一种微区力致发光测量系统的制作方法

1.本发明属于检测技术领域，具体涉及一种微区力致发光测量系统。


背景技术：

2.力致发光是指材料在受到机械作用如摩擦、加压、冲击、破碎以及超声等产生的发光现象。具有力致发光性质的材料因其在新型光源、显示和压力传感器等领域的应用前景而受到广泛的关注。力致发光的表征手段尚不统一，大多为各自实验室自制。力致发光分析设备主要包括机械力产生部分和力致发光光学信号收集检测两部分。传统的主要采用手动检测对发光材料做力致发光性能检测，但手动检测存在冲击频率随机，采光效率低，因此检测结果存在不够精确，可靠性差等诸多缺点。公开号为cn108398420a提出的集机械力激发和光学检测于一体的发光材料力致发光性能检测装置结构复杂，操作不便；公开号为cn210221823u提出的一种力致发光测量仪虽然结构简单，操作方便，但采用光纤端部直接冲击力致发光材料使其发光的设计，限制了发光材料可检测的压力尺度无法达到吉帕(gpa)级。另外，目前已有的力致发光测量装置均通过压力传感器测得发光材料受冲击力大小，与发光材料面积共同计算得到发光材料力致发光压强，分析压强与发光材料发光特性之间的关系，得到发光材料的力致发光性能，而通常发光材料面积大，只有受冲击的区域产生发光现象，并非发光材料整个区域，这样得到的发光材料的力致发光性能误差极大，极不利于发光材料力致发光机理的研究。为了解决上述问题，提供了一种微区力致发光测量装置，可以对发光材料力致发光区域进行精准成像和面积计算，得到发光材料微区力致发光的精确压强变化，并且可以实现吉帕(gpa)级的压力尺度检测，满足更多发光材料的更高力致发光性能探究，对研究发光材料力致发光机理具有十分重要的意义。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种微区力致发光测量系统，可以对发光材料力致发光区域进行精准成像，得到发光材料微区力致发光的精确压强，并可达到吉帕(gpa)级的压力尺度，实现高精度的发光材料力致发光性能检测。
4.本发明提供的一种微区力致发光测量系统，如图1所示，主要由力致发光模块、光源、第一电动反射镜、第二电动反射镜、相机和光谱仪组成。
5.如图2所示，所述力致发光模块包括外壳、推力电机、电机伸缩轴、联轴器、压力传感器、运动套筒、运动压杆、弹簧、压盘、第一压砧、第二压砧、样品台。所述推力电机安装固定在所述外壳上端，所述推力电机用于驱动安装在其上的所述电机伸缩轴作伸缩运动，所述电机伸缩轴与所述压力传感器一端通过所述联轴器连接，所述压力传感器另一端与所述运动套筒连接。所述运动压杆上套有所述弹簧，并悬吊在所述运动套筒上，所述压盘固定在所述运动压杆除悬吊在所述运动套筒上的另一端，所述压盘上嵌有第一压砧。所述样品台上与所述外壳连接，所述样品台上开设有样品槽，样品槽内安装第二压砧。
6.如图1所示，所述光源和所述力致发光模块成直角放置，所述第一电动反射镜安装
在所述力致发光模块下方，所述第一电动反射镜可以自动切换为与水平方向成45
°
或90
°
位置，用于将所述光源发射的激发光反射透过所述第二压砧照射发光材料；
7.如图1所示，所述第二电动反射镜安装在所述第一电动反射镜下方，所述第二电动反射镜可以自动切换为与水平方向成45
°
或90
°
位置；所述相机安装在所述第二电动反射镜正对所述力致发光模块上的所述第二压砧位置，所述光谱仪与所述相机成直角放置在与所述第二电动反射镜同一水平方向上。
8.本发明的有益效果：
9.(1)本发明公开的一种微区力致发光测量系统，采用金刚石对发光材料进行加压，可达到吉帕(gpa)级的压力尺度。
10.(2)本发明公开的一种微区力致发光测量系统，采用金刚石对发光材料进行加压，发光材料力致发光区域极微小，具有测试迅速，灵敏度高，试样用量少等优点。
11.(3)本发明公开的一种微区力致发光测量系统，所述系统还包括相机，可以对发光材料力致发光区域进行精准成像，计算发光材料实际力致发光面积，从而计算出发光材料受到的精确的压强，得到高精度的检测结果。
附图说明
12.图1为一种微区力致发光测量系统示意图
13.图2为一种微区力致发光测量系统的力致发光模块装配示意图
14.图3为一种微区力致发光测量系统的力致发光模块工作示意图
15.图4为一种微区力致发光测量系统的第一种实施方式
16.图5为一种微区力致发光测量系统的第二种实施方式
17.图中：1-力致发光模块，1-1-外壳，1-2-推力电机，1-3-电机伸缩轴，1-4-联轴器，1-5-压力传感器，1-6-运动筒，1-7-运动压杆，1-8-弹簧，1-9-压盘，1-10-第一压砧，1-11-样品台，1-12-第二压砧，2-光源，3-第一电动反射镜，4-第二电动反射镜，5-相机，6-光谱仪，7-外部控制程序
具体实施方式
