光谱检测装置及光谱检测设备的制作方法

1.本实用新型涉及光谱检测设备技术领域，特别是涉及一种光谱检测装置及光谱检测设备。


背景技术：

2.高光谱、拉曼光谱、近红外光谱等无损分析技术是近几十年来国内外发展的新型分析技术，对于大多数类型的样本，不需要进行任何前处理即可直接测量，无损光谱分析技术正逐渐成为农业、食品、工矿等行业不可或缺的分析手段。光谱检测装置包括样品杯，安装座及光谱检测器，样品杯设置于安装座上，待测样品放置于样品杯内，通过光谱检测器去获得待测样品的光谱数据。
3.然而，传统的光谱检测装置在使用时，光谱检测器扫描样品的区域较为固定，使得测得的光谱数据的准确性较低。


技术实现要素：

4.基于此，针对传统的光谱检测装置在使用时，光谱检测器扫描样品的区域较为固定，使得测得的光谱数据的准确性较低的问题，提出了一种光谱检测装置及光谱检测设备，该光谱检测装置及光谱检测设备在使用时，可以提升获得的光谱数据的准确性。
5.具体技术方案如下：
6.一方面，本技术涉及一种光谱检测装置，包括检测组件、支撑机构、样品容纳组件及驱动件，所述检测组件用于测量待测样品的光谱信息，所述检测组件设有供检测光线经过的检测区；所述支撑机构连接于所述检测组件，所述支撑机构形成有支撑部；所述样品容纳组件能够在所述支撑部的支撑下相对所述检测组件悬浮，且所述样品容纳组件包括透光部，所述透光部面向所述检测区，且所述检测区的中心偏离所述透光部在所述检测组件上的正投影区域的中心；所述驱动件用于驱动所述样品容纳组件转动，所述透光部在所述样品容纳组件的带动下转动，以切换所述透光部与所述检测区对应的区域。
7.下面进一步对技术方案进行说明：
8.在其中一个实施例中，所述支撑机构包括至少三个安装轴，所述支撑部包括至少三个轴承，一个所述轴承通过一个所述安装轴连接于所述检测组件，所述至少三个轴承间隔设置并配合抵持所述样品容纳组件以使所述样品容纳组件相对所述检测组件悬浮。
9.在其中一个实施例中，所述驱动件包括转动动力源及设置于所述转动动力源的输出端的导轮，所述导轮与所述样品容纳组件接触配合，所述导轮能够在所述转动动力源的带动下转动，所述样品容纳组件通过其自身与所述导轮之间的摩擦力作用转动。
10.在其中一个实施例中，所述检测组件包括安装板及遮光板，所述安装板设有第一安装孔，所述支撑机构连接于所述安装板，所述样品容纳组件相对所述安装板悬浮，所述遮光板设置于所述安装板中背离所述支撑机构的一侧并遮盖所述第一安装孔的一侧，且所述遮光板设有所述检测区，且经过所述检测区的检测光线能够通过所述第一安装孔传输至所
述透光部。
11.在其中一个实施例中，所述透光部设置于所述第一安装孔内，所述样品容纳组件在所述驱动件的驱动下以所述第一安装孔的轴线为转轴转动。
12.在其中一个实施例中，所述检测组件还包括截止板，所述截止板位于所述遮光板靠近所述样品容纳组件的一侧并设置于所述第一安装孔内，所述截止板设有光线筛选部，所述光线筛选部与所述检测区对应用于筛选预设波长的光线通过所述光线筛选部并输送至所述透光部。
13.在其中一个实施例中，所述样品容纳组件包括架空导环及样品杯，所述支撑部用于支撑所述架空导环以使所述架空导环相对所述检测组件悬浮，所述样品杯插设于所述架空导环，所述样品杯的底部设有所述透光部。
14.在其中一个实施例中，所述样品杯的外壁形成有抵接凸起，所述抵接凸起与所述架空导环远离所述检测组件的端部边缘抵接配合。
15.在其中一个实施例中，所述驱动件设置于所述架空导环的外周侧，所述检测组件与所述架空导环沿所述架空导环的轴向布设。
16.在其中一个实施例中，所述样品检测组件还包括增高环，所述增高环与所述样品杯互相套接配合，所述增高环相对所述样品杯沿所述样品杯的高度方向突出设置。
17.在其中一个实施例中，所述光谱检测装置还包括安装壳体，所述安装壳体设有安装腔及与所述安装腔连通的第二安装孔，所述检测组件、所述驱动件及所述支撑机构均收纳于所述安装腔内，所述样品容纳组件穿设于所述第二安装孔并与所述第二安装孔间隙配合。
18.在其中一个实施例中，所述安装壳体的外壁形成有收纳凹槽与贯穿所述收纳凹槽周侧的清理缺口，所述第二安装孔贯穿所述收纳凹槽的底壁。
19.在其中一个实施例中，所述光谱检测装置还包括用于遮盖所述收纳凹槽的盖体，所述盖体设有与所述清理缺口配合的安装凸起。
20.在其中一个实施例中，所述盖体和所述安装壳体通过磁吸配合连接。
