探测器支架及光谱仪的制作方法

1.本技术涉及光谱仪的领域，尤其是涉及一种探测器支架及光谱仪。


背景技术：

2.光谱仪是一种用来测量分析光谱辐射功率分布和光谱组成的设备，目前广泛应用于光源辐射测量、颜色测量、元素鉴定、化学分析等领域中。
3.相关技术中如申请公布号为cn102226716a公开的一种中阶梯光栅光谱仪的光路结构，其包括聚焦镜、入射针孔、抛物准直镜、中阶梯光栅、交叉色散棱镜组、抛物聚焦镜和探测器。待测光由聚焦镜收集，通过入射针孔进入光谱仪的光路；入射光束经抛物准直镜准直为平行光束后，通过中阶梯光栅和交叉色散棱镜组产生二维交叉色散，由抛物聚焦镜成像到探测器的靶面上。
4.光谱仪中的探测器又称为图像探测器，其作用是可以接收聚焦镜出来的光带，将光带成像后转换输出成光谱数据。但是，图像探测器通常通过探测器支架直接固定安装在光谱仪内，图像探测器接收的光谱波段范围也是固定的，难以能满足不同光谱波段范围的光带的检测需求。


技术实现要素：

5.为了能够满足不同光谱波段范围的光带的检测需求，本技术提供一种探测器支架及光谱仪。
6.本技术提供的一种探测器支架及光谱仪，采用如下的技术方案：
7.一种探测器支架，包括：
8.支架前端，供图像探测器安装；
9.支架尾端，固定连接于所述支架前端，所述支架前端通过所述支架尾端连接于光谱仪的壳体；
10.所述探测器支架配置有锁紧组件，所述锁紧组件包括：
11.锁定件，用于抵触所述支架尾端并通过摩擦力限制所述支架尾端的移动，以使所述支架尾端具有与所述壳体相对固定的锁紧状态；
12.驱动件，固定连接于所述锁定件，并活动连接于所述壳体，用于通过活动方式调节所述锁紧件与所述支架尾端之间的摩擦力，以使所述支架尾端具有能够移动的解锁状态，并且所述锁定件经过所述支架尾端的移动路径。
13.通过采用上述技术方案，利用驱动件可以调节锁定件与支架尾端之间的摩擦力，从而使支架尾端具有锁紧状态和解锁状态。在需要图像探测器接收的光谱波段范围而调节支架前端的位置时，可将支架尾端切换至解锁状态，然后调节支架前端的位置，使得图像探测器能够接收设定的光谱波段范围的光带，再通过驱动件和锁定件将支架尾端切换至锁紧状态，使支架前端重新被固定。利用支架前端和支架尾端可活动调节设计，使得图像探测器能够接收的光谱波段范围的选择更多，能够满足不同光谱波段范围的光带的检测需求。
14.可选的，所述驱动件设置有与所述壳体螺纹连接的螺杆部，所述螺杆部用于通过转动方式带动所述锁定件移动，以使所述支架尾端切换至锁紧状态或解锁状态。
15.通过采用上述技术方案，当螺杆部正向转动时，锁定件可沿螺杆部的长度方向远离支架尾端，锁定件与支架尾端之间摩擦力减少，使支架尾端切换至解锁状态。当螺杆部反向转动时，锁定件可沿螺杆部的长度方向接近支架尾端，锁定件逐渐配合壳体夹紧支架尾端，使支架尾端切换至锁紧状态。利用转动螺杆部切换支架尾端的锁紧状态或解锁状态的方式简单快捷，便于实用。
16.可选的，所述支架尾端设置有供所述驱动件穿设的调节孔，所述调节孔的长度大于所述驱动件的宽度，以形成供所述驱动件滑移的空间。
17.通过采用上述技术方案，当支架尾端发生滑移时，驱动件在调节孔内滑移，限制支架尾端的滑动范围，减少支架尾端移动范围过大导致位置严重偏移的风险。
18.可选的，所述调节孔的长度方向指向所述支架前端。
19.通过采用上述技术方案，当支架尾端处于解锁状态时，锁定件能够沿调节孔的长度方向移动，支架前端同时沿此方向发生滑移，并且在此方向上支架前端具有较大的活动范围。
20.可选的，所述调节孔的宽度大于所述驱动件的宽度。
21.通过采用上述技术方案，当支架尾端处于解锁状态时，锁定件能够沿调节孔的宽度方向移动，使得支架尾端可以在沿此方向发生滑移或转动，为支架前端提供更多方向的调节空间。
22.可选的，所述调节孔包括相互平行的第一调节孔和第二调节孔，所述驱动件包括穿设于所述第一调节孔的第一驱动件和穿设于所述第二调节孔的第二驱动件。
23.通过采用上述技术方案，当支架尾端发生移动时，第一驱动件需要在第一调节孔内移动，同时，第二驱动件需要在第二调节孔内移动，从而限制支架尾端的摆动范围，减少支架尾端的摆动范围过大导致位置严重偏移的风险。
