一种太赫兹光谱仪的检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及太赫兹设备领域，更具体地，涉及一种太赫兹光谱仪的检测装置。


背景技术：

2.太赫兹检测光谱仪是一种利用太赫兹波进行物质检测的设备，通过太赫兹检测光谱仪产生频率在0.1～10thz，波长为3000～30μm范围内的电磁波接触样品，然后收集经过样品吸收后的太赫兹波进行分析，能获取样品本身的固有特性。透射检测是常用的检测方法之一，其好处在于透射获取的是样品一段路径上的整体特性。透射检测适合厚度较小，或能通过粉末化重组的样品；但透射检测容易受到样品本身和设备功率的限制，部分厚度大的样品会导致设备无法提供足够的太赫兹波透过样品，特别是很多价值高的样品，大部分不允许造成破坏，导致无法通过粉末化重组的方式进行透射检测。
3.为了满足检测需求，现有技术通过反射检测的方式进行样品的测定，反射检测会改变经样品吸收后太赫兹波的光路，而传统的太赫兹检测光谱仪中，发射光路和接收光路的元件位置是固定的，采用反射检测和透射检测需要用到不同的设备，这样导致检测的成本高。现有技术需要一种检测组件，在传统的太赫兹光谱仪上应用，使其在能满足透射检测需要的同时，又能满足反射检测的需要。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种太赫兹光谱仪的检测装置，用于解决能应用于透射检测的同时，满足反射检测所需的方便调节和适应性高的技术问题。
5.本实用新型采取的技术方案是，一种太赫兹光谱仪的检测装置，包括：样品架，用于装夹样品；发射平台，设有发射组件；接收平台，设有接收组件；所述发射组件形成发射光路，所述发射光路用于引导和调节所发射的太赫兹波；所述接收组件形成接收光路，所述接收光路用于汇聚和调节所接收的太赫兹波；所述发射平台和接收平台围绕样品架而设，使发射光路与接收光路形成转动连接；太赫兹波从发射光路进入，透过样品或经样品反射后，进入接收光路。
6.本技术方案中，所述发射平台用于承载发射组件，所述发射组件用于发射太赫兹波，并引导太赫兹波与样品接触；所述接收平台用于承载接收组件，所述接收组件用于收集与样品接触后的太赫兹波，具体能是被样品表面反射或透过样品后的太赫兹波。通过发射光路限制，能保证太赫兹波能准确接触样品；所述发射光路与接收光路形成转动连接，指至少接收平台能围绕样品架旋转，使所述接收光路能与发射光路形成不同的夹角，以满足不同待测样品由于形状、表面、材质等的不同，造成对太赫兹波反射角度的不同的需要。当发射光路与接收光路位于同一直线上时，所述检测装置形成透射检测；当所述发射光路与接收光路呈一定夹角时，通过调节夹角能满足反射检测的需要。
7.作为优选，所述发射组件包括：发射天线，以及设置在发射天线与样品架之间的一
个或多个第一聚焦件，发射组件中的第一聚焦件形成发射光路。本技术方案中，所述发射天线用于发射太赫兹波，所述第一聚焦件用于将一定可用范围内的发散的太赫兹波聚合，将过于分散的或可能造成干扰的太赫兹波剔除，使接触样品的太赫兹波和强度提升，从而提升检测的准确性。
8.作为优选，所述接收组件包括：接收天线，以及设置在接收天线与样品架之间的一个或多个第二聚焦件，接收组件中的第二聚焦件形成接收光路。本技术方案中，所述接收天线用于收集透过样品或经样品反射后的太赫兹波；太赫兹波接触样品后，根据样品的特性，部分能量被样品吸收，剩余的太赫兹波被接收天线接收后用作分析；而接收天线的接收范围小，越分散的太赫兹波强度越低，接收到的信息越模糊，所以需要通过第二聚焦件构建的接收光路，重新将发散的能量集中，从而实现准确的检测。
9.作为优选，所述检测装置，还包括：底座和支撑杆；所述样品架设置在支撑杆的上端；所述底座设置在支撑杆的下端；所述发射平台和/或接收平台与支撑杆形成转动连接。本技术方案中，所述用于调节和固定检测装置，所述底座用于固定和支撑所述支撑杆，所述支撑杆用于架高样品架，并提供一个转动调节的中心轴。使得所述检测装置的结构一体化，方便移动和拆卸过程中一体转移，并能在转移过程中避免部分调节参数的变动，使得转移后能快速使用。