21.在其中一个实施例中，所述光谱检测装置还包括扫码模块，所述扫码模块用于扫描样品的识别码。
22.另一方面，本技术还涉及一种光谱检测设备，包括前述任一实施例中的光谱检测装置。
23.上述光谱检测装置及光谱检测设备在使用时，通过驱动件驱动样品容纳组件转动，透光部在样品容纳组件的带动下相对检测区转动，以切换透光部与检测区对应的区域，从而提升检测区扫描透光部的面积，进而提高检测结果的准确性。
附图说明
24.构成本技术的一部分附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明书用于解释说明本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的
附图。
26.此外，附图并不是1:1的比例绘制，并且各个元件的相对尺寸在附图中仅示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。
27.图1光谱检测装置的爆炸示意图；
28.图2为光谱检测装置的部分结构分解示意图；
29.图3为图2中光谱检测装置的部分结构装配示意图；
30.图4为图3的光谱检测装置的部分结构在其中一个视角下的示意图；
31.图5为样品容纳组件的爆炸示意图；
32.图6为样品容纳组件的装配示意图；
33.图7为增高环与样品杯的分解示意图。
34.附图标记说明：
35.10、光谱检测装置；100、检测组件；110、安装板；112、第一安装孔；120、遮光板；122、检测区；1222、检测孔；130、光谱检测器；140、截止板；200、支撑机构；210、安装轴；220、轴承；300、样品容纳组件；310、架空导环；312、抵接凹槽；320、样品杯；322、杯本体；3222、抵接凸起；3224、透光部；330、增高环；400、驱动件；410、转动动力源；420、导轮；500、安装壳体；510、第二安装孔；520、收纳凹槽；522、清理缺口；600、盖体；610、安装凸起。
具体实施方式
36.本技术中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
37.无损光谱分析技术正逐渐成为农业、食品、工矿等行业不可或缺的分析手段。光谱检测装置包括样品杯，安装座及光谱检测器，样品杯设置于安装座上，待测样品放置于样品杯内，通过光谱检测器去获得待测样品的光谱数据。然而，传统的光谱检测装置在使用时，光谱检测器扫描样品的区域较为固定，使得测得的光谱数据的准确性较低。
38.基于上述考虑，经深入研究，设计了一种光谱检测装置，该光谱检测装置在使用时，可以提高获得的光谱数据的准确性。
39.图1光谱检测装置10的爆炸示意图；图2为光谱检测装置10的部分结构分解示意图；图3为图2中光谱检测装置10的部分结构装配示意图；图4为图3的光谱检测装置10的部分结构在其中一个视角下的示意图。
40.请参照图1至图5，光谱检测装置10包括检测组件100、支撑机构200、样品容纳组件300及驱动件400。样品容纳组件300用于容纳待测样品，待测样品可以呈颗粒状或者是粉末，检测组件100用于获取待测样品的光谱信息，通过光谱信息可以检测出待测样品的种类。
41.请参照图1至图4，支撑机构200连接于检测组件100，支撑机构200形成有支撑部。样品容纳组件300能够在支撑部的支撑下相对检测组件100悬浮。样品容纳组件300相对于检测组件100悬浮，顾名思义，此时，样品容纳组件300与检测组件100不会直接接触，两者之间存在一定的间距，因而当样品容纳组件300活动时，例如转动或者移动时，两者之间不会
产生摩擦阻力。
42.请参照图2和图3，检测组件100设有供检测光线经过的检测区122，且样品容纳组件300包括透光部3224，其中，透光部3224面向检测组件100中形成有检测区122的一侧，且检测区122的中心偏离透光部3224在检测组件100上的正投影区域的中心。检测光线可以有相应的光谱模块发射而来，光谱模块可以设置于检测区122背离样品容纳组件300的一侧，光谱模块通过向透光部3224发射检测光线，检测光线传递到待测样品处，在待测样品处经过例如反射或漫反射等一系列光学传输后传递回至光谱模块，从而获得待测样品的光谱信息，从而判断待测样品的类型。
43.其中，样品容纳组件300的透光部3224为用于检测组件100发射的检测光线透过的部分。
