光谱仪的制作方法

1.本实用新型涉及光谱检测技术领域，特别是涉及光谱仪。


背景技术：

2.光谱仪可以用于检测固体和液体等各种形态样品的光谱信息，通过增加扫描面积使得一份样品中能够被扫描检测到的部分尽量多，从而增加检测样品光谱的代表性。比如检测过程中可以使得样品承载模块与光谱模块之间发生相对运动，从而使得光谱模块能够扫过待测样品不同位置，从而增加扫描面积。而对于摩擦后易燃易爆的样品，若样品承载模块发生运动，则存在安全隐患。


技术实现要素：

3.本实用新型针对在增加扫描面积的同时存在加大安全隐患的问题，提出了一种光谱仪，通过所述运动模块驱动所述光谱模块相对于样品承载模块运动，从而确保在增加扫描面积的同时，所述样品承载模块保持静止，减小检测时的安全隐患。
4.一种光谱仪，包括：
5.样品承载模块，所述样品承载模块设有用于放置待测样品的样品放置位，所述样品放置位设有供检测光线穿过的第一检测窗口；
6.光谱模块，用于发送所述检测光线并接收携带样本特征的光谱信号；
7.运动模块，所述运动模块用于驱动所述光谱模块相对于所述样品承载模块运动，在运动过程中所述检测光线能够照射到所述第一检测窗口，且所述光谱模块能够接收所述检测光线穿过所述待测样品而形成的反射光线。
8.上述方案提供了一种光谱仪，检测过程中所述运动模块驱动所述光谱模块相对于所述样品承载模块运动，使得所述光谱模块能够扫过所述样品放置位的待测样品的多个部分，提升扫描面积。而且在此过程中，处于运动状态的为所述光谱模块，所述样品承载模块保持静止，从而可有效减小检测时的安全隐患。
9.在其中一个实施例中，所述运动模块用于驱动所述光谱模块相对于所述样品承载模块滑动，且滑动方向为第一方向。
10.在其中一个实施例中，所述运动模块包括电机，所述电机的机体相对于所述样品承载模块在所述第一方向上固定，所述电机的主轴沿所述第一方向布置，所述光谱模块与所述电机的主轴螺纹配合构成丝杆螺母结构；
11.所述运动模块还包括滑动导向组件，所述滑动导向组件的导向方向为所述第一方向，所述滑动导向组件设于所述电机的机体与所述光谱模块之间，所述电机的主轴转动时所述光谱模块在所述滑动导向组件的导向作用下沿所述电机主轴的轴向滑动。
12.在其中一个实施例中，所述运动模块还包括部件安装座，所述电机的机体设于所述部件安装座上，所述滑动导向组件包括导轨和与所述导轨滑动配合的第一滑块，所述导轨的导向方向为所述第一方向，所述导轨设于所述部件安装座上，所述第一滑块与所述光
谱模块连接。
13.在其中一个实施例中，所述运动模块还包括两个支撑架，每一所述支撑架均支撑在所述部件安装座与所述样品承载模块之间，在所述第一方向上两个所述支撑架分别位于所述光谱模块的两侧，每一所述支撑架与所述光谱模块之间均设有距离传感器，所述支撑架和所述光谱模块两者中一者与所述距离传感器连接，所述距离传感器用于检测在所述第一方向所述光谱模块与所述支撑架之间的间距，所述距离传感器与所述电机电性连接。
14.在其中一个实施例中，两个所述距离传感器分别与两个所述支撑架连接，所述光谱模块上设有两个挡件，所述挡件与所述距离传感器一一对应，当所述光谱模块沿所述第一方向滑动到所允许的极限位置时所述挡件位于对应距离传感器的检测范围内。
15.在其中一个实施例中，所述光谱模块包括检测器安装座、检测器和遮光板，所述检测器安装座中设有顶部开口的安装腔，所述检测器安装在所述安装腔中，所述遮光板设于所述检测器安装座的顶部并遮蔽所述开口，所述遮光板上设有供检测光线穿过的第二检测窗口，所述光谱模块沿所述第一方向相对于所述样品承载模块滑动时，所述第二检测窗口与所述第一检测窗口相对；
16.所述检测器安装座底部设有第二滑块，所述第二滑块与所述电机的主轴螺纹配合构成丝杆螺母结构；
17.所述滑动导向组件设于所述电机的机体与所述检测器安装座之间，所述电机的主轴转动时所述检测器安装座在所述滑动导向组件的导向作用下沿所述电机主轴的轴向滑动。
