一种结构紧凑的光谱仪外壳的制作方法
【专利摘要】实用新型公开了一种结构紧凑的光谱仪外壳，包括：1?箱体、2?箱体侧板Ⅰ、3?箱体侧板Ⅱ、4?箱体侧板Ⅲ、5?箱体侧板Ⅳ、6?箱体侧板Ⅴ、7?狭缝组、8?准直镜组、9?光栅组、10?聚焦镜组、11?探测器组、12?修切垫。箱体的底板和侧板为一体式结构，具有良好的抗震抗冲击性。光谱仪采用模块化安装，将狭缝组7，准直镜组8，光栅组9，聚焦镜组10，探测器组11视为5个独立的模块，将5个模块安装到光谱仪箱体侧板上，通过调整修切垫12，实现5个独立模块的统一化，简化了光谱仪的装调过程，并提高了光谱仪的空间利用率。适用于光谱仪的批量化生产，模块化装调方案普适于其他结构光谱仪的装调。
【专利说明】
一种结构紧凑的光谱仪外壳
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种结构紧凑的光谱仪外壳，特别涉及一种结构新颖，空间利用率高、结构简单、加工成本低、安装调试简便的光谱仪外壳。
【背景技术】
[0002]近年来，越来越多的行业都涉及到了光谱技术，光谱测量技术也因而得到了更广泛的应用，光谱仪的市场前景良好。应用于物质检测和定性分析的光谱仪是一种获取物质的光谱信息，为后续物质检测识别工作提供依据的光学分析仪器。传统的光谱仪的光学元件固定在光谱仪外壳内部，增加了光谱仪的整体结构尺寸，不便于携带，给外场环境下检测和实时检测带了不便;且固定部件多、成本高等缺点。
【发明内容】
[0003]为了实现光谱仪外壳的空间利用率高、结构简单、加工成本低、装调简便的特性，本实用新型从光学设计和结构设计两方面提供了一种结构新颖的紧凑型光谱仪外壳，该光谱仪外壳不仅在装调方面的简便性和空间利用率有所提高，而且具有结构简单，加工成本低，易于批量化生产等优点。
[0004]采取的技术方案:
[0005]1、光学设计方案
[0006]光学结构确定机械结构，优秀的光学设计方案能够有效的缩小光谱仪的整体结构尺寸，为后续结构设计提供良好的基础。本实用新型采用交叉型Czerny-Turner结构作为光谱仪的光学平台，实现分光谱成像，同时能够有效的提高光谱仪的空间利用率。
[0007]Czerny-Turner结构的主要像差是像散，应用一阶消像散条件校正光学系统的像散，仅通过调节光学元件间距离及各自倾角等参数实现像散的校正，从光学设计本身降低了加工成本、装调难度和整体结构尺寸。
[0008]2、结构设计方案
[0009]根据光学设计方案，交叉型Czerny-Turner结构光谱仪主要包括狭缝组、准直球面反射镜、光栅、聚焦球面反射镜、探测器。光谱仪结构上包括:1_箱体、2-箱体侧板1、3_箱体侧板π、4-箱体侧板m、5-箱体侧板IV、6-箱体侧板V、7-狭缝组、8-准直镜组、9-光栅组、10-聚焦镜组、11-探测器组、12-修切垫。本实用新型采用模块化安装方式，并将狭缝组7、准直镜组8、光栅组9、聚焦镜组10和探测器组11模块安装在光谱仪外壳侧板上，降低了装调难度的，同时，大大提高了光谱仪的空间利用率。
[0010]箱体I为空心的不规则的五面体，对应的顶面被打通，箱体的底板与箱体侧板加工为一整体。箱体侧板分别提供各组件的安装基准，通过精密加工保证各组件的安装固定，另外，各组件也有相应的修切部分，方便调试。
[0011]狭缝组7、准直镜组8、光栅组9、聚焦镜组10、探测器11组分别安装调试好，通过连接筒与箱体I相连，分别固定在箱体侧板1、箱体侧板Π、箱体侧板m、箱体侧板IV、箱体侧板V上。通过调整修切垫12，实现各光学元件间的间隔与倾角的调试，光学元件和箱体I之间间隙充填硅橡胶，以缓冲振动和冲击对光学元件成像质量的影响，并可减轻环境温度变化对光学元件的影响。
[0012]有益效果:
[0013]本实用新型的主要光学元件组固定在箱体侧板上，结构紧凑，缩小光谱仪实际尺寸。同时，箱体底板和侧板一体化，外壳不会产生形变，密闭、防水性能良好，并且抗震抗冲击性能优良。结构简单、便于装调、生产成本很低，适用于批量生产。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型结构图。
[0015]图1中:
[0016]1-箱体，2-箱体侧板I，3-箱体侧板Π，4-箱体侧板m，5_箱体侧板IV，6-箱体侧板V，7-狭缝组，8-准直镜组，9-光栅组，I O-聚焦镜组，11-探测器组，12-修切垫。