44.请参照图1和图3，驱动件400与样品容纳组件300传动配合，驱动件400用于驱动样品容纳组件300转动，透光部3224在样品容纳组件300的带动下相对检测区122转动，以切换透光部3224与检测区122对应的区域。
45.请参照图3，样品容纳组件300的转动方向可以为图中的f方向，图3中的f方向为顺时针方向，但这不并意味着样品容纳组件300只限于沿顺时针转动，样品容纳组件300根据需要还可以沿逆时针转动，具体转动方向可以根据需要进行设定。
46.请参照图1至图4，光谱检测装置10在使用时，通过驱动件400驱动样品容纳组件300转动，透光部3224在样品容纳组件300的带动下相对检测区122转动，以切换透光部3224与检测区122对应的区域，从而提升检测区122扫描透光部3224的面积，进而提高检测结果的准确性。
47.支撑部支撑样品容纳组件300相对检测组件100悬浮的方式可以有多种：例如，支撑部可以为支撑环，样品容纳组件300穿设于支撑环内，样品容纳组件300的外壁形成有搭接筋条，通过搭接筋条与支撑环搭接，从而实现支撑样品容纳组件300相对于检测组件100悬浮；或者，支撑部包括至少三个抵持部，通过三个抵持部从至少三个不同方向抵持夹持样品组件使其相对样品容纳组件300悬浮。当然了，支撑部还可以通过磁悬浮的方式使得样品容纳组件300悬浮于检测组件100上方。
48.请参照图2和图3，具体到其中一个实施例中，支撑机构200包括至少三个安装轴210，支撑部包括至少三个轴承220，一个轴承220通过一个安装轴210连接于检测组件100，至少三个轴承220间隔设置并配合抵持样品容纳组件300以使样品容纳组件300相对检测组件100悬浮。
49.需要说明的是，根据轴承220的基本结构常识，轴承220一般包括内圈和外圈，内圈用于安装轴210配合，外圈用于与样品容纳组件300抵持配合。
50.可以理解的是，这里限定安装轴210的数量至少为三个的原因是，在至少三个位置上抵持样品容纳组件300的稳定性才是最佳的。
51.当轴承220的数量为三个时，三个轴承220可以间隔设置，并位于同一圆周上，相邻两个轴承220之间构成的圆心角为120
°
。当轴承220的数量为四个时，四个轴承220也可以位于同一圆周上，相邻两个轴承220之间构成的圆心角可以为90
°
。当轴承220的数量为4个以上时，所有轴承220仍然可以间隔设置，并位于同一圆周上，相邻两个轴承220之间构成的圆心角则可根据轴承220的数量进行设定，只要能够使得所有轴承220配合抵持样品容纳组件
300以使样品容纳组件300相对检测组件100悬浮即可。
52.可以理解的是，驱动件400为样品容纳组件300提供转动动力。那么驱动件400可以为现有技术中任一可以提供转动动力的驱动装置。
53.例如，请参照图2和图3，在一些实施例中，驱动件400包括转动动力源410及设置于转动动力源410的输出端的导轮420，导轮420与样品容纳组件300接触配合，导轮420能够在转动动力源410的带动下转动，样品容纳组件300通过其自身与导轮420之间的摩擦力而转动，如此，实现驱动样品容纳组件300转动的同时，样品容纳组件300的转动阻力还相对较低。
54.可选地，转动动力源410可以通过螺钉的方式安装于安装板110上。
55.可选地，转动动力源410可以为驱动电机，导轮420连接于驱动电机的转轴上。
56.图5为样品容纳组件300的爆炸示意图，图6为样品容纳组件300的装配示意图。请参照图1、图5和图6，样品容纳组件300包括架空导环310及样品杯320，支撑部用于支撑架空导环310以使架空导环310相对检测组件100悬浮，样品杯320插设于架空导环310，样品杯320的底部设有透光部3224。
57.请参照图5，具体到其中一个实施例中，架空导环310的外壁形成有抵接凹槽312，轴承220与抵接凹槽312的槽边缘进行抵接。导轮420与抵接凹槽312的槽边缘接触配合。
58.架空导环310和样品杯320之间可以为一体结构，也可以分别为单体结构，此时，样品杯320通过相应的连接方式设置于架空导环310内。当样品杯320和架空导环310为一体结构时，由于支撑部需要抵持住架空导环310，当需要对架空导环310或样品杯320进行清理和维修时，难以将架空导环310和样品杯320从支撑部处拆卸下来，因此，架空导环310和样品杯320优选为单体结构，样品杯320与架空导环310之间可拆卸连接。