18.在其中一个实施例中，所述样品承载模块包括质控板，所述第一检测窗口形成于所述质控板上，所述质控板上设有沿所述第一检测窗口的边沿布置的支撑部，所述质控板和所述支撑部一起围成所述样品放置位，所述运动模块用于驱动所述光谱模块相对于所述质控板运动。
19.在其中一个实施例中，所述支撑部位于所述质控板背向所述光谱模块的一侧，所述支撑部的布置路径覆盖所述第一检测窗口的部分边沿，在未布置所述支撑部的位置形成缺口；
20.所述样品承载模块还包括主滤光片，所述主滤光片设置在所述第一检测窗口中；
21.所述光谱仪包括外壳，所述样品承载模块、所述光谱模块和所述运动模块均设于所述外壳中，所述外壳上和所述缺口对应的位置与所述主滤光片平滑过渡。
22.在其中一个实施例中，所述质控板上设有标准定值物质板，所述光谱模块相对于所述质控板运动时所述光谱模块经过能够检测所述标准定值物质板的位置；
23.和/或，所述质控板上设有标准波长板，所述光谱模块相对于所述质控板运动时所述光谱模块经过能够检测所述标准波长板的位置；
24.和/或，所述质控板上设有背景白板，所述光谱模块相对于所述质控板运动时所述光谱模块经过能够检测所述背景白板的位置。
附图说明
25.构成本技术的一部分的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用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
26.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所需要使用的附图作简单地介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，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。
27.图1为本实施例所述光谱仪中运动模块和光谱模块组合的结构示意图；
28.图2为图1所示组合的爆炸图；
29.图3为本实施例所述光谱仪的部分结构的结构示意图；
30.图4为本实施例所述样品承载模块的爆炸图；
31.图5为本实施例所述光谱仪的结构示意图。
32.附图标记说明：
33.10、样品承载模块；11、质控板；111、第一检测窗口；112、支撑部；113、缺口；114、主滤光片；115、样品器皿；1151、石英片；12、标准定值物质板；13、背景白板；14、标准波长板；20、光谱模块；21、检测器安装座；211、第二滑块；212、安装腔；22、遮光板；221、第二检测窗口；23、挡件；30、运动模块；31、电机；311、机体；312、主轴；32、滑动导向组件；321、导轨；322、第一滑块；33、部件安装座；34、支撑组件；341、支撑架；35、距离传感器；40、光谱仪；41、外壳。
具体实施方式
34.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
35.如图1至图3所示，在一个实施例中，提供了一种光谱仪40，包括样品承载模块10、光谱模块20和运动模块30。
36.样品承载模块10设有用于放置待测样品的样品放置位，样品放置位设有供检测光线穿过的第一检测窗口111。穿过第一检测窗口111的检测光线照射到样品放置位的待测样品上。
37.光谱模块20用于发送检测光线并接收穿过待测样品的反射光线，此反射光线属于携带有样本特征的光谱信号。
38.运动模块30用于驱动光谱模块20相对于样品承载模块10运动，在运动过程中光谱模块20所发送的检测光线能够照射到第一检测窗口111，且光谱模块20能够接收穿过待测样品的反射光线。
39.检测过程中运动模块30驱动光谱模块20相对于样品承载模块10运动，以使得光谱模块20能够扫过样品放置位的待测样品的多个部分，提升扫描面积。而且在此过程中，处于运动状态的为光谱模块20，样品承载模块10保持静止，从而可有效减小检测时的安全隐患。
