一种基于参比光路的光谱测量系统的制作方法

1.本实用新型涉及光谱测量系统技术领域，尤其涉及一种基于参比光路的光谱测量系统。


背景技术：

2.光谱测量系统一般包括光源、光路系统和光谱仪，光谱的测量稳定性与这几部分密切相关。光源在光谱测量系统中时非常重要的一个环节，光源是能够发出一定波长范围的电磁波的物体，而电磁波易受外界条件的影响，如电压、温度、灯脚接触状态、灯泡的不同设计等。现有技术的光谱测试用光源，普遍存在光源强度不稳定、光线发散和扩散严重、各种镜面反光效应等问题。所以光源的变化对光谱的影响非常大。除此之外，外界环境条件的变化，如温度、湿度等也会影响光路系统以及光谱仪探测器的稳定性，这些都使得测量光谱在不同时间不同地方的背景不完全一样，这就对后续的数据分析会产生不可预测的影响。


技术实现要素：

3.为解决背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出一种基于参比光路的光谱测量系统。
4.本实用新型提出的一种基于参比光路的光谱测量系统，包括：光源、光路切换机构、样品池和光谱仪；
5.光路切换机构包括基板、挡板和切换驱动组件，基板上设有检测窗口和参比窗口，挡板位于基板一侧，挡板上设有透光窗口，切换驱动组件与挡板连接用于驱动挡板移动使得透光窗口在检测窗口和参比窗口间切换；
6.光源位于光路切换机构一侧，光源通过y型光纤分别与检测窗口和参比窗口连接，样品池位于检测窗口远离光源一侧，样品池的出光端通过光纤与光谱仪连接，参比窗口的出光端通过光纤与光谱仪连接。
7.优选地，切换驱动组件采用电磁继电器，电磁继电器与挡板连接用于控制挡板移动。
8.优选地，电磁继电器包括安装架、电磁铁、衔铁和复位弹簧，安装架上设有平行于挡板布置的滑轨，衔铁通过滑轨可滑动安装在安装架上且衔铁与挡板连接，电磁铁安装在安装架上且位于滑轨一侧，电磁铁靠近衔铁一端设有用于吸附衔铁的吸附部，复位弹簧两端分别与安装架和衔铁连接。
9.优选地，衔铁上设有平行所述滑轨布置的连杆，衔铁通过连杆与挡板连接，安装架上设有与连杆配合的导向滑槽。
10.优选地，基板上中部设有供挡板插入的插槽，插槽两侧分别设有第一参比窗口、第一检测窗口、第二参比窗口和第二检测窗口，挡板可滑动安装在插槽内。
11.优选地，所述透光窗口的面积小于检测窗口的面积，且所述透光窗口的面积小于参比窗口的面积。
12.优选地，光谱仪通过y型光纤分别与样品池的出光端和参比窗口的出光端连接。
13.本实用新型中，所提出的基于参比光路的光谱测量系统，光路切换机构的基板上设有检测窗口和参比窗口，挡板上设有透光窗口，切换驱动组件驱动挡板移动使得透光窗口在检测窗口和参比窗口间切换，光源通过y型光纤分别与检测窗口和参比窗口连接，样品池位于检测窗口远离光源一侧，样品池的出光端通过光纤与光谱仪连接，参比窗口的出光端通过光纤与光谱仪连接。通过上述优化设计的基于参比光路的光谱测量系统，通过光路切换机构实现检测光路和参比光路的单独输出，进而通过一个光谱仪即可实现背景噪声扣除或者两点采样，避免环境条件对光路检测的影响。
附图说明
14.图1为本实用新型提出的一种基于参比光路的光谱测量系统的结构示意图。
15.图2为本实用新型提出的一种基于参比光路的光谱测量系统的实验光路工作时的结构示意图。
16.图3为本实用新型提出的一种基于参比光路的光谱测量系统的参比光路工作时的结构示意图。
17.图4为本实用新型提出的一种基于参比光路的光谱测量系统的工作流程图。
18.附图标记说明：
19.1、光源；2、样品池；3、光谱仪；4、基板；5、挡板；41、检测窗口；42、参比窗口；51、透光窗口；61、安装架；62、电磁铁；63、衔铁；64、复位弹簧；65、连杆。
具体实施方式
20.如图1至4所示，图1为本实用新型提出的一种基于参比光路的光谱测量系统的结构示意图，图2为本实用新型提出的一种基于参比光路的光谱测量系统的实验光路工作时的结构示意图，图3为本实用新型提出的一种基于参比光路的光谱测量系统的参比光路工作时的结构示意图，图4为本实用新型提出的一种基于参比光路的光谱测量系统的工作流程图。
21.参照图1，本实用新型提出的一种基于参比光路的光谱测量系统，包括：光源1、光路切换机构、样品池2和光谱仪3；