59.例如，请参照图5和图6，在一些实施例中，样品杯320的外壁形成有抵接凸起3222，抵接凸起3222与架空导环310远离检测组件100的端部边缘抵接配合。如此，当需要对样品杯320进行清理时，需要将样品杯320从架空导环310上取下即可。
60.抵接凸起3222可以形成有样品杯320远离检测组件100的端部边缘，也可以形成于样品杯320的中部边缘，具体形成位置可以根据需要进行设置。
61.抵接凸起3222可以为搭接筋条。搭接筋条可以为完整的环形筋条，也可以为3/4圆弧的搭接筋条，具体结构可以根据需要进行设定，只要能够使得样品杯320能够通过抵接凸起3222与架空导环310搭接以插设于架空导环310即可。
62.在一些实施例中，样品杯320可以为一体式结构，样品杯320的底部可以采用玻璃、氟化硅、石英等各类透光材料制成。
63.图5展示了样品杯320的可选结构。请参照图5，在别的一些实施例中，样品杯320包括两端开口且内部中空的杯本体322，透光部3224为透光元件，杯本体322插设于架空导环310，透光元件设置于架空导环310内并与架空导环310的内壁围设形成用于容纳样品的容纳腔。
64.其中，透光元件可以为石英片或者是其他透光材料制成的透光片。
65.请参照图5和图6，样品检测组件100还包括增高环330，样品检测组件100还包括增高环330，增高环330与样品杯320互相套接配合，增高环330相对样品杯320沿样品杯320的高度方向突出设置。如此，增高环330的设置可以增加样品杯320的高度，降低样品杯320出
现漏光或其他杂散光进入样品杯320的概率，提升待测样品检测的精确性。
66.图7为增高环330与样品杯320的分解示意图。请参照图6和图7，在一些实施例中，增高环330与样品杯320之间可以通过螺纹连接。具体而言，增高环330与样品杯320之间的其中一者可以设有外螺纹结构，另一者设有内螺纹结构，两者通过内螺纹结构和外螺纹结构之间的螺旋配合进行连接。
67.下面将结合附图阐述检测组件100的可选的具体结构。
68.请参照图1至图3，检测组件100包括安装板110及遮光板120，安装板110设有第一安装孔112，支撑机构200连接于安装板110，样品容纳组件300相对安装板110悬浮，遮光板120设置于安装板110中背离支撑机构200的一侧并遮盖第一安装孔112的一侧，且遮光板120设有检测区122，且经过检测区122的检测光线能够通过第一安装孔112传输至透光部3224。如此，通过遮光板120遮挡第一安装孔112，使得其他杂散光难以进入第一安装孔112，影响对待测样品的检测。
69.可选地，遮光板120可以通过胶结或者是螺钉连接的方式固定于安装板110背离支撑机构200的一侧。
70.请参照图1至图3，光谱检测装置10还包括光谱检测器130，光谱检测器130设置于遮光板120背离样品容纳组件300的一侧，光谱检测器130的检测端面向检测区122。如此，通过光谱检测器130检测待测样品的光谱信息，进而确定待测样品的类型。
71.可选地，光谱检测器130可以为近红外式光谱检测器130或者是高光谱、拉曼光谱检测器130。
72.请参照图3和图4，驱动件400设置于架空导环310的外周侧，检测组件100与架空导环310沿架空导环310的轴向布设。如此，相对于将驱动件400设置于架空导环310的轴线方向，本实施例中的驱动件400可以减小占据架空导环310的轴向空间。
73.请参照图3，在该图3的视角下，光谱检测器130设置于安装板110的下方，与架空导环310沿架空导环310的轴向布设，驱动件400设置于架空导环310的外周侧。
74.需要说明的是，检测组件100与架空导环310沿架空导环310的轴向布设并不是说检测组件100与架空导环310要严格的位于架空导环310的轴线方向上，检测组件100位于架空导环310的轴线方向平行且面向一致的方向上也认为检测组件100与架空导环310沿架空导环310的轴向布设。
75.透光部3224设置于第一安装孔112内，如此，将透光部3224收纳于第一安装孔112内可以避免其他的杂光进入透光部3224。样品容纳组件300在驱动件400的驱动下以第一安装孔112的轴线为转轴进行转动。
76.请参照图2和图3，检测区122设有检测孔1222，检测孔1222用于供传输至透光部3224的检测光线穿过。
