一种用于测量波长透射率的装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于测量波长透射率的装置，包括一光源支架，所述光源支架表面设有多个贯穿所述光源支架的光通道；一锥形透镜，安装于所述光源支架下方，所述锥形透镜具有一贯穿其底面的锥形透射孔，光线从所述光通道进入所述光源支架照射在所述锥形透镜顶面，经折射后从所述锥形透射孔沿平行于所述锥形透射孔中心线的方向射出，能够同时将多个以上光源的光线通过折射汇聚成多条在有限截面内正对光传感器的准直光线。这样可以使多个来自不同光源的光线在相近的位置和相同的方向穿过测试样品，并由同一个光传感器接收，不但能同时测量多个波长的透射率，还能有效节省光传感器的使用量，降低了仪器成本。
【专利说明】一种用于测量波长透射率的装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于测量波长透射率的装置，尤指一种可用于同时测量多个波长透射率的装置。
【背景技术】
[0002]生化分析仪通过测量样品在特定波长上的光吸收率对检测结果定量。目前生化分析仪主要使用两种光学测量原理:一种是用光栅将从样品发射或透射的光进行分光，用线性光传感器阵列测量分光得到样品的连续光谱；这种原理因为成本较高一般用于实验室的高端仪器。另一种是使用带通光学滤镜测量样品在有限几个特定波长上的透射率；因为成本较低，绝大多数便携式分析仪所采用的都是这种原理。
[0003]如图1所示，在使用带通光学滤镜的原理中，滤镜3需要设置在从光源I到光传感器6的光路中，光源I射出的光线8透过滤镜3后照射在样品5上，再到达所述传感器6，通常每条光路只能包含一个滤镜3，因此如果要测量N个波长，仪器需要设置N条通过不同滤镜3的光路。
[0004]由于每一个光路都需要使用一个光传感器，所以如果要检测N个波长就需要使用N个光传感器。这一方面提高了仪器成本，另一方面因为每个光传感器元件都存在一定的差异，使用多个光传感器可能会造成各个波长的光路之间的测量差异。在一些需要使用多个波长计算检测值的情况下，光传感器的差异可能会造成检测结果的误差。
[0005]另一方面为了保证每条光路上光线在样品的光程一致，样品的截面必须要是圆形，这对降低检测的样品量造成很大的限制。检测的样品量越大，试剂的使用量就越多，检测成本就越高。所以检测微量样品的能力对于仪器的实际应用意义巨大。由于仪器测量精度对样品的光程长度有最低的要求，所以降低样品检测量必须要以保证光程长度为前提。
目前市面上的微量比色皿是降低样品检测成本的一个有效方案。微量比色皿使样品截面形成一个细长的长方形，光线沿着长方型的长轴穿过样品，这样即保证了光程的长度又显著降低了样品检测量。但微量比色皿要求不同波长的光路在有限截面内以同一方向穿过比色皿。
[0006]因此，有必要设计一种新的用于测量波长透射率的低成本装置，以克服上述问题。
【发明内容】
[0007]针对【背景技术】所面临的问题，本发明的目的在于提供一种用于测量波长透射率的装置，不但能同时测量多个波长透射率，还能节省光传感器的使用量，有效降低仪器成本；同时还能用于测量微量比色皿，有效降低检测成本。
[0008]为实现上述目的，本发明采用以下技术手段:
一种用于测量波长透射率的装置，其特征在于，包括:一光源支架，所述光源支架表面设有多个贯穿所述光源支架的光通道；一锥形透镜，安装于所述光源支架下方，所述锥形透镜具有一贯穿其底面的锥形透射孔，光线从所述光通道进入所述光源支架照射在所述锥形透镜顶面，经折射后从所述锥形透射孔沿平行于所述锥形透射孔中心线的方向射出。
[0009]进一步，所述锥形透镜顶面为从上至下呈逐渐扩大的锥形面。
[0010]进一步，所述锥形透镜侧面为从上至下呈逐渐缩小的锥形面，所述锥形透射孔为从上至下呈逐渐扩大形设计。
[0011]进一步，所述锥形透镜顶面设有多个梯形斜面，所述多个梯形斜面与所述多个光通道一一对应。
[0012]进一步，所述锥形透射孔内表面具有多个三角形斜面，所述多个三角形斜面与所述多个梯形斜面对应。
