一种微型紫外荧光LED光谱手电的制作方法

本发明涉及测量仪器技术领域，尤其涉及一种微型紫外荧光LED光谱手电。

背景技术：

紫外光具有照明和杀菌的作用，可以应用于钱币、牙齿、油墨印刷制品等目的荧光检和空气质量监测等领域。紫外光激发产生的荧光光谱可以对物质的结构和成分等进行测量、分析和处理，具有分析精度高、测量范围大、速度快等优点。因此紫外荧光光谱仪被广泛应用于食品、石油、化工、医药卫生、环境保护等部门；也是军事侦察、宇宙探索、资源和水文探测等必不可少的遥感设备。

近年来，由于人们对食品安全、假货识别、环境检测日益重视，过去的检测分析仪器和检测模式，已经远远不能满足现在的要求，因此迫切需要开发微小型化的、可集成化、轻量化的光谱仪器，实现实时测量和质量监控。但一般的紫外荧光光谱仪器存在体积大、操作复杂、对工作环境要求苛刻等因素，较难进行在线实时测试和监控，仍主要局限在实验室内进行分析。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种生产成本低廉，操作简单，结构紧凑、体积小，便于工业生产及应用的微型紫外荧光LED光谱手电。

为了实现上述目的，本发明提出了一种微型紫外荧光LED光谱手电，包括壳体，在所述壳体的前端面上开设有相邻的两个通孔，分别记做第一通孔和第二通孔，在所述壳体内设有紫外LED光源以及为所述紫外LED光源供电的LED电源，所述紫外LED光源射出的光束经由所述第二通孔射出，所述LED电源经开关连接至设置在所述壳体上的USB接口，在所述壳体内沿着从所述第一通孔入射光的传播方向依次设有分光系统、会聚镜头以及阵列探测器，所述阵列探测器经USB连接线连接至所述USB接口。

优选的是，所述分光系统采用光栅色散结构或者棱镜色散结构。

优选的是，所述阵列探测器采用阵列CCD或CMOS。

优选的是，在所述紫外LED光源的前方设置有带通滤光片。

优选的是，在所述分光系统的前方设置有长波通滤光片。

本发明的该方案的有益效果在于上述微型紫外荧光LED光谱手电具有体积小、重量轻、携带方便等优点，所述微型紫外荧光LED光谱手电可直接发射紫外光照射钱币、牙齿、油墨印刷制品等目标进行荧光检测；其还可以与外设的信号处理系统配合使用形成光谱仪，与现有技术中的紫外荧光光谱仪相比，具有结构简单，易于加工调试，生产成本低廉，操作简单等优点，可以满足很多对分辨率要求不高的场合，如食品安全检测、宝石检测、水质检测等，另外也可以应用在实验室化学分析、临床医学检验、工业监测、航空航天遥感等领域。

附图说明

图1示出了本发明所涉及的微型紫外荧光LED光谱手电的结构示意图。

图2示出了本发明所涉及的微型紫外荧光LED光谱手电的测量原理示意图。

附图标记：1-壳体，2-紫外LED光源，3-LED电源，4-开关，5-第一通孔，6-第二通孔，7-分光系统，8-会聚镜头，9-阵列探测器，10-USB连接线，11-USB接口，12-长波通滤光片，13-带通滤光片，14-信号处理系统，15-待测目标样品。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图1所示，本发明所涉及的微型紫外荧光LED光谱手电包括壳体1，所述壳体1可采用圆筒或者方形的盒体，在所述壳体1的前端面上开设有相邻的两个通孔，分别记做第一通孔5和第二通孔6，在所述壳体1内设有紫外LED光源2以及为所述紫外LED光源2供电的LED电源3，所述紫外LED光源2射出的光束经由所述第二通孔6射出，为了使所述紫外LED光源2射出的光束最大程度的从所述第二通孔6射出，所述紫外LED光源2的中心轴线与所述第二通孔6的中心点重合；所述LED电源3经开关4连接至设置在所述壳体1上的USB接口11，在本实施例中，所述USB接口11设置在所述壳体1后端面上；在所述壳体1内沿着从所述第一通孔5入射光的传播方向依次设有分光系统7、会聚镜头8以及阵列探测器9；所述阵列探测器9经USB连接线10连接至所述USB接口11。