40.而且对于乳浊液和悬浊液等非均值样品，在获取其断面组学光谱时，若样品发生运动则会导致样品组分分布改变，进而检测无法正常进行。而通过采用本技术中光谱模块20运动，样品承载模块10保持静止的方式则能够有效避免此类问题发生。
41.需要说明的是，本技术中第一检测窗口111的面积较大，第一检测窗口111的面积能够满足光谱模块20在运动过程中，较长时间段内光谱模块20一直能够与第一检测窗口111对应，以确保在此时间段内光谱模块20所发送的检测光线一直照射到第一检测窗口111，且光谱模块20一直能够接收穿过待测样品的反射光线。
42.光谱模块20上设有第二检测窗口221，检测光线通过第二检测窗口221照射到第一检测窗口111，反射光线通过第二检测窗口221照射进入光谱模块20中。
43.第二检测窗口221的面积小于第一检测窗口111的面积，光谱模块20在相对于样品承载模块10运动的过程中，第二检测窗口221依次与第一检测窗口111的不同部分相对。
44.在一些实施例中，运动模块30驱动光谱模块20相对于样品承载模块10滑动，以增加检测过程中的扫描面积。
45.如图4所示，在一个实施例中，第一检测窗口111为长方形窗口，运动模块30用于驱动光谱模块20相对于样品承载模块10在长方形窗口的长度方向上运动，在运动过程中光谱模块20依次与长方形窗口的各个部分相对。
46.在一些实施例中，第二检测窗口221为矩形窗口，第二检测窗口221的长边长度小于第一检测窗口111的长边长度，第二检测窗口221的短边长度不大于第一检测窗口111的短边长度。第二检测窗口221的长度方向与第一检测窗口111的长度方向平行。
47.而且，与长方型窗口配合的样品器皿为长方体，长方体形状的样品器皿跌落时破裂的概率相对较低。
48.可选地，在某些实施例中，第二检测窗口221为圆形窗口，第二检测窗口221的直径不大于第一检测窗口111的短边长度。
49.在另一些实施例中，运动模块30驱动光谱模块20相对于样品承载模块10转动，以增加检测过程中的扫描面积。
50.例如，在一个实施例中，第一检测窗口111为圆形窗口，运动模块30用于驱动光谱模块20相对于样品承载模块10转动，且转动轴线与第一检测窗口111的轴线共线，光谱模块20在转动过程中依次与圆形窗口的各个部分相对。
51.比如，第二检测窗口221为圆形窗口，第二检测窗口221的半径小于第一检测窗口111的半径，第二检测窗口221的轴线与第一检测窗口111的轴线间隔且平行。
52.进一步地，在某些实施例中，光谱模块20相对于样品承载模块10的滑动方向为第一方向。如图1箭头f1所示方向为第一方向。
53.在某些实施例中，运动模块30包括伸缩驱动件，伸缩驱动件的伸缩方向与第一方向平行，伸缩驱动件的固定部与样品承载模块10连接，伸缩驱动件的伸缩部与光谱模块20连接。伸缩驱动件可以为液压缸，液压缸的缸体为固定部，液压缸的伸缩杆为伸缩部。
54.在另一些实施例中，如图1至图3所示，运动模块30包括电机31，电机31的机体311相对于样品承载模块10在第一方向上固定，电机31的主轴312沿第一方向布置，光谱模块20与电机31的主轴312螺纹配合构成丝杆螺母结构。
55.运动模块30还包括滑动导向组件32，滑动导向组件32的导向方向为第一方向，滑动导向组件32设于电机31的机体311与光谱模块20之间，电机31的主轴312转动时光谱模块20在滑动导向组件32的导向作用下沿电机31主轴312的轴向滑动。
56.基于电机31的机体311与光谱模块20之间设有滑动导向组件32，所以电机31主轴
312转动时光谱模块20不会跟随转动，而是在滑动导向组件32的作用下沿第一方向滑动，进而使得光谱模块20能够扫过第一检测窗口111的各个部分，增加扫描面积。
57.如图2所示，滑动导向组件32包括导轨321和与导轨321滑动配合的第一滑块322，导轨321的导向方向为第一方向。导轨321与电机31的机体311相对位置固定，第一滑块322与光谱模块20连接。
