多应用场景的拉曼光谱仪的制作方法

本实用新型涉及检测设备技术领域，具体而言，涉及一种多应用场景的拉曼光谱仪。

背景技术：

光谱仪是指能够在进行光谱成像时使用的产品，方便在检测活动中使用，拉曼光谱仪通过激发并检查物质的拉曼光谱实现物质成分鉴别，由于无需样品制备，检测性能快速、准确，拉曼光谱仪广泛适用于科研院所、高等院校物理和化学实验室、生物及医学领域等光学方面，研究物质成分的判定与确认；还可以应用于刑侦及珠宝行业，进行毒品的检测及宝石的鉴定。该仪器以其结构简单、操作简便、测量快速高效准确，以低波数测量能力著称；采用共焦光路设计以获得更高分辨率，可对样品表面进行微米级的微区检测，也可用此进行显微影像测量。

现有的手持式拉曼光谱仪测试液体样品时，往往通过将液体待测样品取样于样品瓶中，通过辅助工具将样品瓶固定在拉曼探头前的样品池进行检测，当检测固体样品时，则无需使用样品池结构，需要通过拉曼光谱仪的探头伸出本体进行直接测定。现有的拉曼光谱仪无法快速的在上面两种使用场景中进行切换，使用较为不便。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多应用场景的拉曼光谱仪。

根据本技术方案提供的一种多应用场景的拉曼光谱仪，其包括壳体、样品池和外置探头，其中，

所述样品池位于所述壳体内部且样品池的开口位于所述壳体的一端，所述样品池的底部开设有通光窗口，位于所述壳体内且正对所述通光窗口的位置设置有拉曼光谱仪的第一检测物镜，所述第一检测物镜的一个焦点位于所述样品池内；

所述外置探头一端可匹配固定在所述样品池内，所述外置探头内设置有透镜组，所述透镜组用于将通过所述第一检测物镜的光线聚焦于所述外置探头的另一端。

进一步的，所述外置探头包括转接部和探头部，所述转接部与所述样品池可拆卸的匹配连接。

进一步的，所述透镜组包括设置在所述转接部内的第三准直透镜和设置在所述探头部内的第二检测物镜，所述第一检测物镜聚焦后的激光通过所述第三准直透镜后进入所述第二检测物镜，经所述第二检测物镜会聚后聚焦于放置在探头部前方的待检测物品。

进一步的，所述探头部外部套设有保护盖，所述保护盖的一端直径减缩形成一检测窗口，所述第二检测物镜的一个焦点位于所述检测窗口内。

进一步的，所述探头部外部套设有第二橡胶圈。

进一步的，所述外置探头还包括设置在所述转接部和探头部之间的第二锁定部，所述样品池的开口处设置有固定板，所述第二锁定部和所述固定板相对一侧分别设置有第三连接件和第二连接件，所述第三连接件可与所述第二连接件匹配锁定连接。

进一步的，所述转接部外部套设有第三橡胶圈。

进一步的，多应用场景的拉曼光谱仪还包括样品瓶，所述样品瓶可匹配放置在所述样品池内，当所述样品瓶的底部与所述样品池底部相接时，所述第一检测物镜的一个焦点位于所述样品瓶内部。

进一步的，多应用场景的拉曼光谱仪还包括可拆卸的设置在所述样品池上的盖子，所述盖子用于封闭所述开口。

进一步的，所述盖子的底端设置有吸盘，所述吸盘用于吸取样品瓶。

本实用新型的拉曼光谱仪实现了内置样品池和外置探头的转化，可以根据需求自主选择合理的检测方式，可以通过内置的样品池对盛装有液体待测样品的样品瓶进行测定，还可以通过外置探头对固体样品进行直接测定，可以用于多种使用场景，且两种使用方式的切换简单，操作方便。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，使得本实用新型的其它特征、目的和优点变得更明显。本实用新型的示意性实施例附图及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示意性的给出了本实用新型一种拉曼光谱仪的结构参考图；

图2示意性的给出了本实用新型拉曼光谱仪样品池部分的俯视图；

图3为图2中的a-a剖视图；

图4为图2中的b-b剖视图；

图5为图3中的c-c剖视图；

图6示意性的给出了本实用新型中外置探头的正视图；

图7示意性的给出了本实用新型中外置探头的侧视图；

图8示意性的给出了本实用新型中外置探头的仰视图；

图9为图8中的d-d剖视图；

图10示意性的给出了本实用新型中外置探头与保护盖的安装关系图；

图11示意性的给出了本实用新型中样品瓶的结构参考图；

图12示意性的给出了本实用新型拉曼光谱仪通过样品池进行检测时的结构参考图；

图13示意性的给出了本实用新型拉曼光谱仪通过样品池进行检测时的内部光路结构图；以及

图14示意性的给出了本实用新型拉曼光谱仪通过外置探头进行检测时的内部光路结构图。

图中：

1、壳体；2、样品池；201、开口；202、通光窗口；203、第二连接件；204、固定板；205、安装槽；206、滑槽；3、样品瓶；4、盖子；5、光路组件；501、第一检测物镜；502、激光器；503、第一准直透镜；504、第一滤光片；505、二向色镜；506、第二滤光片；507、第二准直透镜；6、光谱仪主机；7、电源；9、外置探头；901、转接部；902、探头部；903、第三准直透镜；904、第二检测物镜；905、第二橡胶圈；906、第二锁定部；907、第三连接件；908、第三橡胶圈；909、凸起；10、保护盖。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其单元。