24.可选的，所述支架前端设置有供所述图像探测器安装的安装槽，所述安装槽连通所述支架前端的一侧形成安装口，所述安装口供所述图像探测器进入所述安装槽。
25.通过采用上述技术方案，图像探测器可通过安装口进入安装槽的内部，方便安装。
26.可选的，所述安装槽内设置有供所述图像探测器发生倾斜度变化的调节区。
27.通过采用上述技术方案，图像探测器能够在调节区内发生摆动，从而调节自身的倾斜度。在需要图像探测器接收的光谱波段范围而调节支架前端的位置时，可对应地调节图像探测器的倾斜度，使得光带能够以适合的角度射入图像探测器的靶面。
28.可选的，所述安装口的长度大于等于所述图像探测器的长度，所述安装口处形成所述调节区。
29.通过采用上述技术方案，利用安装口的本身设计形成调节区，使得探测器支架整体的结构更加简洁、紧凑。
30.一种光谱仪，包括如上述任一项技术方案的探测器支架。
31.通过采用上述技术方案，利用支架前端和支架尾端可活动调节设计，使得光谱仪能够接收的光谱波段范围的选择更多，能够满足不同光谱波段范围的光带的检测需求。
附图说明
32.图1绘示本技术实施例的光谱仪的结构示意图。
33.图2绘示光栅、聚焦镜和图像探测器之间的光路示意图。
34.图3绘示本技术实施例的探测器支架和图像探测器的结构示意图。
35.图4绘示本技术实施例的探测器支架和图像探测器的装配示意图。
36.图5绘示本技术实施例的探测器支架和图像探测器的正视图。
37.图6沿图5中a-a向的剖视图，其中，图6（a）中的图像探测器处于初始状态，图6（b）中的图像探测器按照图示yr方向发生摆动。
38.图7绘示本技术实施例的探测器支架和锁紧组件的装配示意图。
39.图8绘示本技术实施例的探测器支架的俯视图。
40.图9绘示本技术实施例的探测器支架的发生调节前后的概念性示意图，其中，图9（c）中的探测器支架处于初始状态，图9（d）中的探测器支架按照图示x方向发生移动，图9（e）中的探测器支架按照图示r方向发生摆动。
41.附图标记说明：
42.1、壳体；11、狭缝；2、光栅；3、聚焦镜；4、图像探测器；41、柱面镜；5、探测器支架；6、锁紧组件；61、锁定件；611、垫环；62、驱动件；62a、第一驱动件；62b、第二驱动件；621、螺杆部；7、支架前端；71、安装槽；72、安装口；73、调节区；8、支架尾端；81、调节孔；81a、第一调节孔；81b、第二调节孔；9、准直镜。
具体实施方式
43.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.下面结合说明书附图1-图9对本发明实施例作进一步详细描述。
45.本技术实施例公开一种光谱仪。参照图1和图2，光谱仪包括壳体1、图像探测器4、探测器支架5和锁紧组件6。探测器支架5通过锁紧组件6固定于壳体1内，图像探测器4固定安装于探测器支架5上，图像探测器4的靶面安装有柱面镜41。壳体1设置有狭缝11、光栅2、聚焦镜3和准直镜9。其中，狭缝11连通壳体1的外侧，光栅2、聚焦镜3和准直镜9均栓接固定于壳体1内，狭缝11、光栅2、聚焦镜3、准直镜9和探测器支架5的位置均根据预设的光带照射路径设计好，待检测的光带会通过狭缝11进入壳体1内，然后依次经过准直镜9、光栅2和聚焦镜3，最终反射进图像探测器4的靶面上，图像探测器4将光带成像后转换输出成光谱数据。
46.参照图1和图2，在本实施例中，探测器支架5具有锁紧状态和解锁状态，当探测器支架5处于解锁状态时，探测器支架5可与壳体1相对移动，从而调节图像探测器4的位置。可以理解的是，当探测器支架5、光栅2和聚焦镜3之间相对位置固定时，图像探测器4能够接收光带的光谱波段范围是固定的，若光带的光谱波段范围发生变化，则光栅2与聚焦镜3之间会发生波长范围的变化，聚焦镜3与图像探测器4之间会发生距离范围变化。在本实施例中，利用探测器支架5处于解锁状态时的位置调节功能，可以调节图像探测器4与聚焦镜3之间
的距离范围，使得图像探测器4能够接收的光谱波段范围的选择更多，能够满足不同光谱波段范围的光带的检测需求。
47.参照图3，关于探测器支架5的具体结构，在本实施例中，探测器支架5包括有支架前端7和支架尾端8，支架前端7用于安装图像探测器4，支架尾端8固定连接于支架前端7，支架前端7通过支架尾端8连接于壳体1。具体的，支架前端7的高度大于支架尾端8的厚度，支架尾端8整体以水平方向设置，支架尾端8的一端一体成型于支架前端7的下部。