10.作为优选，所述底座上设有第一转动装置和第二转动装置；所述发射平台通过第一转动装置与支撑杆相连；所述接收平台通过第二转动装置与支撑杆相连。本技术方案中，所述第一转动装置驱动发射平台旋转；所述第二转动装置驱动接收平台旋转；通过独立的转动装置使得发射平台和接收平台的转动互不干扰，并能相互配合形成不同的夹角状态，扩大了设备朝向和角度变化的组合。
11.作为优选，所述样品架与支撑杆之间设有水平转动台，所述样品架通过水平转动台与支撑杆相连。本技术方案中，所述水平转动台用于使样品支架能在水平面上旋转，从而灵活调节样品架的朝向，调节太赫兹波接触样品的具体位置，以及控制能量束与样品表面之间的夹角。
12.作为优选，所述发射平台上设有第一导轨，所述接收平台上设有第二导轨，所述第一导轨上设有第一竖直夹套组，所述第二导轨上设有第二竖直夹套组，所述发射组件设置在第一竖直夹套组上；所述接收组件设置在第二竖直夹套组上。
13.本技术方案中，所述第一导轨用于限制第一竖直夹套组的移动路线，所述第二导轨用于限制第二竖直夹套组的移动路线。第一导轨和第二导轨均能提供一个水平面，起分别支撑和承托第一竖直夹套组和第二竖直夹套组的作用；所述第一竖直夹套组用于装夹发射组件；所述第二竖直夹套组用于装夹接收组件，起分别支撑和调节所述发射组件和接收组件的高度，并控制发射组件和接收组件内各个部件之间距离的作用。在所述第一竖直夹套组和第二竖直夹套组的作用下，能进一步稳定位置配合所需的各个因素，使发射组件和接收组件内各个部件的更换不会导致组合位置的变动，提高稳定性和可靠性，减少影响因素，方便准确调节。
14.作为优选，所述第一导轨和第二导轨上均设有定位调节孔，所述第一竖直夹套组通过第一导轨上的定位调节孔与第一导轨相连；所述第二竖直夹套组通过第二导轨上的定位调节孔与第二导轨相连；所述发射组件和接收组件的下部均设有高度调节杆，所述发射
组件通过调节杆与第一竖直夹套组形成活动连接；所述接收组件通过调节杆与第二竖直夹套组形成活动连接。
15.本技术方案中，所述定位调节孔用于配合第一竖直夹套组和第二类定位夹套分别在第一导轨和第二导轨上的特定位置进行固定，所述第一竖直夹套组和第二竖直夹套组固定后，能避免发射组件和接收组件更换时造成位置的变化；所述高度调节杆一方面使得发射组件或接收组件的高度可调，另一方面方便与第一竖直夹套组和第二竖直夹套组形成快捷灵活的可拆卸连接，使发射组件和接收组件实现快速更换；同时，在调节杆的作用下，可以调节发射组件或接收组件的具体所朝的方向，从而调节接收光路和输出光路。
16.作为优选，所述定位调节孔包括：无级调节孔和固定调节孔。本技术方案中，所述无级调节孔能使竖直夹套在利用无级调节孔固定时，能进一步进行一定位置上的微调；而所述第一竖直夹套组和第二竖直夹套组利用第一导轨和第二导轨上的固定调节孔进行固定时，所述竖直夹套与导轨之间形成相对位置的完全固定。无级调节孔的调节灵活性好，固定调节孔的固定稳定性好，无级调节孔和固定调节孔结合，使得竖直夹套的固定既具有适当的灵活性，又兼具精确度和稳定性。
17.作为优选，所述第一转动装置设置在第二转动装置的上方，所述接收平台与导轨之间设有支撑结构，所述第二转动装置通过支撑结构与接收平台相连。本技术方案中，所述上、下设置的第一转动装置和第二转动装置使得分别与两转动装置相连的发射平台和接收平台的运动处于不同的水平面上，避免了所述发射平台和接收平台在未安装其他配件的过程中发生转动干扰，方便装配前的调节测试；所述支撑结构架高第二导轨，使第二导轨与第一导轨位于同一水平面内；与发射平台相连的所述第一转动装置位于与所述接收平台相连的第二转动装置上方，是由于发射平台的转动频率小，接收平台的转动频率高，转动频率高会容易下落碎屑、润滑油脂、颗粒、灰尘等，对位于下方的结构造成影响，所以将转动频率高的第二转动装置设置在下方，有助于改善这一问题。