本发明所涉及的壳体1用于固定紫外LED光源2、LED电源3、开关4、分光系统7、会聚镜头8、阵列探测器9以及USB接口11的相对位置，同时降低外界杂散光的干扰。所述紫外LED光源2可选用市场上比较成熟且价格低廉的紫外半导体发光管。本发明所涉及的分光系统7可以是光栅色散结构也可以是棱镜色散结构。所述阵列探测器9可采用高灵敏成像阵列CCD或CMOS。为了滤除紫外LED光源2其他波长干扰光，可以在所述紫外LED光源2的前方设置带通滤光片13，以保证发射窄带光束。为了滤除发射的紫外LED光干扰，可在所述分光系统7前方设置长波通滤光片12。

本发明所涉及的微型紫外荧光LED光谱手电具有紫外光照明以及荧光光谱检测两种功能。

当所述微型紫外荧光LED光谱手电用于紫外光照明时，将所述USB接口11外接可供电的设备，例如移动电源等，触发所述开关4，使所述LED电源3与外设的供电设备相连接，以便为所述紫外LED光源2供电，进而使得所述紫外LED光源2发出光线射出所述壳体1，达到紫外光照明的功能，以便对钱币、牙齿、油墨印刷制品等目标进行荧光检测。

当所述微型紫外荧光LED光谱手电用于荧光光谱检测时，如图2所示，将所述USB接口11外接信号处理系统14形成光谱仪，将待测目标样品15置于靠近所述壳体1的前端处。在本实施例中，所述信号处理系统14为装有信号处理软件的计算机或手机等处理系统。所述信号处理软件可读取阵列探测器9的信号并处理成光谱图。在本实施例中，所述待测目标样品15为透明包装内的液体，并且假设该透明包装对紫外LED光源2发射的光不敏感，以降低透明包装对其内部液体在检测时造成的干扰。在本实施例中，针对待测目标样品15可以采用直接测量算法，也可以采用背景噪声扣除算法来进行检测。

当采用直接测量算法时，检测过程如下：触发所述开关4，使得所述紫外LED光源2发出光线，上述光线照射待测目标样品15，紫外光照射待测目标样品15后会激发产生荧光，上述荧光经由所述第一通孔5射入所述壳体1内，之后经所述分光系统7将上述光线色散为不同波长的单色光，所述单色光经会聚镜头8后由阵列探测器9接收按波长依次排列的竖直线状光谱，之后所述阵列探测器9会将探测到的光谱信号经USB连接线10传输至外设的信号处理系统14，由所述信号处理系统14进行数据处理并显示光谱图。采用直接测量算法测量具有测量简单快速直接的优点，但同时测量了部分干扰光信号。

当采用背景噪声扣除算法时，检测过程如下：检测待测目标样品15时，先将开关4断开，使得所述紫外LED光源2不发光，此时所述光谱仪进行背景光的测量，背景光的检测过程与上述荧光的检测过程类似，在此不做赘述。当背景光测量完毕后，开启所述信号处理系统14的信号处理软件中的背景噪声扣除功能，之后触发所述开关4，使得所述紫外LED光源2发出光线，所述光谱仪对待测目标样品15辐射的荧光以及背景光同时进行测量。所述信号处理系统14可实现对待测目标样品15所形成的光谱的扣除背景测量。采用背景噪声扣除算法步骤相对直接测量稍显复杂，但可去除强背景噪声的影响，测量信号信噪比高。

本发明所涉及的微型紫外荧光LED光谱手电具有体积小、重量轻、携带方便等优点，所述微型紫外荧光LED光谱手电可直接发射紫外光照射钱币、牙齿、油墨印刷制品等目标进行荧光检测；其还可以与外设的信号处理系统配合使用形成光谱仪，与现有技术中的紫外荧光光谱仪相比，具有结构简单，易于加工调试，生产成本低廉，操作简单等优点，可以满足很多对分辨率要求不高的场合，如食品安全检测、宝石检测、水质检测等，另外也可以应用在实验室化学分析、临床医学检验、工业监测、航空航天遥感等领域。