一种用于便携式拉曼光谱测试的采样装置的制作方法

本实用新型涉及拉曼光谱检测技术，具体涉及一种用于便携式拉曼光谱测试的采样装置。

背景技术：

拉曼光谱是印度物理学家roman发现的一种利用各种分子的振动能级不同，以此来探究分子的结构特性和主要官能团，从而鉴别物质的光谱检测技术。拉曼光谱技术在实际检测中不需要化学试剂的制备、不会损坏样品，与常规的化学检测手段相比，具有样品少、简捷快速、安全、洁净、无损和效率高的优点。目前已经广泛应用于医学、地质、化工、考古、珠宝鉴定及食品检测等领域。

拉曼强度来自收集的散射光强度，而散射光强仅占入射光强的10^-6～10^-10，所以它很难被采集到，通常需要利用表面增强拉曼光谱技术增强拉曼信号，以便光谱仪更好地检测。表面增强拉曼光谱技术具有检测灵敏度高、可以分辨出细微差别等优点，同时还可以用光子作为探针进行实时的测量。

目前，国内的表面增强技术已较为成熟，在农药、食品、污水等领域得到了广泛应用，如可检测农药过量使用导致水果、蔬菜中的农药残余和在水果蔬菜中使用的催熟剂等。然而，大型光谱仪精密的结构导致其体积庞大，无法便携；现已研究出的便携式拉曼光谱仪又通常需要进行调焦、校准、避免直接接触导致样品损伤等，测量过程十分麻烦，尤其在调焦过程中，需要耗费大量时间和耐心，光谱仪精度要求很高，焦距的一点偏差就可能导致无法探测出信号，所以其检测时间长、效率低，同时现有的三维移动平台普遍体积较大，不适用于现场勘测。

技术实现要素：

针对以上现有技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种用于便携式拉曼光谱测试的采样装置，该装置结构简单，体积小，能在保证拉曼探头垂直入射到样品表面且保持一个焦距大小距离尺寸前提下，实现稳定、快速、便捷的样品检测。

本实用新型的用于便携式拉曼光谱测试的采样装置包括：探头、探头支架、支撑底座和二维移动样品放置平台；其中，探头的外侧面为圆柱体的侧面，具有细密外螺纹；探头支架的内部具有圆柱形通孔，圆柱形通孔的内径与探头的外径一致，探头支架的圆柱形通孔的内表面具有与探头相配合的细密内螺纹；支撑底座包括阶梯型通孔、两个圆孔、两根螺旋杆、样品台进出口、挡板和挡板通槽，支撑底座的内部具有阶梯型通孔，将支撑底座分成上下两部分分别为上部底座和下部底座，上部底座具有上部通孔，下部底座具有下部通孔，上部通孔和下部通孔共轴，上部通孔的直径大于下部通孔的直径，从而形成阶梯型，上部通孔的直径不小于探头支架的外径，下部通孔的直径小于探头支架的外径，并且下部通孔的直径大于二维移动样品放置平台的外切圆的直径，下部通孔的高度大于二维移动样品放置平台的高度；在支撑底座的下部底座的侧壁上，分别设置有两个圆孔和一个样品台进出口，两个圆孔的中心与阶梯型通孔的中心轴的连线互相垂直，圆孔具有内螺纹，在每一个圆孔内插入一根螺旋杆，螺旋杆与圆孔螺旋连接，螺旋杆位于圆孔的中心与阶梯型通孔的中心轴的连线上，即两根螺旋杆互相垂直，在上部底座的侧壁内与样品台进出口竖向位置相应处设置有沿着上部底座的侧壁方向的挡板通槽，挡板能够在挡板通槽内沿着竖直方向滑动；二维移动样品平台底座的上表面设置有样品池；样品盛放在样品池内；探头朝下通过螺纹连接设置在探头支架内；探头支架的底部通过套筒方式放置在支撑底座的上部底座内；挡板沿挡板通槽向上滑动，露出样品台进出口，二维移动样品放置平台通过样品台进出口进入至支撑底座的下部底座内，挡板沿挡板通槽向下滑动，遮蔽样品台进出口；两个螺旋杆分别抵在二维移动样品放置平台的外侧壁上；探头通过螺纹调节与样品之间的竖直距离；分别通过两根螺旋杆调节二维移动样品放置平台的水平位置。

样品为液态或固态；固态样品直接放置在样品池内；液态样品先盛放在器皿中，然后将器皿放置在样品池中。

二维移动样品放置平台包括：平台底座、滑动垫、样品台、样品池和拆卸槽；其中，在水平的平台底座上设置水平的滑动垫，在滑动垫上设置样品台，样品台的上表面具有凹槽作为样品池；样品池的侧壁上设置有沿竖直方向的凹槽作为拆卸槽，用于样品的装卸。样品池的形状与所盛放的器皿外部形状一致，为圆形或方形。样品台的外侧面形状为长方体的侧面，两根螺旋杆的前端面为平面，分别抵在样品台相互垂直的两个外侧面上，通过螺旋杆分别调节水平面内两个互相垂直方向的位移，避免了样品由于放入指定位置或移动产生位置偏差时无法探测到信号，同时配合探头通过螺纹调节与样品之间的竖直位移，从而实现微型三维移动。