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：所述发射光路与接收光路形成转动连接，使所述接收光路能与发射光路形成不同的夹角，满足不同待测样品由于形状、表面、材质等的不同，造成对太赫兹波反射角度的不同的需要。当发射光路与接收光路位于同一直线上时，所述检测装置形成透射检测；当所述发射光路与接收光路呈一定夹角时，通过调节夹角能满足反射检测的需要，使得传统的太赫兹光谱仪在采用所述检测组件后能灵活地在透射检测和反射检测之间切换。
附图说明
19.图1为本实用新型的结构示意图。
20.图2为本实用新型透射检测时的俯视图。
21.图3为本实用新型反射检测时的俯视图。
22.附图标记说明：样品架001，发射平台002，发射天线200，第一聚焦件201，第一导轨 021，第一竖直夹套组022，发射光路023，接收平台003，接收天线300，第二聚焦件301，第二导轨031，第二竖直夹套组032，高度调节杆320，无级调节孔321，固定调节孔322，接收光路033，支撑结构034，底座040，支撑杆041，第一转动装置410，第二转动装置411，水平转动台042。
具体实施方式
23.本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
24.实施例1
25.如图1所示，本实施例是一种太赫兹光谱仪的检测装置，包括：样品架001，用于装夹样品；发射平台002，设有发射组件；接收平台003，设有接收组件；发射组件形成发射光路 023，发射光路023用于引导和调节所发射的太赫兹波；接收组件形成接收光路033，接收光路033用于汇聚和调节所接收的太赫兹波；发射平台002和接收平台003围绕样品架001而设，使发射光路023与接收光路033形成转动连接；太赫兹波从发射光路023进入，透过样品或经样品反射后，进入接收光路033。发射组件包括：发射天线200，以及设置在发射天线 200与样品架001之间的一个或多个第一聚焦件201，发射组件中的第一聚焦件201形成发射光路023。接收组件包括：接收天线300，以及设置在接收天线300与样品架001之间的一个或多个第二聚焦件301，接收组件中的第二聚焦件301形成接收光路033。检测装置还包括：底座040和支撑杆041；样品架001设置在支撑杆041的上端；底座040设置在支撑杆041 的下端；发射平台002和/或接收平台003与支撑杆041形成转动连接。
26.底座040上设有第一转动装置410和第二转动装置411；发射平台002通过第一转动装置410与支撑杆041相连；接收平台003通过第二转动装置411与支撑杆041相连。样品架 001与支撑杆041之间设有水平转动台042，样品架001通过水平转动台042与支撑杆041 相连。发射平台002上设有第一导轨021，接收平台003上设有第二导轨031，第一导轨021 上设有第一竖直夹套组022，第二导轨031上设有第二竖直夹套组032，发射组件设置在第一竖直夹套组022上；接收组件设置在第二竖直夹套组032上。第一导轨021和第二导轨031 上均设有定位调节孔，第一竖直夹套组022通过第一导轨021上的定位调节孔与第一导轨021 相连；第二竖直夹套组032通过第二导轨031上的定位调节孔与第二导轨031相连；发射组件和接收组件的下部均设有高度调节杆320，发射组件通过调节杆与第一竖直夹套组022形成活动连接；接收组件通过调节杆与第二竖直夹套组032形成活动连接。如图2所示，定位调节孔包括：无级调节孔321孔和固定调节孔322。第一转动装置410设置在第二转动装置 411的上方，接收平台003与导轨之间设有支撑结构034，第二转动装置411通过支撑结构034与接收平台003相连。
27.实施例2
