一种具有载物台位置自动调节和激光安全防护装置的拉曼光谱仪的制作方法

本实用新型涉及自动化控制、自动检测报警设备，尤其是涉及一种具有载物台位置自动调节和激光安全防护装置的拉曼光谱仪。
背景技术：
：拉曼光谱是一种重要的研究物质微观结构的光谱技术。拉曼光谱仪主要用于研究物质成分的判定与确认，还可应用于刑侦及珠宝行业进行毒品的检测及宝石的鉴定。拉曼光谱仪采用激光器作为光源，对人体具有危害，在使用拉曼光谱仪时需佩戴防护眼镜。并且测量样品光谱时，同一样品需多点测量。现有拉曼光谱仪缺乏光源泄漏保护措施，若在光源打开的情况下，防护罩开启，会对人体造成伤害。并且光谱仪载物台只能在水平方向移动，便于更换样品，不能在空间移动，不利于样品光谱多点采集。因此，研发一种具有载物台位置自动调节及激光安全防护装置的拉曼光谱仪对拉曼光谱仪的应用具有重要的意义。技术实现要素：本实用新型的目的在于提供一种新型拉曼光谱仪，具有载物台位置自动调节和激光安全防护装置。可实现显微镜自动对焦。并可在不打开防护罩的情况下调节样品位置，方便实验样品多点光谱采集。且具有光源泄漏自动报警功能，在激光发生器工作过程中，若防护罩被打开，则立即关闭激光发生器并发出报警声。本实用新型的目的是这样实现的：一种具有载物台位置自动调节和激光安全防护装置的拉曼光谱仪，包括机架、激光发生器、控制器、防护罩、压力传感器、X、Y、Z三轴移动平台、物镜、高速摄像机。所述机架前端设置有防护罩，所述防护罩分为左防护罩和右防护罩，所述左防护罩与右防护罩的接触面上安装有压力传感器，所述机架与防护罩之间形成样品室，所述样品室内设置有X、Y、Z三轴移动平台，所述X、Y、Z三轴移动平台上方安转有载物台，所述机架上方设置有高速摄像机，所述高速摄像机上方设置有激光发生器，所述激光发生器右方设置有控制器，所述机架下方设置有物镜。上述结构中，压力传感器、X、Y、Z三轴移动平台、高速摄像机、激光发生器等系统的控制通过控制器编程实现，控制器以PLC控制为主。进一步的，X、Y、Z三轴移动平台由第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、丝杆、轴承、齿条、齿轮和轴承组成，载物台固定安装在X、Y、Z三轴移动平台上，可实现载物台沿X、Y、Z三个方向移动。载物台X轴方向的移动便于更换实验样品，Y轴方向的移动便于实验样品的多点光谱采集，Z轴方向的移动结合高速摄像机拍照，通过图像处理技术及PLC控制，可实现显微镜自动对焦。进一步的，第一电机与第二电机以相同的速率正转，载物台沿X轴正方向移动，第一电机与第二电机以相同的速率反转，载物台沿X轴反方向移动。第三电机正转，载物台沿Y轴正方向移动，第三电机反转，载物台沿Y轴反方向移动。第四电机正转，载物台沿Z轴正方向移动，第四电机反转，载物台沿Z轴反方向移动。进一步的，放置实验样品，关闭防护罩后，通过控制器上的控制按钮，操作第一电机正转，使载物台沿X轴正方向移动到物镜下方后，第四电机正转，带动载物台沿Z轴正方向移动，同时高速摄像机透过物镜拍摄实验样品图片，结合图像处理技术—Tenengrad梯度算法等，通过反馈调节判断找出高速摄像机所拍摄的最清晰的图像，通过驱动第四电机转动，带动载物台移动至实验样品图像最清晰处，实现显微镜自动对焦。进一步的，在防护罩关闭，压力传感器被触发的情况下，才可通过控制器上的控制按钮打开激光发生器。若防护罩未关闭或在激光发生器开启的状态下防护罩被打开，压力传感器被释放，则立即自动断开拉曼光谱仪总电源开关，并发出报警声。进一步的，结束光谱采集实验后，关闭控制器上激光发生器的开关，载物台自动沿X轴反方向移动至最左端，沿Z轴方向移动至最下端。此时，可手动打开防护罩，并更换样品重新开始实验，或关闭拉曼光谱仪总电源开关。