48.参照图2和图3，支架前端7开设有容纳安装图像探测器4的安装槽71，安装槽71的槽口连通支架前端7的一侧形成安装口72，在生产装配光谱仪时，图像探测器4可通过安装口72进入安装槽71。在本实施例中，安装口72位于支架前端7远离支架尾端8的一侧，并且安装口72的位置与图像探测器4的靶面的位置相对应，当图像探测器4固定于安装槽71内时，图像探测器4的靶面可通过安装口72外露于支架前端7，使得光带可从支架前端7的外侧通过安装口72进入图像探测器4的靶面。
49.参照图4，在本实施例中，安装槽71连通支架前端7的下表面和支架前端7接近支架尾端8的一面，以供图像探测器4自身连接的信号线及电源线在支架前端7的底部容纳或穿过。
50.参照图4，在本实施例中，图像探测器4通过固定物固定连接于支架前端7上。固定物可以为胶水、螺栓等，在本实施例中，固定物优选为紫外线固化胶。安装槽71朝向图像探测器4的一侧形成供紫外线固化胶粘合的涂面，紫外线固化胶可以在图像探测器4与涂面之间存在间隙的情况下，依然稳固粘合图像探测器4与支架前端7。在生产装配光谱仪时，可在安装槽71的内壁使用粘合胶水，将图像探测器4粘接固定于支架前端7上。
51.参照图4，在不同光谱波段范围的光带的检测需求中，为了使得不同光谱波段范围的光带均能够以适合的角度射入图像探测器4的靶面，达到更好的成像效果，本实施例中的安装槽71还设置有供图像探测器4进行倾斜度调整的调节区73。
52.参照图5和图6，具体的，安装口72的长度l1大于等于图像探测器4的长度l2，图像探测器4可在安装口72内调节自身位置，使安装槽71内形成调节区73。当图像探测器4放置于调节区73内时，图像探测器4能够在调节区73内发生倾斜度变化，为图像探测器4提供在图示yr方向上转动的调节空间，从而令光带能够以适合的角度射入图像探测器4的靶面，使得成像效果更加准确。在生产装配光谱仪时，当图像探测器4可通过安装口72进入安装槽71之后，可对图像探测器4进行倾斜度调节，而在倾斜度调节完成后，图像探测器4可通过固定物固定连接于支架前端7内，方便快捷。另一方面，利用安装口72的本身设计形成调节区73，使得探测器支架5整体的结构更加简洁、紧凑。
53.如图6所示，图6（a）中的图像探测器4按照图示yr方向发生摆动后，能够达到图6（b）中的图像探测器4的状态，图6（b）中的图像探测器4与安装槽71内壁通过紫外线固化胶粘接固定。
54.参照图4，值得注意的是，利用调节区73的设计，图像探测器4可以进行倾斜度调节，而锁紧组件6可协助完成图像探测器4在水平方向上的位置调节，从而使得图像探测器4可以在多个方向上进行调节，适用的探测范围更广。
55.参照图3和图4，关于锁紧组件6的具体结构，在本实施例中，锁紧组件6包括有锁定件61和驱动件62。其中，锁定件61用于抵触支架尾端8，通过摩擦力限制支架尾端8的移动，
以使支架尾端8具有与壳体1相对固定的锁紧状态。驱动件62固定连接于锁定件61，并活动连接于壳体1，用于通过活动方式调节锁紧件与支架尾端8之间的摩擦力，以使支架尾端8具有能够移动的解锁状态。
56.参照图3和图4，在本实施例中，驱动件62采用螺纹连接结构，驱动件62螺纹连接于壳体1，驱动件62通过转动方式带动锁定件61移动。在其他实施例中，驱动件62也可以采用弹性夹具结构，驱动件62可提供预弹性力，使得锁定件61与支架尾端8接触，并且在外力作用下可活动而带动锁定件61远离支架尾端8。
57.参照图3和图4，具体的，驱动件62的下部设置有螺杆部621，螺杆部621呈圆柱状，并且螺杆部621的外周侧设置有螺纹面。锁定件61一体成型固定于驱动件62的上端，螺杆部621螺纹连接于壳体1上，锁定件61与壳体1之间形成支架尾端8容纳的空间。螺杆部621的转动可以带动锁定件61移动，从而切换支架尾端8的锁紧状态或解锁状态，简单快捷、便于实用。在一实施例中，锁紧组件6可直接采用螺栓。
58.参照图4，在本实施例中，锁定件61远离驱动件62的一面开设有形孔，形孔供安装工具如螺丝刀配合，方便旋转螺杆部621。
