一种单电机驱动光阑及滤光片变换的光纤光谱仪的制作方法

本技术涉及光纤光谱仪，具体是一种单电机驱动光阑及滤光片变换的光纤光谱仪。

背景技术：

1、现在大部分用于光谱仪变换滤光片和光阑的结构都是对其分别使用电机驱动，即双电机驱动。例如申请号为202011484903.3的发明专利提供一种滤光片光谱检测装置，包括依次相互连接的光源、激发单色器、光纤耦合装置、光纤、角度调节样品室、信号采集装置、发射单色器和光电检测器件以及光束整形装置。光源发出的激发光经激发单色器变成单色光，由光纤传输到角度调节样品室，经光束整形装置准直或聚焦，照射到滤光片上；再通过信号采集装置采集滤光片的透射光或反射光信号，传输到发射单色器，由光电检测器件检测其强度值。入射光线、待测滤光片与检测窗口三者相对夹角通过转动两个旋转装置实现。本发明使用带有透镜模组的信号采集装置，提高了信号收集效率；使用单色器分光，可得到任一激发波长下的发射光谱，适用于各种类型滤光片在入射角度变化下的透射或反射光谱检测。再例如，申请号为201721710154.5的实用新型公开了一种光学辐射标准单元用可调光阑组件，其可调光阑组件包括可调光阑、光束通过孔、弧形孔、第一限位开关、第二限位开关、滚动销、传动杆、驱动手柄、曲柄、电机固定壳、步进电机、光阑前罩、光阑后罩和定位卡环。

2、因此，现有技术中的光纤光谱仪中，滤光片变换和光阑的调节分别为两个不同的调节机构，其调节机构一般是使用电机进行驱动，然而实际使用中，双电机驱动容易出现很多问题，譬如发热大，振动大等问题一直困扰光谱仪的精密度。因此，上述现有技术使用双电机驱动的方式存在以下问题：

3、1、电机越多，发热量越大，用于固定镜片的铝底座容易热胀冷缩，从而导致光路变形，用于分析数据的光传感器也会因为发热增大而产生很大的底噪，使得分析的精度降低。

4、2、电机越多，振动越大，容易导致光谱仪内用于定位的编码器刻度误差变大。

技术实现思路

1、在下文中给出了关于本实用新型实施例的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，以下概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种单电机驱动光阑及滤光片变换的光纤光谱仪，包括光阑组件和滤光片组件以及驱动光阑组件和滤光片组件的驱动组件，所述驱动组件包括电机底座、电机以及光阑底座限位块，所述电机底座上设有支撑架，支撑架上设有齿条，所述电机固定在所述支撑架上，所述电机的输出轴上设有一齿轮，齿轮与齿条相啮合；所述光阑底座限位块安装在所述齿轮上；所述滤光片组件固定在所述支撑架上，所述光阑组件通过一光阑转轴固定座转动连接在所述支撑架上，所述光阑转轴固定座与所述电机的输出轴连接；所述电机驱动齿轮转动，从而带动齿条和支撑架水平运动以及光阑组件转动，从而实现支撑架上的滤光片组件移动以及光阑组件的转动。

3、作为一个优选的方案，所述光阑组件包括光阑底座以及弹簧固定座，所述滤光片组件包括滤光片底座，所述光阑底座的第一端与所述光阑转轴固定座旋转固定，所述光阑底座的第二端通过弹簧与弹簧固定座连接；所述光阑底座的第二端还设有手柄，所述弹簧固定座的侧面设有弧形孔，所述手柄限位在所述弧形孔中滑动。

4、进一步的，所述齿条转动n个齿的距离使所述滤光片刚好移动一个孔位，所述齿轮具有n个齿，n为自然数。作为一个优选的实施例，所述齿轮具有三个齿，也即齿条转动3个齿的距离使所述滤光片刚好移动一个孔位。