18.下文将结合附图以及具体实施案例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当了解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
19.本发明提供的一种微区力致发光测量系统，如图1所示，主要由力致发光模块1、光源2、二向色镜、电动反射镜、相机5和光谱仪6组成。
20.如图2所示，所述力致发光模块1包括外壳1-1、推力电机1-2、电机伸缩轴1-3、联轴器1-4、压力传感器1-5、运动套筒1-6、运动压杆1-7、弹簧1-8、压盘1-9、第一压砧1-10、第二压砧1-12、样品台1-11。所述推力电机1-2安装固定在所述外壳1-1上端，所述推力电机1-2用于驱动安装在其上的所述电机伸缩轴1-3作伸缩运动，所述电机伸缩轴1-3与所述压力传感器1-5一端通过所述联轴器1-4连接，所述压力传感器1-5另一端与所述运动套筒1-6连接。所述运动压杆1-7上套有所述弹簧1-8，并悬吊在所述运动套筒1-6上，所述压盘1-9固定在所述运动压杆1-7除悬吊在所述运动套筒1-6上的另一端，所述压盘1-9上嵌有第一压砧
1-10。所述样品台1-11上与所述外壳1-1连接，所述样品台1-11上开设有样品槽，样品槽内安装第二压砧1-12。
21.如图1所示，所述光源2和所述力致发光模块1成直角放置，所述第一电动反射镜3安装在所述力致发光模块1下方，所述第一电动反射镜3可以自动切换为与水平方向成45
°
或90
°
位置，用于将所述光源2发射的激发光反射透过所述第二压砧1-12照射发光材料；
22.如图1所示，所述第二电动反射镜4安装在所述第一电动反射镜3下方，所述第二电动反射镜4可以自动切换为与水平方向成45
°
或90
°
位置；所述相机5安装在所述第二电动反射镜4正对所述力致发光模块1上的所述第二压砧1-12位置，所述光谱仪6与所述相机5成直角放置在与所述第二电动反射镜4同一水平方向上。
23.具体的，所述力致发光模块1对发光材料进行加压时，如图3所示，根据发光材料力致发光性能检测所需，由外部控制程序7控制推力电机1-2开始工作，推动电机伸缩轴1-3向下伸出，带动与其连接的压力传感器1-5、运动套筒1-6、运动压杆1-7、弹簧1-8、压盘1-9、第一压砧1-10一起下降至第一压砧1-10顶住发光材料，此时电机伸缩轴1-3受推力电机1-2推动继续向下伸出，弹簧1-8受运动套筒1-6向下压力被压缩，压盘1-9及其上的第一压砧1-10受压缩的弹簧力作用，对发光材料进行加压，压力传感器1-5读取压缩弹簧力并反馈给外部控制程序7。
24.实施例1
25.图4示出了所述一种微区力致发光测量系统的第一种实施方式，所述系统主要包括力致发光模块1、光源2、第一电动反射镜3、第二电动反射镜4、相机5和光谱仪6，可以进行发光材料仅受机械力加压的力致发光性能检测。将发光材料置于第二压砧1-12上，通过力致发光模块1对发光材料进行加压后；如图4所示，不开启光源2，第一电动反射镜3与水平方向成90
°
放置；第二电动反射镜4先与水平方向成90
°
放置(实线位置)，发光材料经力致发光模块1加压发射的荧光向下(实线箭头)进入相机5进行发光面积成像，然后第二电动反射镜4切换至与水平方向成45
°
放置(虚线位置)，发光材料经力致发光模块1加压发射的荧光被第二电动反射镜4反射(虚线箭头)进入光谱仪6，光谱仪6收集荧光信号进行分析得到光谱图得到光谱数据，经过分析处理得到发光材料在各压强下的力致发光特性。
26.实施例2
27.图4示出了所述一种微区力致发光测量系统的第一种实施方式，所述系统主要包括力致发光模块1、光源2、第一电动反射镜3、第二电动反射镜4、相机5和光谱仪6，可以进行受外部光源2光激活后的发光材料的力致发光性能检测。首先将发光材料置于第二压砧1-12上，开启光源2，第一电动反射镜3与水平方向成45
°
放置(实线位置)，由光源2发射的激发光经第一电动反射镜3反射透过样品台1-11上的第二压砧1-12，照射发光材料进行光激活后，关闭光源2并切换第二电动反射镜4至与水平方向成90
°
放置(虚线位置)。然后通过力致发光模块1对光激活后的发光材料进行加压；最后如图4所示，第二电动反射镜4先与水平方向成90
°
放置(实线位置)，发光材料经力致发光模块1加压发射的荧光向下(实线箭头)进入相机5进行发光面积成像，然后第二电动反射镜4切换至与水平方向成45
°
放置(虚线位置)，发光材料经力致发光模块1加压发射的荧光被第二电动反射镜4反射(虚线箭头)进入光谱仪6，光谱仪6收集荧光信号进行分析得到得到光谱数据，经过分析处理得到发光材料在各压强下的力致发光特性。
28.以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。