59.参照图4，在本实施例中，锁定件61还设置有用于增强夹紧效果的垫环611，垫环611具有弹性，驱动件62的一端穿设于垫环611而与锁定件61连接。
60.参照图3和图4，关于支架尾端8用于配合锁紧组件6的具体结构，在本实施例中，支架尾端8开设有调节孔81，调节孔81以竖直方向贯穿支架尾端8，驱动件62与调节孔81一一对应，调节孔81的宽度小于锁定件61的直径或垫环611的直径，驱动件62穿设于对应的调节孔81并与壳体1螺纹连接。当螺杆部621正向转动时，螺杆部621带动锁定件61朝接近壳体1的方向移动，最终锁定件61、垫环611配合壳体1夹紧支架尾端8，此时支架尾端8处于锁紧状态。当螺杆部621反向转动时，螺杆部621带动锁定件61朝远离壳体1的方向移动，垫环611与支架尾端8之间的摩擦力减少，支架尾端8从锁紧状态切换至解锁状态。
61.参照图4，在本实施例中，当支架尾端8发生滑移时，驱动件62在调节孔81内滑移，限制支架尾端8的滑动范围，减少支架尾端8移动范围过大导致位置严重偏移的风险。并且，由于锁定件61固定于驱动件62，驱动件62始终在调节孔81内移动，因此锁定件61始终经过支架尾端8的移动路径，使得支架尾端8无论移动至任何位置，锁定件61均可以对支架尾端8进行定位。
62.参照图7和图8，具体的，调节孔81为腰形孔，并且调节孔81的长度方向指向支架前端7。当支架尾端8处于解锁状态时，锁定件61能够沿调节孔81的长度方向移动，支架前端7和支架尾端8同时沿此方向发生滑移，即发生前进或后退，为图像探测器4提供在图示x方向上移动的调节空间，从而调节图像探测器4与聚焦镜3之间的距离，满足不同光谱波段范围需求。
63.参照图7和图8，值得注意的是，由于调节孔81指向支架前端7，支架前端7在调节孔81的长度方向上具有较大的可调节范围，因此可以满足更大的光谱波段范围需求。
64.参照图7和图8，在本实施例中，调节孔81的宽度l3大于驱动件62的宽度l4，即调节孔81的宽度l3大于驱动件62的直径。当支架尾端8处于解锁状态时，锁定件61能够沿调节孔81的宽度方向移动，使得支架前端7和支架尾端8可以在沿此方向发生滑移，为图像探测器4提供在图示y方向上移动的调节空间，并且支架前端7和支架尾端8可以发生摆动，调节图像
探测的靶面的转动角度，为图像探测器4提供在图示r方向上摆动的调节空间。
65.参照图8和图9，进一步的，在本实施例中，调节孔81的数量为2，包括有第一调节孔81a和第二调节孔81b，第一调节孔81a的形状和第二调节孔81b的形状一致，第一调节孔81a和第二调节孔81b相互平行，并且间隔设置。对应的，驱动件62的数量为2，包括有穿设于第一调节孔81a的第一驱动件62a和穿设于第二调节孔81b的第二驱动件62b。
66.参照图9，当支架尾端8在水平方向上进行移动或发生转动时，即在图示x向、y向或r向发生移动时，第一驱动件62a需要在第一调节孔81a内移动，同时，第二驱动件62b需要在第二调节孔81b内移动，从而限制支架尾端8的摆动范围，减少支架尾端8的摆动范围过大导致位置严重偏移的风险。
67.如图9所示，图9（c）中的支架前端7按照图示x方向发生移动后，能够达到图9（d）中的支架前端7的状态，图9（c）中的支架前端7按照图示r方向发生摆动后，能够达到图9（e）中的支架前端7的状态。
68.本技术实施例一种光谱仪的实施原理为：利用驱动件62可以调节锁定件61与支架尾端8之间的摩擦力，从而使支架尾端8具有锁紧状态和解锁状态。在解锁状态时，可根据需要检测的光带的光谱波段范围，调节图像探测器4的位置、倾斜角度或摆动角度，使得图像探测器4可以达到满足预设要求的成像效果。
69.在实际生产的过程中，厂家可以批量生产光谱仪，然后将光谱仪需要检测光带的光谱波段范围作为设定值，对光谱仪中的探测器支架5的位置进行调试，调节图像探测器4的位置、倾斜角度或摆动角度，并且在调节完成后重新固定图像探测器4，最后得到对应于设定的光带的成品光谱仪，批量生成的光谱仪在调节后可以满足不同光谱波段范围需求，达到同一款光谱仪满足不同的光谱波段范围要求的效果。
70.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。