专利名称：具有恒温与波长校正功能的微型光纤光谱仪光路耦合系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光谱分析仪器领域，具体地说涉及一种具有恒温与波长校正功能的微型光纤光谱仪光路耦合系统。
背景技术：
微型光纤光谱仪(简称光谱仪)是一种将单色器、检测器与检测电路整合在一起的复合光谱器件，可对分析光进行光谱分析，并将分析的数据直接输出，是一种适合二次开发的光谱器件。运用微型光纤光谱仪系统可以不经过任何前处理，直接分析籽粒、粉末等固态样品；该器件一般用CCD或PDA等半导体器件作为光谱的检测器。用微型光纤光谱仪做固体样品光谱分析的基本结构是光源产生的光通过样品池后经过光路耦合系统进入微型光纤光谱仪进行分析，同时将数据送入计算机进行处理。
这种器件用于光谱分析时，必须通过一个接口与光源、样品连接，才能采集到样品的光谱，因此，通过样品的待分析光如何最大限度地收集并导入微型光纤光谱仪是一个难点。此外，这种器件的波长和吸光度准确度受温度的影响较大，并且随着使用时间的加长，波长准确度也会发生变化。同时，这种器件波长准确度的台间差异一般较大。为了解决这些困难，具有恒温与波长校正功能的微型光纤光谱仪光路耦合系统在光谱分析仪的应用设计中具有重要的价值。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种具有恒温与波长校正功能的微型光纤光谱仪光路耦合系统。
为了实现上述目的，本实用新型包括四个部分具有两个分端一个合端的光纤光缆、密封恒温仓及温度控制系统、待分析光收集器与待分析光准直器，其特点在于光纤光缆的两个分端分别为波长校正分端和待分析光分端；密封恒温仓及温度控制系统由金属密封仓和半导体制冷系统、温度控制系统组成，密封恒温仓上有两个密封接口其一为光纤光缆接口，另一个为电源、数据电缆接口；另有一根深入密封恒温仓内的由导热性能良好的金属制成的金属管，用于存放温度传感器，金属管内部与恒温仓内部密封隔离，温度传感器由外部送入金属管内，可以显示密封恒温仓内的温度，半导体制冷系统由半导体制冷器件、散热器、风扇组成；待分析光收集器由透镜组构成，可以将通过样品后的待分析光最大限度地收集并聚集到光纤光缆的待分析光分端，导入微型光纤光谱仪；待分析光准直器与光纤光缆的待分析光分端联结，装有多个精密螺纹，不但可以调节待分析光分端的X、Y、Z轴，使通过待分析光收集器收集的待分析光定位在光纤光缆的待分析光分端入口，还可以调节光纤光缆的待分析光分端的角度，使得待分析光可以最大限度地收集进入光谱仪。
所述的密封恒温仓上有一个盛装变色干燥剂的密封管，由塑料或金属制成，露在密封恒温仓外的部分有一透明的观察窗。
密封恒温仓由导热性能良好的金属材料加工而成，用于密封存放微型光纤光谱仪，整体密封良好，可防止微型光纤光谱仪的表面结露，外表面包裹保温材料。
具体工作过程为通过样品的待分析光经过待分析光收集器聚集到光纤光缆的待分析光分端，通过光纤光缆传导到光纤光缆的合端，导入密封在密封恒温仓内的微型光纤光谱仪中，得到待测样品的光谱后，通过电源、数据电缆传送给计算机进行分析。
本实用新型能够最大限度地收集经过样品后用于光谱分析的待分析光，并导入微型光纤光谱仪；能够使微型光纤光谱仪在恒温状态下工作，解决了微型光纤光谱仪的温飘问题；能够随时对微型光纤光谱仪进行波长校正，解决了微型光纤光谱仪波长的台间差异问题和波长漂移问题。
图1本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步说明如图1所示，本实用新型包括四个部分具有两个分端一个合端的光纤光缆1、密封恒温仓及温度控制系统2、待分析光收集器3与待分析光准直器4，光纤光缆1的两个分端分别为波长校正分端5和待分析光分端6；密封恒温仓及温度控制系统2由金属密封仓和半导体制冷系统、温度控制系统组成，密封恒温仓上有两个密封接口其一为光纤光缆接口，另一个为电源、数据电缆接口；另有一根深入密封恒温仓内的由导热性能良好的金属制成的金属管7，用于存放温度传感器，金属管7内部与恒温仓内部密封隔离，温度传感器由外部送入金属管内，可以显示密封恒温仓内的温度，密封恒温仓上有一个盛装变色干燥剂的密封管8，其与恒