一种磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置

本发明涉及光学快速检测仪器的，尤其涉及一种磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置。

背景技术：

1、光谱分析技术作为一种快速、非破坏性的检测手段，通过分析物质对不同波长光信号的吸收、反射或透射特性，能够获取物质内部的化学成分信息。随着微型光谱传感器的发展，光谱仪正从实验室转向现场检测。

2、现有手持式光谱检测设备普遍存在模式单一、模式切换智能化缺失、环境与热干扰抑制能力不足、现场交互与数据管理薄弱等多重缺陷，市面上设备多固定为单一反射式或透射式光路结构，若需兼顾固体、液体两类样品检测需购置两套独立仪器，采购与携带成本较高；少数支持更换探头的设备仅依靠人工手动切换工作模式，极易出现切换后忘记关闭主机内置光源的误操作，引发杂散光干扰、信噪比下降，甚至强光长期照射损坏光谱传感器；同时传统设备缺乏光路密闭遮光结构，现场检测时环境光会直接侵入光路造成数据失真，光源与芯片工作积热产生的热漂移无实时温控散热机制，长期连续采样精度持续衰减；此外常规手持光谱仪缺少可视化远程调控界面，增益、积分时间等核心采集参数调节操作繁琐，检测数据仅可本地简单存储，无法直接导出标准化文件用于后续化学计量学分析，整体软硬件协同程度低，难以满足户外现场多品类样品快速精准检测的使用需求。

技术实现思路

1、鉴于上述现有磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明目的是提供一种磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括主机身与可拆卸透射式检测模块；

4、所述主机身前端面设有检测窗口，主机身内部集成光电同轴移动组件、主控制器、锂电池与充电数据接口，主机身前端装配第一磁吸组件与带弹性顶针的第一电连接器；

5、所述光电同轴移动组件包含模组基座、反射光源、as7265x芯片组光谱传感器组件，所述as7265x芯片组具备18个410nm~940nm检测通道；

6、所述透射式检测模块配置与第一磁吸组件磁吸吸合的磁吸母座、与第一电连接器接触导通的电触点，透射式检测模块内部设有样品池插槽、透射光源与散热风扇；

7、所述主控制器分别电性连接光谱传感器组件、反射光源、第一电连接器，主控制器配置为通过第一电连接器4adc电平采样识别透射式检测模块挂载状态，并依据挂载状态自动切换反射检测模式、透射检测模式两套电气控制逻辑。

8、作为本发明所述磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置的一种优选方案，其中：所述第一电连接器包含四根弹性顶针，四根顶针分别为电源vcc引脚、接地gnd引脚、第一pwm信号线引脚、第二pwm信号线引脚；所述透射式检测模块内部电触点将第一pwm信号线接入透射光源驱动电路，将第二pwm信号线接入散热风扇受控驱动端。

9、作为本发明所述磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置的一种优选方案，其中：所述主控制器对第一pwm信号线持续执行adc电压采样识别模块挂载状态；

10、若adc采样电压落入第一预设电压区间，判定装置处于反射检测模式，主控制器驱动开启主机内部反射光源；

11、若adc采样电压落入第二预设电压区间，判定装置处于透射检测模式，主控制器执行光源互锁保护逻辑，强制关闭反射光源，同时开放透射光源的pwm调光控制权限。

12、作为本发明所述磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置的一种优选方案，其中：所述主控制器在透射检测模式下内置芯片温控策略；主控制器通过i2c总线实时读取as7265x芯片组内部温度；当芯片温度超过26℃预设阈值时，主控制器提升第二pwm信号线输出占空比，调高散热风扇转速实现主动降温；装置切换至手动工作模式时，散热风扇保持常转，自动温控策略失效，不干预风扇持续工作状态。

13、作为本发明所述磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置的一种优选方案，其中：所述主控制器内置光源节能控制程序，支持两种光源工作策略切换；策略一为光谱采集完成后自动切断光源输出、降低功耗；策略二为检测全程光源常亮，两种策略同步适用于反射光源与透射光源。

14、作为本发明所述磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置的一种优选方案，其中：所述主机身内部设有轴向位移调节机构，轴向位移调节机构驱动光电同轴移动组件靠近或远离检测窗口；所述光电同轴移动组件前端环绕模组基座装配柔性遮光裙边，光电同轴移动组件位移调节全过程中，柔性遮光裙边前端始终贴合检测窗口内侧镜片表面，隔绝环境杂散光泄漏。

15、作为本发明所述磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置的一种优选方案，其中：所述透射式检测模块设有可闭合暗室盖板，暗室盖板通过合页铰接于模块壳体；所述样品池插槽与透射光源光路之间加装聚光透镜，透射光源输出光束经聚光透镜汇聚后垂直穿过样品池插槽内待测样品，再经由光窗口射入主机检测窗口。

16、作为本发明所述磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置的一种优选方案，其中：所述主控制器内置wifiweb服务器，通信终端连接设备wifi后可访问可视化web控制页面；所述web控制页面包含三类功能配置区：第一类为传感器参数配置区，支持1x、3.7x、16x、64x四档信号增益调节，以及1~255区间积分时间自定义设置；第二类为实时光谱显示区，实时渲染18个光谱通道强度数值与光谱变化趋势曲线；第三类为数据管理区，可导出包含光谱强度、芯片温度、设备配置参数的csv格式检测数据文件。