[0013]进一步，还包括一遮光片，所述遮光片设于所述锥形透镜下方，所述遮光片具有一开孔与所述锥形透射孔相对应；更进一步优选的，还包括光传感器，所述光传感器设于遮光片上的开孔的正下方。
[0014]进一步，所述锥形透镜是由有机玻璃或PC塑料制成。
[0015]进一步，所述锥形透镜顶面的倾斜角度满足以下计算公式:
X= arctan ((n sin (D) + sin ( α )) / (n cos (D) + cos ( α ))),
D的计算公式为:D = 180 - β - arc sin ( cos ( β )/ n ),其中x是锥形透镜顶面的倾斜角度，α是光线的入射角，β是锥形透射孔的半角，η是锥形透镜材料的折射率。
[0016]进一步，所述光源支架由不透光的塑料制成。
[0017]进一步，还包括多个滤光片，分别对应设置于所述光通道内，光线从所述光通道进入所述光源支架透过所述滤光片照射在所述锥形透镜顶面。
[0018]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
本发明用于测量波长透射率的装置，通过将一锥形透镜安装于光源支架下方，锥形透镜设有一贯穿其底面的锥形透射孔，光线从所述光通道进入所述光源支架照射在所述锥形透镜顶面，经折射后从所述锥形透射孔沿平行于所述锥形透射孔中心线的方向射出，能够同时将多个以上光源的光线通过折射汇聚成多条在有限截面内正对光传感器的准直光线。这样可以使多个来自不同光源的光线在相近的位置和相同的方向穿过测试样品，并由同一个光传感器接收，不但能同时测量多个波长的透射率，还能有效节省光传感器的使用量，降低了仪器成本，同时在一些需要使用多个波长计算检测值的情况下，有效避免了因光传感器的差异而造成的检测结果误差。并且本装置可以适用于测量微量比色皿，有效降低检测成本。
[0019]
【专利附图】
【附图说明】
图1为现有技术中使用带通光学滤镜测量样品多个波长的示意图；
图2为本发明一种用于测量波长透射率的装置的主视图；
图3为本发明一种用于测量波长透射率的装置的俯视图；
图4为本发明一种用于测量波长透射率的装置中的光源支架的立体图；
图5为本发明一种用于测量波长透射率的装置中的锥形透镜的立体图；
图6为本发明一种用于测量波长透射率的装置中的锥形透镜的光线折射示意图；
图7为本发明一种用于测量波长透射率的装置中的锥形透镜的另一实施方案立体图。
[0020]标号说明
【具体实施方式】
[0021]为便于更好的理解本发明的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
[0022]请参阅图2至图7，本发明用于测量波长透射率的装置，包括:一光源支架2，所述光源支架2表面设有多个贯穿所述光源支架2的光通道9，每个光通道9上安装有一个光源I ;每个光通道9上安装有一个滤光片3 ;—锥形透镜4，安装于所述光源支架2的底部，所述锥形透镜4具有一贯穿其底面的锥形透射孔10。
[0023]所述光源支架2由不透光和耐热性好的塑料制成，其侧面为圆弧面，所述多个光通道9分别设于所述圆弧面上。
[0024]所述锥形透镜4由透光性能良好的有机玻璃或PC塑料制成，所述锥形透镜顶面为从上至下呈逐渐扩大的锥形面，侧面为从上至下呈逐渐缩小的锥形面，所述锥形透射孔10为从上至下呈逐渐扩大形设计的一个锥形结构，所述锥形透镜4顶面设有多个梯形斜面42，所述多个梯形斜面42与所述多个光通道9 一一对应，所述锥形透射孔10内表面具有多个三角形斜面41，所述多个三角形斜面41与所述多个梯形斜面42 —一对应，当然在其他实施例中，当光源足够强或者光传感器6对光通量要求较低时，锥形透镜4也可以设计成如图7的方式，所述锥形透镜4的顶面和所述锥形透射孔10的内表面分别为一光滑的锥形面。
[0025]当测量样品5的多个波长透射率时，将样品5固定于遮光片7和光传感器6之间，多个光源I的光线8分别从所述多个光通道9进入所述滤光片3照射于所述锥形透镜4上，经折射后从所述锥形透射孔10沿平行于所述锥形透射孔10中心线的方向射出，经过所述测量样品5后由所述传感器6接收；当然，在其他实施例中，也可以不在所述多个光通道9内分别设一滤光片3,可以在所述样品5与所述光传感器6之间设一滤光片3,光线8经过所述样品5后先透过所述滤光片3再由所述传感器6接收。