在本实用新型中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

根据本技术方案提供的一种多应用场景的拉曼光谱仪，如图1所示，拉曼光谱仪包括壳体1、样品池2和外置探头9，其中，样品池2位于壳体1内部且样品池2的开口201位于壳体1的一端，样品池2的底部开设有通光窗口202，位于壳体1内且正对通光窗口202的位置设置有拉曼光谱仪的第一检测物镜501，第一检测物镜501的一个焦点位于样品池2内；外置探头9一端可匹配固定在样品池2内，外置探头9内设置有透镜组，透镜组用于将通过第一检测物镜501的光线聚焦于外置探头9的另一端。

样品池2凹陷设置于光谱仪内部，可以把盛装有待测液体样品的样品瓶放置在样品池2内进行检测，整体结构简单，无需复杂的辅助构件，由于样品池2为在主体结构上的凹陷设置，可以实现天然避光，有效的解决环境中的光信号对测试结果的影响，此外，可以通过使用形状与样品池2的结构相匹配的样品瓶，或者将样品池2的结构设计成与样品瓶的结构相适应，使得样品瓶放入样品池2后可以有效的固定，从而实现对样品瓶的定位和固定，使得样品瓶与拉曼光谱仪保持相对静止，避免样品瓶的振动对测试结果造成影响，当待检测的样品为固体时，可以将外置探头9安装在样品池2上，通过外置探头9进行检测。本实用新型实施例的拉曼光谱仪实现了内置式的样品池2和外置探头9的转化，可以根据需求自主选择合理的检测方式，可以通过内置的样品池2对盛装有液体待测样品的样品瓶进行测定，还可以通过外置探头9对固体样品进行直接测定，可以用于多种使用场景，且两种使用方式的切换简单，操作方便。

在一些实施例中，如图6-8所示，外置探头9包括转接部901和探头部902，转接部901与样品池2可拆卸的匹配连接。转接部901用于与样品池2进行连接，其连接方式包括但不限于螺接、卡接、插接或或过盈连接，转接部901的另一方面作用在于补偿凹陷设置的样品池2所产生的距离，并且使得光路继续延长至外置探头9；外置探头9用于在检测过程中对待检测样品发出激光并接收待检测样品反射后的光线。

在一些实施例中，如图9所示，透镜组包括设置在转接部901内的第三准直透镜903和设置在探头部902内的第二检测物镜904，第一检测物镜501聚焦后的激光通过第三准直透镜903后进入第二检测物镜904，经第二检测物镜904会聚后聚焦于放置在探头部902前方的待检测物品。

如图1所示，样品池内置式拉曼光谱仪还包括有光路组件5和光谱仪主机6，光路组件5用于产生激光并将激光聚焦于待测样品后将获得的待测样品的拉曼散射光汇聚进入光谱仪主机6，光谱仪主机6用于对拉曼散射光进行检测从而得到拉曼光谱。光路组件5包括激光器502、第一准直透镜503、第一滤光片504、二向色镜505、第二滤光片506、第二准直透镜507和第一检测物镜501，光谱仪主机6包括光栅和ccd探测器。拉曼光谱仪通过电源7向激光器等元器件供电。

图13给出了在使用样品池2对样品瓶内的液体待测样品检测时的光路结构图，如图所示，激光器502发射出的激光依次通过第一准直透镜503和第一滤光片504后，经二向色镜505反射，再通过第一检测物镜502聚焦于待测样品；激光激发待测样品后产生的拉曼散射光经二向色镜505透射后通过第二滤光片506，再经第二准直透镜507会聚后进入光谱仪主机6。

图14给出了在使用外置探头9对待测样品直接进行检测时的光路结构图，如图所示，激光器502发射出的激光依次通过第一准直透镜503和第一滤光片504后，经二向色镜505反射，再依次通过第一检测物镜502、第三准直透镜903和第二检测物镜904后聚焦于待测样品；激光激发待测样品后产生的拉曼散射光再依次经过第二检测物镜904、第三准直透镜903和第一检测物镜501后至二向色镜505，经二向色镜505透射后通过第二滤光片506，再经第二准直透镜507会聚后进入光谱仪主机6。

在一些实施例中，如图10所示，探头部902外部套设有保护盖10，保护盖10的一端直径减缩形成一检测窗口，第二检测物镜904的一个焦点位于检测窗口内。保护盖10一方面可以保护探头部902避免受到外部碰撞造成损坏，另一方面可以快速的确定焦点位置，由于第二检测物镜904的一个焦点位于保护盖10的检测窗口内，检测时直接将安装好的保护盖10的检测窗口抵接在待测物体上即可，此时激光恰好聚焦于焦点处，即检测窗口的抵接区域内。