28.本实施例是一种太赫兹光谱仪的检测装置，包括：样品架001，用于装夹样品；发射平台002，设有发射组件；接收平台003，设有接收组件；发射组件形成发射光路023，发射光路023用于引导和调节所发射的太赫兹波；接收组件形成接收光路033，接收光路用于汇聚和调节所接收的太赫兹波；发射平台002和接收平台003围绕样品架001而设，使发射光路 023与接收光路033形成转动连接；太赫兹波从发射光路023进入，透过样品或经样品反射后，进入接收光路033。发射平台002用于承载发射组件，发射组件用于发射太赫兹波，并引导太赫兹波与样品接触；接收平台003用于承载接收组件，接收组件用于收集与样品接触后的太赫兹波，具体能是被样品表面反射或透过样品后的太赫兹波。具体地，样品架001能设置在发射平台002的一端；或以样品架001为中心，使发射平台002和输入平台位于样品架
001的两侧。发射平台002和输入平台的位置变化实现了接收光路033与发射光路023之间夹角的调节，接收光路033以样品架001为转动中心转动，通过调节接收光路033和发射光路023之间的夹角，实现不同反射角度下依然能获取平面内最优的接收位置，从而提升接收太赫兹波的准确性和强度。如图3所示，当发射光路023与接收光路033位于同一直线上时，所述检测装置形成透射检测；当所述发射光路023与接收光路033呈一定夹角时，通过调节夹角能满足反射检测的需要，使得传统的太赫兹光谱仪在采用所述检测组件后能灵活地在透射检测和反射检测之间切换。
29.发射组件包括：发射天线200，以及设置在发射天线200与样品架001之间的一个或多个第一聚焦件201，发射组件中的第一聚焦件201形成发射光路023。发射天线200用于发射太赫兹波，第一聚焦件201用于将一定可用范围内的发散的太赫兹波聚合。具体地，第一聚焦件201为聚焦透镜，聚焦镜的排列和数量构成了不同的发射光路023，发射光路023能由两个聚焦镜串联而成，发射光路023的输入口正对发射天线200，发射天线200的中心与发射光路023的中心重合。一般地，发射光路023的构成固定，无需频繁调节。
30.接收组件包括：接收天线300，以及设置在接收天线300与样品架001之间的一个或多个第二聚焦件301，接收组件中的第二聚焦件301形成接收光路033，接收天线300用于收集透过样品或经样品反射后的太赫兹波；具体地，不同样品的制样工艺，物质差异，表面的倾斜度、粗糙度等等都会影响透射和反射的检测，特别是反射检测。反射检测中，样品的差异会直接导致太赫兹波在接触样品后形成不同的反射能量束，所以反射检测中接收的位置和角度随样品的不同需要频繁地调节。这意味着除接收光路033角度的调节外，接收光路033 中聚焦镜之间的距离和数量都需要频繁调节，固定的结构无法满足实际检测的需要。
31.检测装置还包括：底座040和支撑杆041；样品架001设置在支撑杆041的上端；底座 040设置在支撑杆041的下端；发射平台002和/或接收平台003与支撑杆041形成转动连接。用于调节和固定检测装置，底座040用于固定和支撑支撑杆041，支撑杆041用于架高样品架001，并提供一个转动调节的中心轴。具体地，底座040上还设有多个固定孔，方便底座040通过螺纹连接固定在平面上；底座040为双层支架，支撑杆041贯穿上层与下层相连。支撑杆041为圆杆，竖直设置。发射平台002一端与支撑杆041相连，形成旋转连接；接收平台003一端与支撑杆041相连，形成旋转连接。
32.底座040上设有第一转动装置410和第二转动装置411；发射平台002通过第一转动装置410与支撑杆041相连；接收平台003通过第二转动装置411与支撑杆041相连。第一转动装置410驱动发射平台002旋转；第二转动装置411驱动接收平台003旋转；具体地，第一转动装置410和第二转动装置411能是转动电机、手动转轮、转盘等，且均包括设置在下部的固定座和设置在固定座上的转动单元，发射平台002一端固定在转动单元的上表面，接收平台003一端固定在转动单元的上表面。