附图说明图1为本实用新型的整体结构的示意图；图2为本实用新型的剖面图的示意图；图3为本实用新型的控制原理的示意图；图4为本实用新型的X、Y、Z三轴移动平台轴测图的示意图；图5为本实用新型的X、Y、Z三轴移动平台左视图的示意图；图6为本实用新型的通过图像处理技术进行自动对焦的流程示意图。主要元件符号说明机架1激光发生器2控制器3控制按钮4防护罩5压力传感器6X、Y、Z三轴移动平台7载物台8物镜9高速摄像机10第一电机11第二电机12第三电机13第四电机14蜂鸣器18长丝杆24短丝杆25齿条26齿轮27轴承28具体实施方式为使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，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。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。如图1-6所示，一种具有载物台位置自动调节和激光安全防护装置的拉曼光谱仪，包括机架1、激光发生器2、控制器3、防护罩5、压力传感器6、X、Y、Z三轴移动平台7、载物台8、物镜9、高速摄像机10。所述机架1前端设置有防护罩5，所述防护罩5分为左防护罩和右防护罩，所述左防护罩与右防护罩的接触面上安装有压力传感器6，所述机架1与防护罩5之间形成样品室15，所述样品室15内设置有X、Y、Z三轴移动平台7，所述X、Y、Z三轴移动平台7上固定安转有载物台8，所述机架1下方设置有物镜9，所述机架1上方设置有高速摄像机10，所述高速摄像机10上方设置有激光发生器2，所述激光发生器2右方设置有控制器3，所述机架1下方设置有物镜9。进一步的，压力传感器6、xyz三轴移动平台7、高速摄像机10、激光发生器2等系统的控制通过控制器3编程实现，控制器3以PLC控制为主。进一步的，X、Y、Z三轴移动平台7由第一电机11、第二电机12、第三电机13、第四电机14、长丝杆24、短丝杆25、齿条26、齿轮27和轴承28组成，通过控制器3上的控制按钮4，可实现X、Y、Z三个方向的移动，固定安装在X、Y、Z三轴移动平台7上的载物台8也会随之移动。载物台8沿X轴方向的移动便于更换实验样品，沿Y轴方向的移动便于实验样品的多点光谱采集，沿Z轴方向的移动结合高速摄像机拍照，通过图像处理技术及PLC控制，可实现显微镜自动对焦。进一步的，通过控制器3上的控制按钮4，可控制载物台8的移动方向，第一电机11和第二电机12以相同速率正转，载物台8沿X轴正方向移动；第一电机11和第二电机12以相同速率反转，载物台8沿X轴反方向移动。第三电机13正转，载物台沿Y轴正方向移动；第三电机13反转，载物台沿Y轴反方向移动。第四电机14正转，载物台沿Z轴正方向移动；第四电机14反转，载物台沿Z轴反方向移动。进一步的，放置实验样品，关闭防护罩后，通过操作控制器3上的控制按钮4打开激光发生器2的开关17后，第一电机11和第二电机12自动正转，载物台8沿X轴正方向移动到物镜9下方后，第四电机14正转，带动载物台8沿Z轴正方向移动，同时高速摄像机10透过物镜9拍摄实验样品图片，结合图像处理技术—Tenengrad梯度算法等，通过反馈调节判断找出高速摄像机10所拍摄的最清晰的图像，通过驱动第四电机14转动，带动载物台8移动至实验样品图像最清晰处，实现显微镜自动对焦。进一步的，在防护罩5关闭，压力传感器6被触发的情况下，才可通过控制器3上的控制按钮4打开激光发生器2的开关17，进行实验。若防护罩5未关闭或激光发生器2开启状态下防护罩5被打开，压力传感器6被释放，则立即自动断开总电源开关19，并闭合蜂鸣器开关23，蜂鸣器18发出报警声。进一步的，结束光谱采集实验后，关闭控制器3上激光发生器2的开关17，载物台8沿X轴反方向移动至最左端。此时，可手动打开防护罩，并更换样品，重新开始实验，或关闭拉曼光谱仪总电源开关19。当前第1页1 2 3