进一步，在螺旋杆上设置有刻度线，作为位移的移动标准。

探头通过螺纹调节与样品之间的竖直距离，距离在1～2mm之间。探头的端面与样品之间的距离尺寸与便携式拉曼光谱仪的探头焦距尺寸配合。

样品台进出口的形状为长方形，与二维移动样品放置平台的侧面投影面的形状一致，尺寸不小于二维移动样品放置平台的侧面投影面。

挡板采用遮光材料，避免环境光的干扰。

本实用新型的优点：

本实用新型采用探头、探头支架、支撑底座和二维移动样品放置平台，探头通过螺纹连接设置在探头支架内，通过螺纹实现竖直方向距离调节，探头支架的底部通过套筒方式放置在支撑底座的上部底座内，可拆卸，并具有保护探头的作用，二维移动样品放置平台通过样品台进出口进入至支撑底座的下部底座内，并通过挡板避免环境光的干扰；通过螺旋杆分别调整水平面内两个互相垂直方向的位移，同时配合探头通过螺纹调节与样品之间的竖直位移，从而实现微型三维移动，测量精度更高；本实用新型用于表面增强拉曼的采样装置安装在便携式拉曼探头上时，样品到探头的端面的距离刚好为探头的透镜的焦距；节约时间并提高测量的准确性，解决了原有三维移动平台过大，不易携带的问题；不仅适用于便携式表面增强拉曼光谱仪，同时也适用于其他各类拉曼光谱仪，测量时间短，快速方便。

附图说明

图1为本实用新型的用于便携式拉曼光谱测试的采样装置的一个实施例的外部示意图；

图2为本实用新型的用于便携式拉曼光谱测试的采样装置的一个实施例的探头和探头支架的示意图；

图3为本实用新型的用于便携式拉曼光谱测试的采样装置的一个实施例的支撑底座的示意图，其中，(a)没有挡板的示意图，(b)为挡板的示意图；

图4为本实用新型的用于便携式拉曼光谱测试的采样装置的一个实施例的二维移动样品放置平台的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，本实施例的用于便携式拉曼光谱测试的采样装置包括：探头1、探头支架2、支撑底座3和二维移动样品放置平台4。探头1朝下通过螺纹连接设置在探头支架2内；探头支架2的底部通过套筒方式放置在支撑底座3的上部底座内；二维移动样品放置平台4通过样品台进出口进入至支撑底座3的下部底座内，正对探头1。本实施例的采样装置用于便携式表面增强拉曼光谱仪中。

如图2所示，探头1的外侧面为圆柱体的侧面，具有细密外螺纹；探头支架2的内部具有圆柱形通孔，圆柱形通孔的内径与探头1的外径一致，探头支架2的圆柱形通孔的内表面具有与探头1相配合的细密内螺纹。

如图1和3所示，支撑底座3包括阶梯型通孔、两个圆孔33、两根螺旋杆34、样品台进出口35、挡板36和挡板通槽37；其中，支撑底座3的内部具有阶梯型通孔，将支撑底座3分成上下两部分分别为上部底座和下部底座，上部底座具有上部通孔31，下部底座具有下部通孔32，上部通孔和下部通孔共轴，上部通孔的直径大于下部通孔的直径，从而形成阶梯型，上部通孔的直径大于探头支架2的外径，下部通孔的直径小于探头支架2的外径，并且下部通孔的直径大于二维移动样品放置平台4的外切圆的直径以及探头1的直径，探头1的直径为1cm，下部通孔的高度大于二维移动样品放置平台4的高度；在支撑底座3的下部底座的侧壁上，分别设置有两个圆孔33和一个样品台进出口35，两个圆孔33的中心与阶梯型通孔的中心轴的连线互相垂直，圆孔33具有内螺纹，如图3(a)所示，在每一个圆孔33内插入一根螺旋杆34，螺旋杆34与圆孔33通过螺纹连接，螺旋杆34位于圆孔33的中心与阶梯型通孔的中心轴的连线上；在上部底座的侧壁内与样品台进出口35竖向位置相应处设置有沿着上部底座的侧壁方向的挡板通槽37，挡板36能够在挡板通槽37内沿着竖直方向滑动。挡板36的形状为圆柱侧壁的一部分，曲度与挡板通槽37一致，如图3(b)所示。支撑底座3的外径为8～12cm。

如图4所示，二维移动样品放置平台4包括：平台底座41、滑动垫、样品台42和拆卸槽44；其中，在水平的平台底座41上设置水平的滑动垫，在滑动垫上设置样品台42，样品台42的表面具有凹槽作为样品池43；样品池的侧壁上设置有沿竖直方向的凹槽作为拆卸槽44，用于样品的装卸。样品池的形状与所盛放的器皿外部形状一致，为方形。样品台42的外侧形状为长方体，两根螺旋杆的前端面为平面，分别抵在样品台42相互垂直的两个侧面上，通过螺旋杆分别调节水平面内两个互相垂直方向的位移，样品台42沿滑动垫表面水平位移，同时配合探头1通过螺纹调节与样品之间的竖直位移，从而实现微型三维移动。二维移动样品放置平台4的边长为4～8cm。

二维移动样品放置平台4为可拆卸结构，使用过后可取下清洗，以确保下次使用时不会受到残余样品干扰。液态样品先盛放在器皿中，然后器皿放置在样品池中进行探测，使用结束后只需将器皿取出，无需取下样品台。

最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本实用新型，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本实用新型不应局限于实施例所公开的内容，本实用新型要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。