一种自动化拉曼光纤探头测试仪及其工作方法与流程

本发明属于拉曼检测，具体涉及一种自动化拉曼光纤探头测试仪及其工作方法。

背景技术：

1、拉曼光谱是一种基于光子非弹性散射的检测技术，具有特异性高、无标、无损等特点，它可以反映样本中化学键的振动信息，进而从分子水平上分析样本中所包含的物质类型和结构信息，在医学诊断领域，可通过对样本光谱的实时监测实现成分分析，对肿瘤类疾病实现早期诊断，在生物医学领域中具有广阔的应用前景。

2、作为需要与人体器官内表面直接接触的体内医疗器械，在拉曼检测过程中，光探头在每次使用前都需经过严格的医学消毒，有使用次数限制，是一种消耗品，因此在实际应用中需要批量化生产并质检，同时在经历了一定次数的消毒后可能也会有性能变化，进而需要对其性能进行复测。但目前对光纤探头检测过程对操作人员的光学相关专业能力要求较高，平台集成度低，所占空间大，并且手动检测操作误差较大，效率较低。因此，亟需一种可在生产线或医院环境下，操作简单便捷的自动化光纤探头。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明公开了一种自动化拉曼光纤探头测试仪，包括计算机、拉曼光谱仪、拉曼激光器、运动控制板、基座，所述拉曼激光器发射激光的线路上设有分光镜，所述拉曼激光器与分光镜之间设有第一激光功率计，所述分光镜透射端线路上设有第一滤光片，所述拉曼光谱仪投射段线路上设有第二滤光片，所述基座与运动控制板连接，所述基座上设有第二激光功率计、背景光谱空槽、拉曼频移标准物质、拉曼强度标准物质，同时本发明提供了自动化拉曼光纤探头测试仪的工作方法，针对性满足易操作、效率高的质检需求，工作人员只需正确将光纤和探头的三个端口插入仪器（光纤连接sma905接口，光探头插入适配器），并按下开始，仪器内部即可依靠程序自动化对光探头和光纤进行检测，生成报告并存档。在降低操作门槛和提高检测效率的同时，由于检测过程中的移动和数值校准都由机械结构完成，还可以最大程度地降低测量误差。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种自动化拉曼光纤探头测试仪，其特征在于：包括计算机、拉曼光谱仪、拉曼激光器、运动控制板、基座，所述拉曼激光器发射激光的线路上设有分光镜，所述拉曼激光器与分光镜之间设有第一激光功率计，所述分光镜透射端线路上设有第一滤光片，所述拉曼光谱仪投射段线路上设有第二滤光片，所述基座与运动控制板连接，所述基座上设有第二激光功率计、背景光谱空槽、拉曼频移标准物质、拉曼强度标准物质。

4、作为本发明的一种改进，所述自动化拉曼光纤探头测试仪通过外部电源对拉曼光谱仪、拉曼激光器、计算机供电，计算机分别连接至拉曼光谱仪、拉曼激光器、运动控制板，以实现数据的传输和受控。

5、作为本发明的一种改进，所述第一滤光片为带通滤光片，所述第二滤光片为长通滤光片。

6、作为本发明的一种改进，所述计算机通过usb接口连接至拉曼光谱仪、拉曼激光器以及运动控制板，以实现对自动化拉曼光纤探头测试仪的数据处理和控制功能。

7、本发明还提供一种自动化拉曼光纤探头测试仪的工作方法，其特征在于，具体步骤为：

8、（1）启动拉曼激光器发射激光；

9、（2）激光经过分光镜，部分激光通过分光镜反射至第一激光功率计进行实时功率监测；

10、（3）剩余激光透射通过分光镜，并通过滤光片和耦合后进入待测光纤；

11、（4）待测光纤的光探头接收经过待测物质发生拉曼散射的光；

12、（5）通过第二激光功率计，测量由光探头输出的激光功率；

13、（6）通过运动控制板控制基座移动，使光探头依次对准空槽、拉曼频移标准物质和拉曼强度标准物质；

14、（7）使用光谱仪记录空槽的背景光谱和两种标准物质的拉曼光谱；

15、（8）根据激光功率计的测量结果和光谱仪记录的光谱图，由计算机计算光纤的衰减值及分析拉曼光谱。

16、作为本发明的一种改进，所述步骤（2）中的实时功率监测包括记录激光器输出功率，并将其与预设功率值进行比较。

17、作为本发明的一种改进，所述步骤（5）中测量光纤输出功率包括使用公式α=10log(p1/p2)来确定光纤的衰减值。

18、作为本发明的一种改进，所述步骤（6）中基座的移动由计算机控制，以确保光探头与空槽和标准物质的精确对准。

19、作为本发明的一种改进，所述步骤（7）中记录拉曼光谱前，先对光谱仪进行预热并校准以达到稳定的工作温度。

20、作为本发明的一种改进，所述步骤（8）中的拉曼光谱分析包括使用计算机软件自动识别和对比拉曼光谱中的波峰和波谷，以判断光纤探头的性能。

21、本发明的有益效果为：

22、1.本发明提供的拉曼光纤探头测试仪采用自动化流程显著减少了手动操作，减少了人为误差，同时提高了测试的速度和重复性。同时，由计算机控制的自动化程序简化了操作流程，使操作者无需繁复的手动设置，减轻了操作者的工作负担。