17、作为本发明所述磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置的一种优选方案，其中：所述主机身上表面装配显示屏与多组物理功能按键，物理按键通过按压时长区分功能逻辑；短按采集按键触发单次光谱采样，长按采集按键切换单次采样/连续循环采样模式；短按光源按键切换反射光源单侧/双侧发光状态，长按光源按键多级调节光源输出亮度。

18、作为本发明所述磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置的一种优选方案，其中：所述主机身壳体、透射式检测模块壳体均开设阵列式散热孔；所述光电同轴移动组件配套设置准直套筒与光学透镜，用于校准反射模式下反射光源发射光路；所述主机身底部装配锂电池为主控制器、光源、散热风扇、显示屏整体供电，主机身侧面设置充电数据接口实现锂电池充电与有线数据传输。

19、本发明的有益效果：主机身搭配磁吸可拆卸透射式检测模块的整机架构，依托第一磁吸组件、磁吸母座实现无工具快速拆装耦合，配合第一电连接器、电触点同步完成光路、电路对接；主机内部集成搭载多通道as7265x芯片组的光电同轴移动组件，由主控制器通过电平识别自动切换反射、透射两类检测逻辑，相较于传统单一模式手持光谱设备，无需购置两套独立仪器即可兼容固体反射检测、液体透射检测两类场景，整机集成度与现场适配性大幅提升，同时自动化模式识别可规避人工切换模式产生的操作疏漏，从硬件结构与底层控制逻辑双重保障检测光路的工作唯一性，降低杂散光干扰带来的数据失真风险。

1.一种磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置，其特征在于：包括主机身（1）与可拆卸透射式检测模块（8）；

2.根据权利要求1所述的磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置，其特征在于：所述第一电连接器（4）包含四根弹性顶针，四根顶针分别为电源vcc引脚、接地gnd引脚、第一pwm信号线引脚、第二pwm信号线引脚；所述透射式检测模块（8）内部电触点（87）将第一pwm信号线接入透射光源（83）驱动电路，将第二pwm信号线接入散热风扇（85）受控驱动端。

3.根据权利要求2所述的磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置，其特征在于：所述主控制器（15）对第一pwm信号线持续执行adc电压采样识别模块挂载状态；

4.根据权利要求3所述的磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置，其特征在于：所述主控制器（15）在透射检测模式下内置芯片温控策略；主控制器（15）通过i2c总线实时读取as7265x芯片组（52）内部温度；当芯片温度超过26℃预设阈值时，主控制器（15）提升第二pwm信号线输出占空比，调高散热风扇（85）转速实现主动降温；装置切换至手动工作模式时，散热风扇（85）保持常转，自动温控策略失效，不干预风扇持续工作状态。

5.根据权利要求4所述的磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置，其特征在于：所述主控制器（15）内置光源节能控制程序，支持两种光源工作策略切换；策略一为光谱采集完成后自动切断光源输出、降低功耗；策略二为检测全程光源常亮，两种策略同步适用于反射光源（55）与透射光源（83）。

6.根据权利要求5所述的磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置，其特征在于：所述主机身（1）内部设有轴向位移调节机构，轴向位移调节机构驱动光电同轴移动组件（5）靠近或远离检测窗口（14）；所述光电同轴移动组件（5）前端环绕模组基座（51）装配柔性遮光裙边（57），光电同轴移动组件（5）位移调节全过程中，柔性遮光裙边（57）前端始终贴合检测窗口（14）内侧镜片（7）表面，隔绝环境杂散光泄漏。

7.根据权利要求6所述的磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置，其特征在于：所述透射式检测模块（8）设有可闭合暗室盖板（81），暗室盖板（81）通过合页（811）铰接于模块壳体；所述样品池插槽（82）与透射光源（83）光路之间加装聚光透镜（84），透射光源（83）输出光束经聚光透镜（84）汇聚后垂直穿过样品池插槽（82）内待测样品，再经由光窗口（88）射入主机检测窗口（14）。

8.根据权利要求7所述的磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置，其特征在于：所述主控制器（15）内置wifiweb服务器，通信终端连接设备wifi后可访问可视化web控制页面；所述web控制页面包含三类功能配置区：第一类为传感器参数配置区，支持1x、3.7x、16x、64x四档信号增益调节，以及1~255区间积分时间自定义设置；第二类为实时光谱显示区，实时渲染18个光谱通道强度数值与光谱变化趋势曲线；第三类为数据管理区，可导出包含光谱强度、芯片温度、设备配置参数的csv格式检测数据文件。

9.根据权利要求8所述的磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置，其特征在于：所述主机身（1）上表面装配显示屏（11）与多组物理功能按键（12），物理按键（12）通过按压时长区分功能逻辑；短按采集按键触发单次光谱采样，长按采集按键切换单次采样/连续循环采样模式；短按光源按键切换反射光源（55）单侧/双侧发光状态，长按光源按键多级调节光源输出亮度。

10.根据权利要求9所述的磁吸式可切换双模式的手持光谱检测装置，其特征在于：所述主机身（1）壳体、透射式检测模块（8）壳体均开设阵列式散热孔（13）；所述光电同轴移动组件（5）配套设置准直套筒（53）与光学透镜（54），用于校准反射模式下反射光源（55）发射光路；所述主机身（1）底部装配锂电池（16）为主控制器（15）、光源、散热风扇（85）、显示屏（11）整体供电，主机身（1）侧面设置充电数据接口（17）实现锂电池（16）充电与有线数据传输。