77.其中，检测区122可以在部分区域内开设检测孔1222，或者请参照图3，检测区122本身就为检测孔1222。
78.透光元件在遮光板120的正投影的区域中心是偏离检测孔1222的中心，此时，当架空导环310在转动时，透光元件的各个区域可以依次经过检测孔1222，进而可以扫描透光元件的更多区域。
79.请参照图1，检测组件100还包括截止板140，截止板140位于遮光板120靠近样品容
纳组件300的一侧并设置于第一安装孔112内，截止板140设有光线筛选部，光线筛选部与检测区122对应用于筛选预设波长的光线通过光线筛选部并输送至透光部3224。
80.具体地，光线筛选部可以为滤光部，透光部可以采用类似透光石英、吸收式或反射式窄带滤光片(滤光膜)、吸收式或反射式截止滤光片(滤光膜)制成。
81.截止板140可以采用如铝合金、钛合金、镍铜合金等各类金属材料制成。截止板140的厚度可以为0.5mm～3mm，截止板140的厚度根据光谱检测装置10的应用场景进行选择。
82.截止板140通过平头螺丝固定于第一安装孔112的孔底壁，当需要拆卸时，只需要取出螺丝后用吸盘工具可垂直取出/更换截止板140，不涉及其他部件拆卸，拆卸较为便捷。
83.请参照图1，光谱检测装置10还包括安装壳体500，安装壳体500设有安装腔(未示出)及与安装腔连通的第二安装孔510，检测组件100、驱动件400及支撑机构200收纳于安装腔内，样品容纳组件300穿设于第二安装孔510并与第二安装孔510间隙配合。
84.进一步地，驱动件400及支撑机构200均未与安装壳体500发生物理连接，如此，当安装壳体500在受力变形时不会直接影响支撑机构200对样品容纳组件300的支撑，也不会直接影响驱动件400驱动样品容纳组件300转动。
85.请参照图1，安装壳体500的外壁形成有收纳凹槽520与贯穿所述收纳凹槽520周侧的清理缺口522，第二安装孔510贯穿收纳凹槽520的底壁。如此。待测样品的残渣可以收纳于收纳凹槽520内，在清扫时，可以将这些残渣从清理缺口522清扫。
86.请参照图1，光谱检测装置10还包括用于遮盖收纳凹槽520的盖体600，盖体600设有与清理收纳凹槽520配合的安装凸起610，当盖体600盖设于收纳凹槽520时，
87.为了提升盖体600盖设于收纳凹槽520上的稳固性，盖体600和安装壳体500通过磁吸配合。
88.可选地，盖体600和安装壳体500的其中一者设有第一磁吸部，另一者设有第二磁吸部，盖体600和安装壳体500之间通过第一磁吸部和第二磁吸部磁吸配合固定连接。第一磁吸部和第二磁吸部均可以为永磁体。
89.光谱检测装置10还包括扫码模块(未示出)，扫码模块用于扫描样品的识别码。
90.可选地，识别码可以为附带有待测样品类型的条形码或者是二维码。
91.上述光谱检测装置10在使用时，首先将待测样品放置于样品杯320内，再样品杯320插设在架空导环310上，通过抵接凸起3222和架空导环310的边缘抵接，利用样品杯320和待测样品的自身重力下使得抵接凸起3222与架空导环310之间连接紧密。随后，在驱动件400的作用下，利用导轮420与架空导环310之间的摩擦力带动架空导环310和样品杯320悬浮旋转，光谱检测器130从样品杯320的透光部3224对待测样品进行扫描，获取待测样品的样品信息。
92.此外，本技术一实施例还涉及一种光谱检测设备，包括前述任一实施例中的光谱检测装置10。
93.上述光谱检测设备由于包含前述任一实施例中的检查装置，因此该光谱检测设备在使用时，可以提升检测区122扫描透光部3224的面积，从而提高检测结果的准确性。
94.可以理解的是，上述光谱检测设备还包括例如电机、电源等必备部件，在此不一一赘述。
95.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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。
96.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”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。
97.以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。