33.样品架001与支撑杆041之间设有水平转动台042，样品架001通过水平转动台042与支撑杆041相连。水平转动台042用于使样品支架能在水平面上旋转，具体地，水平转动台 042的下部具有连接杆，连接杆与支撑杆041的上部形成转动轮连接，样品架001设置在水平转动台042的上表面。
34.发射平台002上设有第一导轨021，接收平台003上设有第二导轨031，第一导轨021 上设有第一竖直夹套组022，第二导轨031上设有第二竖直夹套组032，发射组件设置在第一
竖直夹套组022上；接收组件设置在第二竖直夹套组032上。第一导轨021用于限制第一竖直夹套组022的移动路线，第二导轨031用于限制第二竖直夹套组032的移动路线。第一导轨021和第二导轨031均能提供一个水平面，起分别支撑和承托第一竖直夹套组022和第二竖直夹套组032的作用；第一竖直夹套组022用于装夹发射组件；第二竖直夹套组032用于装夹接收组件，起分别支撑和调节发射组件和接收组件的高度，并控制发射组件和接收组件内各个部件之间距离的作用。具体地，在第一导轨021限制下，第一竖直夹套组022排列成一条直线；在第二导轨031限制下，第二竖直夹套组032排列成一条直线，第一竖直夹套组 022和第二竖直夹套组032在各自的直线范围内沿直线移动，从而调节相互之间的距离。当固定位置后，将第一竖直夹套组022和第二竖直夹套组032分别锁定在第一导轨021和第二导轨031上，更换不同的聚焦透镜或天线不影响相互之间的位置，使得发射组件和接收组件能快速更换，而且更换后无需重新校正调节位置。
35.第一导轨021和第二导轨031上均设有定位调节孔，第一竖直夹套组022通过第一导轨 021上的定位调节孔与第一导轨021相连；第二竖直夹套组032通过第二导轨031上的定位调节孔与第二导轨031相连；发射组件和接收组件的下部均设有高度调节杆320，发射组件通过调节杆与第一竖直夹套组022形成活动连接；接收组件通过调节杆与第二竖直夹套组032 形成活动连接。定位调节孔用于配合第一竖直夹套组022和第二类定位夹套分别在第一导轨 021和第二导轨031上的特定位置进行固定。具体地，定位调节孔贯穿所在的导轨，通过螺纹连接件从下往上穿过定位调节孔所在导轨与所在导轨对应的竖直夹套形成固定连接。第一竖直夹套组022和第二竖直夹套组032的底部均具有螺纹孔。调节杆具体为圆杆，圆杆的上部具有连接螺纹，通过连接螺纹与发射组件和接收组件相连，形成连接。
36.定位调节孔包括：无级调节孔321孔和固定调节孔322。无级调节孔321孔能使竖直夹套在利用无级调节孔321孔固定时，能进一步进行一定位置上的微调；而第一竖直夹套组022 和第二竖直夹套组032利用第一导轨021和第二导轨031上的固定调节孔322进行固定时，竖直夹套与导轨之间形成相对位置的完全固定。具体地，无级调节孔321孔为一个长孔，固定调节孔322为一圆孔，无级调节孔321孔的宽度与固定调节孔322的直径一致，无级调节孔321孔的长度为宽度的数倍，使得螺纹连接件能在无级调节孔321孔中移动，并在到达适当位置后进行锁紧。
37.第一转动装置410设置在第二转动装置411的上方，接收平台003与导轨之间设有支撑结构034，第二转动装置411通过支撑结构034与接收平台003相连。上、下设置的第一转动装置410和第二转动装置411使得分别与两转动装置相连的发射平台002和接收平台003 的运动处于不同的水平面上；支撑结构034架高第二导轨031，使第二导轨031与第一导轨 021位于同一水平面内；具体地，接收平台003和发射平台002均为截面为矩形的长条板，长条板水平设置；支撑结构034能是一实心方块，实心方块的上部和下部分别与第二导轨031 和接收平台003形成多点固定。
38.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。