后，和積分球腔室內(nèi)的全部試樣發(fā)生作用產(chǎn)生待測(cè)量的特征光譜；所產(chǎn)生的全部特征光譜經(jīng)漫反射層的多次反射后在出射光闌處疊加并被探測(cè)器有效的接收。藉此，本實(shí)用新型可大為提高測(cè)量靈敏度、降低檢出限。
【IPC分類(lèi)】G01N21/27
【公開(kāi)號(hào)】CN204964374
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520705969
【發(fā)明人】李觀福, 劉泓昱, 卓深, 陳業(yè)奇, 張長(zhǎng)林
【申請(qǐng)人】深圳世繪林科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年9月11日