[0017]图2A为本实用新型图1中狭缝组7的结构图。
[0018]图2B为本实用新型图1中准直镜组8的结构图。
[0019]图2C为本实用新型图1中光栅组9的结构图。
[0020 ]图2D为本实用新型图1中聚焦镜组1的结构图
[0021]图2E为本实用新型图1中探测器组11的结构图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。
[0023]本实用新型根据发散光束照射光栅的原理，确定光谱覆盖范围为780-1014nm的消像散型交叉式Czerny-Turner光学结构，由该光学结构设计谱适性较强的光谱仪外壳。如图1所示，其部件是:1-箱体，2-箱体侧板1、3-箱体侧板Π、4-箱体侧板ΙΠ、5-箱体侧板IV、6-箱体侧板V，7-狭缝组，8-准直镜组，9-光栅组，I O-聚焦镜组，11 -探测器组，12-修切垫。
[0024]光谱仪采用模块化安装，将狭缝组7，准直镜组8，光栅组9，聚焦镜组10，探测器组11视为5个独立的模块。分别安装5个模块，再将5个模块安装到光谱仪箱体I，实现光谱仪的整体装调。
[0025]如图2A所示，狭缝组7中包括:狭缝固定块13、狭缝压板14。带有方形槽的狭缝固定块一面与狭缝适配，通过带有4个固定孔的狭缝压板14固定狭缝。狭缝固定块13的另一面与光纤法兰配合。
[0026]如图2B所示，准直镜组8中包括:准直镜转接筒15，压圈16。准直球面反射镜放置在准直镜转接筒15内，用压圈16固定准直球面反射镜。准直球面反射镜与压圈15之间通过硅橡胶胶合，同时，保证准直镜转接筒15，压圈16，准直球面反射镜三者同心。
[0027]如图2C所示，光栅组9中包括:光栅转接筒17，扭转压圈18。光栅转接筒18带有外螺纹，扭转压圈18带有内螺纹，二者可以使用螺纹进行同轴装配。将光栅置于光栅转接筒17和扭转压圈18之间，通过三者装配固定光栅。
[0028]如图2D所示，聚焦镜组10中包括:聚焦镜转接筒20，压圈16。聚焦镜组10在结构和装调方式方面与准直镜组8相同，在此不再赘述。
[0029]如图2E所示，探测器组11中包括:探测器固定块20。探测器置于探测器固定块20中，另一端通过四个定位孔固定在光谱仪箱体侧板上。
[0030]5个独立模块按照以上实施方式进行安装调试，再将各模块固定在箱体侧板上，通过调整修切垫，实现光谱仪各光学元件组的间距与其各自倾角的调试。
[0031]以上实施方式意在说明本发明，而绝非对本发明的限制，本领域的技术人员根据描述，在不脱离权利要求及其同等物限定其范围的本发明总体构思的原则下，可以对实施例做出改变。
【主权项】
1.一种结构紧凑的光谱仪外壳，包括箱体、箱体侧板、狭缝组、准直镜组、光栅组、聚焦镜组、探测器组、修切垫，其特征在于:箱体的底板和侧板为一体式结构，箱体各面角度与光学结构设计角度保持一致，具有良好的抗震抗冲击性;光谱仪采用模块化安装，将狭缝组，准直镜组，光栅组，聚焦镜组，探测器组视为5个独立的模块，将5个模块安装到光谱仪箱体侧板上，通过调整修切垫(12)，实现5个独立模块的统一化。2.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的光谱仪外壳，其特征在于:带有方形槽的狭缝固定块一面与狭缝适配，通过带有固定孔的狭缝压板固定，另一面与光纤法兰配合。3.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的光谱仪外壳，其特征在于:准直球面镜通过准直镜转接筒和压圈固定，并保证三者同心；同理，聚焦球面镜通过聚焦镜转接筒和压圈固定，并保证三者同心。4.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的光谱仪外壳，其特征在于:光栅转接筒带有外螺纹，扭转压圈带有内螺纹，二者可以使用螺纹进行同轴装配，达到光栅固定的目的，并保证三者同心。5.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的光谱仪外壳，其特征在于:探测器置于探测器固定块中，另一端通过四个定位孔固定在光谱仪箱体侧板上。
【文档编号】G01J5/02GK205670049SQ201620456180
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】安岩, 李欣航, 董科研
【申请人】长春理工大学