5、进一步的，所述光阑底座限位块包括连接部、以及与所述连接部一体连接的延伸端，所述延伸端与连接部的连接处构成l形限位结构。进一步优选的，所述延伸端为逐渐缩小的狭长细端。

6、进一步的，所述电机为步进电机，其受控于嵌入式主机，步进电机在嵌入式主机的控制下转动，转动的步进电机的动力输出轴驱动光阑底座转动，进而实现滤光片的移动。

7、本实用新型通过上述方案，使用特殊的齿轮结构和光阑底座限位块结构、齿轮齿条以及机械传动原理，实现采用单电机同时驱动滤光片和光阑变更的双控制目的，不仅使得仪器的发热量减小，让铝合金底座及外壳更加稳定，而且传感器以及编码器也更加稳定。

技术特征：

1.一种单电机驱动光阑及滤光片变换的光纤光谱仪，其特征在于：包括光阑组件和滤光片组件以及驱动光阑组件和滤光片组件的驱动组件；

2.根据权利要求1所述的单电机驱动光阑及滤光片变换的光纤光谱仪，其特征在于：所述光阑组件包括光阑底座以及弹簧固定座，所述滤光片组件包括滤光片底座，所述光阑底座的第一端与所述光阑转轴固定座旋转固定，所述光阑底座的第二端通过弹簧与弹簧固定座连接；所述光阑底座的第二端还设有手柄，所述弹簧固定座的侧面设有弧形孔，所述手柄限位在所述弧形孔中滑动。

3.根据权利要求1或2所述的单电机驱动光阑及滤光片变换的光纤光谱仪，其特征在于：所述齿条转动n个齿的距离使所述滤光片组件上的滤光片刚好移动一个孔位，所述齿轮具有n个齿，n为自然数。

4.根据权利要求3所述的单电机驱动光阑及滤光片变换的光纤光谱仪，其特征在于：所述齿轮具有三个齿，也即齿条转动3个齿的距离使滤光片刚好移动一个孔位。

5.根据权利要求1所述的单电机驱动光阑及滤光片变换的光纤光谱仪，其特征在于：所述光阑底座限位块包括连接部、以及与所述连接部一体连接的延伸端，所述延伸端与连接部的连接处构成l形限位结构。

6.根据权利要求5所述的单电机驱动光阑及滤光片变换的光纤光谱仪，其特征在于：所述延伸端为逐渐缩小的狭长细端。

7.根据权利要求1所述的单电机驱动光阑及滤光片变换的光纤光谱仪，其特征在于：所述电机为步进电机。

8.根据权利要求7所述的单电机驱动光阑及滤光片变换的光纤光谱仪，其特征在于：所述步进电机受控于嵌入式主机，步进电机在嵌入式主机的控制下转动，转动的步进电机的动力输出轴驱动光阑底座转动，进而实现滤光片的移动。

技术总结
本技术公开一种单电机驱动光阑及滤光片变换的光纤光谱仪，其包括光阑组件和滤光片组件以及驱动光阑组件和滤光片组件的驱动组件；驱动组件包括电机底座、电机以及光阑底座限位块，电机底座上设有支撑架，支撑架上设有齿条，电机固定在支撑架上，电机的输出轴上设有一齿轮，齿轮与齿条相啮合；光阑底座限位块安装在齿轮上；滤光片组件固定在支撑架上，光阑组件通过一光阑转轴固定座转动连接在支撑架上，光阑转轴固定座与电机的输出轴连接；电机驱动齿轮转动，从而带动齿条和支撑架水平运动以及光阑组件转动。本技术使用特殊的齿轮结构和光阑底座限位块结构、齿轮齿条以及机械传动原理，实现采用单电机同时驱动滤光片和光阑变更的目的。

技术研发人员：刘鸿飞,李彪,何勇
受保护的技术使用者：奥谱天成（湖南）信息科技有限公司
技术研发日：20230922
技术公布日：2024/4/22