58.进一步地，在一个实施例中，如图1至图3所示，运动模块30还包括部件安装座33。电机31的机体311设于部件安装座33上，滑动导向组件32包括导轨321和与导轨321滑动配合的第一滑块322，导轨321的导向方向为第一方向，导轨321设于部件安装座33上。导轨321与电机31机体311之间的相对位置通过部件安装座33间接固定。第一滑块322与光谱模块20连接。
59.所以，当电机31运转时，光谱模块20通过滑动导向组件32相对于部件安装座33滑动。而电机31的机体311和样品承载模块10之间在第一方向上相对固定，换言之部件安装座33相对于样品承载模块10在第一方向上固定，进而光谱模块20相对于样品承载模块10在第一方向上滑动。
60.更进一步地，如图3所示，运动模块30还包括支撑组件34，支撑组件34支撑在部件安装座33与样品承载模块10之间，使得样品承载模块10相对于部件安装座33固定。
61.例如，在一个实施例中，如图1至图3所示，支撑组件34包括两个支撑架341，每一支撑架341均支撑在部件安装座33与样品承载模块10之间，在第一方向上两个支撑架341分别位于光谱模块20的两侧。
62.进一步地，支撑组件34与光谱模块20之间设有距离传感器35，距离传感器35与运动模块30电性连接。光谱模块20和支撑组件34两者中一者与距离传感器35连接，用于检测光谱模块20与支撑组件34之间的间距，避免电机31或伸缩驱动件等驱动单元出现故障，而导致光谱模块20运动到所允许的极限位置外。具体地，距离传感器35与电机31或伸缩驱动件电性连接。
63.如图1和图2所示，在一个实施例中，每一支撑架341与光谱模块20之间均设有距离传感器35，支撑架341和光谱模块20两者中一者与距离传感器35连接，距离传感器35用于检测在第一方向光谱模块20与支撑架341之间的间距，距离传感器35与电机31电性连接。
64.当光谱模块20运动到光谱模块20与任意支撑架341之间的间距小于所允许的极限值时，电机31可依据距离传感器35的反馈停止运作，以避免光谱模块20与支撑架341撞击，而导致光谱仪40中重要零部件损坏的情况发生。
65.进一步具体地，如图1和图2所示，两个距离传感器35分别与两个支撑架341连接，光谱模块20上设有两个挡件23，挡件23与距离传感器35一一对应。当光谱模块20沿第一方向滑动到所允许的极限位置时，挡件23位于对应距离传感器35的检测范围内。
66.进一步地，在某些实施例中，如图2所示，光谱模块20包括检测器安装座21、检测器(图中未示出)和遮光板22。检测器安装座21中设有顶部开口的安装腔212，检测器安装在安装腔212中，遮光板22设于检测器安装座21的顶部并遮蔽开口，遮光板22上设有供检测光线穿过的第二检测窗口221。运动模块30用于驱动检测器安装座21相对于样品承载模块10运动，在运动过程中第二检测窗口221与第一检测窗口111相对。
67.在一具体实施例中，光谱模块20在运动模块30驱动下沿第一方向相对于样品承载
模块10滑动时，第二检测窗口221与第一检测窗口111相对。
68.如图1至图3所示，检测器安装座21底部设有第二滑块211，第二滑块211与电机31的主轴312螺纹配合构成丝杆螺母结构。
69.滑动导向组件32设于电机31的机体311与检测器安装座21之间，电机31的主轴312转动时检测器安装座21在滑动导向组件32的导向作用下沿电机31主轴312的轴向滑动。
70.在一具体实施例中，检测器安装座21与第一滑块322连接，运动模块30驱动检测器安装座21相对于样品承载模块10滑动时，第一滑块322与检测器安装座21一起滑动。
71.进一步地，如图1所示，在第一方向上，两个挡件23分别位于检测器安装座21的两侧，两个挡件23均与遮光板22连接并位于遮光板22背向样品承载模块10的一侧。