在一些实施例中，如图7所示，探头部902外部套设有第二橡胶圈905，用于实现探头部902与保护盖10的紧密连接。

在一些实施例中，如图2-8所示，外置探头9还包括设置在转接部901和探头部902之间的第二锁定部906，样品池2的开口201处设置有固定板204，第二锁定部906和固定板204相对一侧分别设置有第三连接件907和第二连接件203，第三连接件907可与第二连接件203匹配锁定连接。在第三连接件907和第二连接件203匹配锁定连接的情况下，实现了外置探头9在开口201的稳定连接，使得二者连接更加牢固。第二锁定部906用于与固定板204相抵接，实现外置探头9与样品池2在插入方向上的限位，此时，转接部901完全插入样品池2的空腔内，限定了外置探头9的插入深度。

在一些实施例中，如图6-9所示，转接部901外部套设有第三橡胶圈908，可以使得外置探头9与样品池2连接的更加紧密牢固。

在一些实施例中，如图11和12所示，多应用场景的拉曼光谱仪还包括样品瓶3，样品瓶3可匹配放置在样品池2内，当样品瓶3的底部与样品池2底部相接时，第一检测物镜501的一个焦点位于样品瓶3内部。

在一些实施例中，如图1所示，多应用场景的拉曼光谱仪还包括可拆卸的设置在样品池2上的盖子4，盖子4用于封闭开口201。盖子4用于封闭开口201，可以完全阻挡外界环境中的光线进入到样品池2内，并且通过盖子4的作用可以将样品瓶3进行限位，使其定位于样品池2内，进一步提高样品瓶3在样品池2内的固定效果，提高检测效果。优选的，盖子4的底端设置有吸盘401，吸盘401用于吸取样品瓶3，可通过盖子4上的吸盘401吸住样品瓶3的盖子，将其放入样品池2或将其从样品池2中取出。此外，当将盖子4封闭开口201后，通过盖子4的作用将样品瓶3挤压限位于样品池2内，由于吸盘401为弹性材质，吸盘401可以介于盖子4和样品瓶3之间起到缓冲作用。

在一些实施例中，如图2-8所示，转接部901的表面设置有至少一个凸起909，样品池2的内壁形成有与凸起909相匹配的安装槽205，安装槽205自开口201沿轴向延伸，延伸长度为凸起909与第二锁定部906之间的距离。通过凸起909和安装槽205的配合可以进一步提高安装过程中限位的精确度，具体的，可以设计为当凸起909与安装槽205正对时，第三连接件907与第二连接件203也为正对设置的状态，随着凸起909沿安装槽205逐渐插入，第二锁定部906逐渐靠向固定板204，由于安装槽205自开口201沿轴的延伸长度为凸起909与第二锁定部906之间的距离，故当凸起909插入至安装槽205的底部后，第二锁定部906恰好与固定板204贴合，从而实现第三连接件907与第二连接件203的匹配连接，最终通过安装槽205和凸起909的配合实现了转接部901在周向的定位，通过第三连接件907与第二连接件203的配合实现外置探头9在轴向和周向的定位。

在一些实施例中，如图3-5所示，在安装槽205远离开口201的一端形成有沿样品池2内壁周向开设的滑槽206，转接部901沿轴线旋转过程中凸起909可在滑槽206内滑动，以转接部901的旋转中心线为轴线，即以样品池内圆柱形空腔的旋转中心线为轴线，凸起909与第三连接件907之间的圆心角为安装槽205与第二连接件203之间的圆心角的一半。滑槽206通过与凸起909的配合从而实现了对转接部901在轴向的定位，由于在使用过程中，外置探头9沿轴向脱离的干扰因素会更强，该设置方式大大提高了连接的稳定性。凸起909与第三连接件907之间的圆心角为安装槽205与第二连接件203之间的圆心角的一半，即为滑槽206所对应的圆心角，可以保证当凸起909旋转至滑槽206的端部后，第三连接件907恰好旋转至第二连接件203的位置，实现匹配连接。优选的，凸起909、安装槽205及滑槽206可以对应设置有多个，例如本实用新型附图中凸起909、安装槽205及滑槽206均对应设置为两个，可以实现更为稳定的连接。

同样的，为了实现盖子4与样品池2的稳定连接，可以在盖子上设置上可以设置为依次连接的插入部和第一锁定部，插入部用于插入样品池的内部空腔，其相当于外置探头9的转接部901，其上设置同样设置有与安装槽205配合的凸起，插入部上可以套接设置第一橡胶圈，实现与样品池的紧密连接，第一锁定部相当于外置探头9的第二锁定部，用于与固定板204抵接配合，其上设置有用于与第二连接件203配合的第一连接件。上述各结构的设置方式和功能均可参考外置探头的相应结构进行设计，此处不再赘述。

需要说明的是，根据上述实施例的拉曼光谱仪还可以包括控制组件、显示组件以及通信组件等其他必要组件或结构，并且对应的布置位置和连接关系均可参考现有技术中的拉曼光谱仪，各未述及结构的连接关系、操作及工作原理对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

本说明书中部分实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所实用新型的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。