22.光路切换机构包括基板4、挡板5和切换驱动组件，基板4上设有检测窗口41和参比窗口42，挡板5位于基板4一侧，挡板5上设有透光窗口51，切换驱动组件与挡板5连接用于驱动挡板5移动使得透光窗口51在检测窗口41和参比窗口42间切换；
23.光源1位于光路切换机构一侧，光源1通过y型光纤分别与检测窗口41和参比窗口42连接，样品池2位于检测窗口41远离光源1一侧，样品池2的出光端通过光纤与光谱仪3连接，参比窗口42的出光端通过光纤与光谱仪3连接。
24.本实施例的基于参比光路的光谱测量系统的具体工作过程中，首先在初始默认位置，如图2所示，挡板上的透光窗口与检测窗口对应，参比窗口与参比光路不通光，通过检测窗口的实验光路通光，光谱仪采集经过样品池的实验光谱。然后通过切换驱动组件工作驱动挡板移动，如图3所示，使得挡板上的透光窗口与参比窗口对应，使得通过参比窗窗口的参比光路通光，通过检测窗口的实验光路不通光，光谱仪采集参比光路的光谱，从而扣除光
源自身的背景光谱，消除背景影响。
25.在本实施例中，所提出的基于参比光路的光谱测量系统，光路切换机构的基板上设有检测窗口和参比窗口，挡板上设有透光窗口，切换驱动组件驱动挡板移动使得透光窗口在检测窗口和参比窗口间切换，光源通过y型光纤分别与检测窗口和参比窗口连接，样品池位于检测窗口远离光源一侧，样品池的出光端通过光纤与光谱仪连接，参比窗口的出光端通过光纤与光谱仪连接。通过上述优化设计的基于参比光路的光谱测量系统，通过光路切换机构实现检测光路和参比光路的单独输出，进而通过一个光谱仪即可实现背景噪声扣除或者两点采样，避免环境条件对光路检测的影响。
26.在切换驱动组件的具体设计方式中具体实施方式中，切换驱动组件采用电磁继电器，电磁继电器与挡板5连接用于控制挡板5移动；通过控制电磁继电器通断电，实现挡板的工位切换，延长切换组件的切换效率和使用寿命。
27.具体的，电磁继电器包括安装架61、电磁铁62、衔铁63和复位弹簧64，安装架61上设有平行于挡板5布置的滑轨，衔铁63通过滑轨可滑动安装在安装架61上且衔铁63与挡板5连接，电磁铁62安装在安装架61上且位于滑轨一侧，电磁铁62靠近衔铁63一端设有用于吸附衔铁63的吸附部，复位弹簧64两端分别与安装架61和衔铁63连接。初始状态下，电磁铁断电，衔铁在复位弹簧的作用下，使得挡板位于检测工位，透光窗口与检测窗口对应。工作时，首先电磁铁通电，吸附衔铁带动挡板移动至参比工位，使得透光窗口与参比窗口对应，然后电磁铁断电，挡板在复位弹簧的作用下向检测工位移动。
28.在衔铁与挡板的具体连接方式中，衔铁63上设有平行所述滑轨布置的连杆65，衔铁63通过连杆65与挡板5连接，安装架61上设有与连杆65配合的导向滑槽；连杆通过导向滑槽与安装架配合，在其推动挡板移动时，保证其移动平稳性。
29.在挡板的具体安装方式中，基板4上中部设有供挡板5插入的插槽，插槽两侧分别设有第一参比窗口、第一检测窗口、第二参比窗口和第二检测窗口，挡板5可滑动安装在插槽内；为挡板移动提供滑动空间，保证移动准确性。
30.进一步地，所述透光窗口51的面积小于检测窗口41的面积，且所述透光窗口51的面积小于参比窗口42的面积，使得参比光路和实验光路检测时透光面积相等，从而避免透光量差异过大对检测结果造成影响。
31.此外，为了便于光谱仪与参比光路和实验光路连接，光谱仪3通过y型光纤分别与样品池2的出光端和参比窗口42的出光端连接。
32.在实际工作中，可通过程序控制光路切换和光谱采集，可以实现长时间自动化测量。为了详细说明本实施例的基于参比光路的光谱测量系统的工作原理，参照图4，下面具体叙述具体工作过程，包括下列步骤：
33.①
首先程序控制光谱仪采集实验光谱。
34.②
采集完毕，程序发给控制电路命令，使电磁继电器通电吸合，切换到参比光路，此时参比光路通光，实验光路不通光，程序控制光谱仪采集参比光谱。
35.③
采集完毕，程序发给控制电路命令，使电磁继电器断电释放，则挡板在复位弹簧作用下回到初始位置。判断是否继续采集，若是，重复
①
的步骤开始采集实验样品光谱，然后继续
②
和
③
；若否，程序结束。
36.可根据实际需要设定采集积分时间、采集次数、采集间隔时间等。
37.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。