72.进一步地，在一些实施例中，光谱模块20还包括光源，光源发出的检测光线能够从第二检测窗口221照射到第一检测窗口111。光源在运动模块30的驱动作用下相对于样品检测模块运动。
73.具体在一个实施例中，光源与检测器安装座21相对位置固定，光源和检测器安装座21同步运动。
74.进一步地，在一些实施例中，如图4所示，样品承载模块10包括质控板11，第一检测窗口111形成于质控板11上。运动模块30用于驱动光谱模块20相对于质控板11运动。
75.在一些具体实施例中，如图3所示，支撑组件34支撑在部件安装座33与质控板11之间，使得质控板11相对于部件安装座33固定。
76.如图3所示，两个支撑架341均支撑在部件安装座33与质控板11之间。电机31的机体311相对于质控板11在第一方向上固定设置。
77.进一步地，如图4所示，质控板11上设有沿第一检测窗口111的边沿布置的支撑部112，质控板11和支撑部112一起围成样品放置位。用于盛装待测样品的样品器皿115能够放置在支撑部112所围空间中。在支撑部112的限位作用下，检测过程中待测样品与第一检测窗口111之间的相对位置固定。样品器皿115上与第一检测窗口111相对的位置为透光部，比如石英片1151，使得检测光线能够穿过。
78.如图4所示，支撑部112位于质控板11背向光谱模块20的一侧，支撑部112的布置路径覆盖第一检测窗口111的部分边沿，在未布置支撑部112的位置形成缺口113。
79.样品承载模块10还包括主滤光片114，主滤光片114设置在第一检测窗口111中。主滤光片114不仅可以过滤光线，亦可遮挡灰尘，避免灰尘从第一检测窗口111掉入光谱仪40。
80.光谱仪40包括外壳41，样品承载模块10、光谱模块20和运动模块30均设于外壳41中，外壳41上和缺口113对应的位置与主滤光片114平滑过渡。
81.检测过程中粉末状待测样品可能掉落到主滤光片114上，长时间使用灰尘亦可能掉落到主滤光片114上，在清理时需将这些污染物从缺口113清扫出支撑部112所围空间外，再沿着外壳41将污染物抹除。
82.在如图4所示实施例中，第一检测窗口111为矩形窗口，支撑部112布置路径覆盖了矩形窗口的一长边和两短边，缺口113位于矩形窗口的一长边处。
83.更进一步地，如图4所示，在一些实施例中，质控板11上设有标准定值物质板12，光谱模块20相对于质控板11运动时光谱模块20经过能够检测标准定值物质板12的位置。
84.通过检测标准定值物质板12上的标准定值物质进行自检，以判断检测系统全链是
否存在异常。标准定值物质板12上的标准定值物质是根据分析模型已确定准确参考值的物质。根据光谱模块20所检测到的标准定值物质的光谱信息与已知的准确参考值是否匹配，即可判断用于检测样品承载模块10上待测样品的检测系统全链是否存在异常。
85.如图4所示，质控板11上设有标准波长板14，光谱模块20相对于质控板11运动时光谱模块20经过能够检测标准波长板14的位置。若光谱仪40检测标准波长板14的检测结果存在异常，则大概率光谱模块20的检测器出现问题。
86.如图4所示，质控板11上设有背景白板13，光谱模块20相对于质控板11运动时光谱模块20经过能够检测背景白板13的位置。若光谱仪40检测背景白板13的检测结果存在异常，则大概率光谱模块20的光源出现问题。
87.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
88.此外，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。
89.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。
90.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
91.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。