23、2.本发明通过在激光发射线路中设置第一激光功率计，实现对激光器输出功率的实时监测，使得系统可以即时调整，确保测试条件的稳定性。同时使用运动控制板对基座进行精确位移，确保光探头能够准确对准空槽和标准物质，从而提高了测试数据的精确度。

24、3.本发明通过计算机软件自动分析拉曼光谱，能够快速识别光谱中的关键特征，如波峰和波谷，提高了分析的效率和准确性。设备通过外部电源供电，并通过usb接口连接，使得设备不仅可以在实验室环境下使用，也方便在其他环境中部署，易于与现有的计算机系统集成，并适用于多种不同的测试环境和应用场景。

25、综上所述，本发明的自动化拉曼光纤探头测试仪通过集成先进的监测、控制和分析技术，大幅提高了拉曼光谱测试的效率和准确性，为光纤探头的质量控制提供了一种高效、可靠的解决方案。

技术特征：

1.一种自动化拉曼光纤探头测试仪，其特征在于：包括计算机、拉曼光谱仪、拉曼激光器、运动控制板、基座，所述拉曼激光器发射激光的线路上设有分光镜，所述拉曼激光器与分光镜之间设有第一激光功率计，所述分光镜透射端线路上设有第一滤光片，所述拉曼光谱仪投射段线路上设有第二滤光片，所述基座与运动控制板连接，所述基座上设有第二激光功率计、背景光谱空槽、拉曼频移标准物质、拉曼强度标准物质。

2.根据权利要求1所述的一种自动化拉曼光纤探头测试仪，其特征在于：所述自动化拉曼光纤探头测试仪通过外部电源对拉曼光谱仪、拉曼激光器、计算机供电，计算机分别连接至拉曼光谱仪、拉曼激光器、运动控制板，以实现数据的传输和受控。

3.根据权利要求1所述的一种自动化拉曼光纤探头测试仪，其特征在于：所述第一滤光片为带通滤光片，所述第二滤光片为长通滤光片。

4.根据权利要求1所述的一种自动化拉曼光纤探头测试仪，其特征在于：所述计算机通过usb接口连接至拉曼光谱仪、拉曼激光器以及运动控制板，以实现对自动化拉曼光纤探头测试仪，的数据处理和控制功能。

5.一种根据权利要求1-4所述的自动化拉曼光纤探头测试仪的工作方法，其特征在于，具体步骤为：

6.根据权利要求5所述的一种自动化拉曼光纤探头测试仪的工作方法，其特征在于：所述步骤（2）中的实时功率监测包括记录激光器输出功率，并将其与预设功率值进行比较。

7.根据权利要求5或6所述的一种自动化拉曼光纤探头测试仪的工作方法，其特征在于：所述步骤（5）中测量光纤输出功率包括使用公式α=10log(p1/p2)来确定光纤的衰减值。

8.根据权利要求5所述的一种自动化拉曼光纤探头测试仪的工作方法，其特征在于：所述步骤（6）中基座的移动由计算机控制，以确保光探头与空槽和标准物质的精确对准。

9.根据权利要求5所述的一种自动化拉曼光纤探头测试仪的工作方法，其特征在于：所述步骤（7）中记录拉曼光谱前，先对光谱仪进行预热并校准以达到稳定的工作温度。

10.根据权利要求5所述的一种自动化拉曼光纤探头测试仪的工作方法，其特征在于：所述步骤（8）中的拉曼光谱分析包括使用计算机软件自动识别和对比拉曼光谱中的波峰和波谷，以判断光纤探头的性能。

技术总结
本发明公开了一种自动化拉曼光纤探头测试仪及其工作方法，针对性满足易操作、效率高的质检需求，工作人员只需正确将光纤和探头的三个端口插入仪器（光纤连接SMA905接口，光探头插入适配器），并按下开始，仪器内部即可依靠程序自动化对光探头和光纤进行检测，生成报告并存档。在降低操作门槛和提高检测效率的同时，由于检测过程中的移动和数值校准都由机械结构完成，还可以最大程度地降低测量误差。

技术研发人员：兰天,张梦伟,黄山云,朱乾,陈鹤
受保护的技术使用者：元珵科技（北京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5