[0026]为了控制所述锥形透射孔10射出的透射光截面的大小，还可以通过使用遮光片7进一步限定，将所述遮光片7设于所述锥形透镜4下方，所述遮光片7具有一开孔与所述锥形透射孔10相对应,所述遮光片7开孔越大,射出的透射光截面越大,遮光片7开孔越小，射出的透光截面越小；如此，所述多个光源I的光线8同样可以通过多条并行光路穿过样品5到达传感器6。
[0027]请参阅图6，本发明中所述锥形透镜4的倾斜角度满足以下计算公式:
X= arctan ((n sin (D) + sin ( α )) / (n cos (D) + cos ( α ))),
D的计算公式为:D = 180 - β - arc sin ( cos ( β )/ n ),其中x是锥形透镜顶面的倾斜角度，α是光线71的入射角，β是锥形透射孔40的半角，η是锥形透镜材料的折射率。
[0028]综上，本发明的设计重点在于通过设置所述锥形透镜4，光线8从所述光通道9进入照射于所述锥形透镜4，从而将所述多条光线8经折射后汇聚成多条在有限截面内正对所述光传感器6的准直光线。以使多个来自不同光源I的光线8在相近的位置和相同的方向穿过测试样品5，并由同一个光传感器6接收，不但能同时测量多个波长的透射率，还能有效节省光传感器6的使用量，降低了仪器成本，同时可以用于测量微量比色皿，有效降低检测成本。上详细说明仅为本发明之较佳实施例的说明，非因此局限本发明的专利范围，所以，凡运用本创作说明书及图示内容所为的等效技术变化，均包含于本发明的专利范围内。
【权利要求】
1.一种用于测量波长透射率的装置，其特征在于，包括: 一光源支架，所述光源支架表面设有多个贯穿所述光源支架的光通道，所述光通道内安装有光源； 一锥形透镜，安装于所述光源支架下方，所述锥形透镜具有一贯穿其底面的锥形透射孔，光线从所述光通道进入所述光源支架照射在所述锥形透镜顶面，经折射后从所述锥形透射孔沿平行于所述锥形透射孔中心线的方向射出。
2.如权利要求1所述的用于测量波长透射率的装置，其特征在于:所述锥形透镜顶面为从上至下呈逐渐扩大的锥形面。
3.如权利要求2所述的用于测量波长透射率的装置，其特征在于:所述锥形透镜侧面为从上至下呈逐渐缩小的锥形面，所述锥形透射孔为从上至下呈逐渐扩大形设计。
4.如权利要求3所述的用于测量波长透射率的装置，其特征在于:所述锥形透镜顶面设有多个梯形斜面，所述多个梯形斜面与所述多个光通道一一对应。
5.如权利要求4所述的用于测量波长透射率的装置，其特征在于:所述锥形透射孔内表面具有多个三角形斜面，所述多个三角形斜面与所述多个梯形斜面一一对应。
6.如权利要求3所述的用于测量波长透射率的装置，其特征在于:还包括一遮光片，所述遮光片设于所述锥形透镜下方，所述遮光片具有一开孔与所述锥形透射孔相对应。
7.如权利要求6所述的用于测量波长透射率的装置，其特征在于，还包括光传感器，所述光传感器设于遮光片上的开孔的正下方。
8.如权利要求3所述的用于测量波长透射率的装置，其特征在于:所述锥形透镜顶面的倾斜角度满足以下计算公式:
X = 81X1:811(01 8111 (0) + 8111 ( 0 ) ) / (11 008 (0) + 008 ( 0 ))), 0 的计算公式为:0 = 180 - 3 - 81-0 8111 ( 008 ( 3 ) / II ), 其中X是锥形透镜顶面的倾斜角度，0是光线的入射角，13是锥形透射孔的半角，II是锥形透镜材料的折射率。
9.如权利要求3所述的用于测量波长透射率的装置，其特征在于:所述光源支架由不透光的塑料制成。
10.如权利要求1所述的用于测量波长透射率的装置，其特征在于:还包括多个滤光片，分别对应设置于所述光通道内，光线从所述光通道进入所述光源支架透过所述滤光片照射在所述锥形透镜顶面。
【文档编号】G01N21/59GK104359872SQ201410616162
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】李亚奇 申请人:上海启济科技有限公司