温仓内部相通，与外部隔离，由塑料或金属制成，露在密封恒温仓外的部分有一透明的观察窗，可以观察密封管内变色干燥剂的颜色，以便定期更换干燥剂；半导体制冷系统由半导体制冷器件、散热器、风扇组成；待分析光收集器3由透镜组构成，可以将通过样品后的待分析光最大限度地收集并聚集到光纤光缆的待分析光分端6，导入微型光纤光谱仪；待分析光准直器4与光纤光缆的待分析光分端6联结，装有多个精密螺纹，不但可以调节待分析光分端的X、Y、Z轴，使通过待分析光收集器3收集的待分析光定位在光纤光缆的待分析光分端6入口，还可以调节光纤光缆的待分析光分端6的角度，使得待分析光可以最大限度地收集进入光谱仪10。
通过样品的待分析光经过待分析光收集器3聚集到光纤光缆的待分析光分端6，通过光纤光缆传导到光纤光缆的合端1，导入密封在密封恒温仓内的微型光纤光谱仪10中，得到待测样品的光谱后，通过电源、数据电缆传送给计算机进行分析。温控系统的主板通过功率控制芯片控制半导体制冷器件的工作状态，使恒温仓内的温度维持在一个最佳恒定值。光纤光缆的另一分端—波长校正分端5接收到标准波长线光源9发出的标准波长光，导入密封恒温仓内的微型光纤光谱仪10，通过波长校正软件的运算，对微型光纤光谱仪10进行波长校正。
以近红外透射光谱分析固态农产品样品为例，本实用新型的具体工作流程如下将本系统各部分连接好，恒温仓密封好，将温度传感器插入密封金属管7内，打开温度控制系统电源，并将恒温仓内温度维持在一个稳定的值；开启标准波长线光源9，将已知波长的标准光通过波长校正分端5导入微型光纤光谱仪10，进行波长校正；放入样品，开启分析光源后仔细调节待分析光收集器3及待分析光准直器4，使待分析光收集器3及待分析光准直器4达到最佳位置，从而使待分析光最大限度地通过光纤光缆的待分析光分端6与光纤光缆的合端1，导入微型光纤光谱仪10；测定样品时将样品放入分析光路后通过与上述相同的工作流程即可得到分析的数据，并由电源与数据电缆送入计算机进行分析。定期观察密封管8内的变色干燥剂的颜色，以确定是否应该更换干燥剂。
权利要求1.一种具有恒温与波长校正功能的微型光纤光谱仪光路耦合系统，包括四个部分具有两个分端一个合端的光纤光缆(1)、密封恒温仓及温度控制系统(2)、待分析光收集器(3)与待分析光准直器(4)，其特征在于光纤光缆的两个分端分别为波长校正分端(5)和待分析光分端(6)；密封恒温仓及温度控制系统(2)由恒温密封仓和半导体制冷系统、温度控制系统组成，恒温密封仓上有两个密封接口其一为光纤光缆合端接口，另一个为电源、数据电缆接口；另有一根深入密封恒温仓内的由导热性能良好的金属制成的金属管(7)，用于存放温度传感器，金属管(7)内部与恒温仓内部密封隔离，温度传感器由外部送入金属管(7)内，可以通过液晶显示屏显示密封恒温仓内的温度；半导体制冷系统由半导体制冷器件、散热器、风扇组成；待分析光收集器(3)由透镜组构成，用于收集通过待分析样品的待分析光，并将待分析光集中到光纤光缆的待分析光分端；待分析光准直器(4)与光纤光缆的待分析光分端(6)联结，装有多个精密螺纹，可以调节光纤光缆待分析光分端的空间位置和角度，以便最大限度地收集待分析光。
2.根据权利要求1所述的微型光纤光谱仪光路耦合系统，其特征在于所述的密封恒温仓上有一个盛装变色干燥剂的密封管(8)，由塑料或金属制成，露在密封恒温仓外的部分有一透明的观察窗。
3.根据权利要求1所述的微型光纤光谱仪光路耦合系统，其特征在于所述的密封恒温仓由导热性能良好的金属材料加工而成，外表面包裹保温材料。
专利摘要一种具有恒温与波长校正功能的微型光纤光谱仪光路耦合系统，包括具有两个分端一个合端的光纤光缆、密封恒温仓及温度控制系统、待分析光收集器与待分析光准直器四个部分，能够最大限度地收集经过样品后用于光谱分析的待分析光，并导入微型光纤光谱仪；能够使微型光纤光谱仪在恒温状态下工作，解决了微型光纤光谱仪的温飘问题；能够随时对微型光纤光谱仪进行波长校正，解决了微型光纤光谱仪波长的台间差异问题和波长漂移问题。
文档编号G01N21/27GK2729699SQ200420093468
公开日2005年9月28日 申请日期2004年9月9日 优先权日2004年9月9日
发明者严衍禄, 严红兵 申请人:严衍禄, 严红兵