CN116165149A - 一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及红外光谱仪技术领域,公开了一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪,所述电控壳体的内侧设置有电路板组件,所述检测壳体的内侧位于下半部位置处设置有光谱检测组件,且检测壳体的内侧位于上半部位置处设置有料架组件,所述电路板组件分别与料架组件和光谱检测组件导通连接。本发明取代了传统采用人工手动循环放料对样品进行光谱检测的方式,通过利用料架组件对多组样品的封闭式、自主上料,在光谱检测组件中水平校位机构的水平位移下,使光学镜头与探测器的组合与样品一一对应,能够单次对多组样品进行同步检测工作,其一方面降低了工作人员的操作繁琐强度,另一方面具有良好的封闭检测性能。
Description
技术领域
本发明涉及红外光谱仪技术领域,具体是一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪。
背景技术
红外光谱仪是基于对干涉后的红外光进行傅里叶变换的原理而开发的红外光谱设备,其光源发出的光被分束器分为两束,一束经透射到达动镜,另一束经反射到达定镜,两束光分别经定镜和动镜反射再回到分束器,动镜以一恒定速度作直线运动,因而经分束器分束后的两束光形成光程差,产生干涉,干涉光在分束器会合后通过样品池,通过样品后含有样品信息的干涉光到达检测器,然后通过傅里叶变换对信号进行处理,最终得到透过率或吸光度随波数或波长的红外吸收光谱图,其广泛用于医疗制药、科学研究等领域,尤其是对于实验室来说,红外光谱仪是实验室必备的检测器材。
现有实验室用的红外光谱仪大多为手动放料形式,通过打开翻盖,将样品放入样品仓内,而后关闭翻盖,开启红外光谱仪开关,利用其光学设备以及探测设备对样品进行光学检测分析,并在电脑上生成相对应的图表,此类手动放料的检测方式,其单次往往只能一组样品进行检测工作,需频繁更换样品仓内的样品,方可进行循环检测工作,然而采用频繁更换样品的方式,一方面操作较为繁琐,极易出现混淆的情况,另一方面频繁开启光谱仪翻盖,极易导致外界污染进入光谱仪内部,影响检测结果。因此,本领域技术人员提供了一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪,以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪,包括电控壳体和电路板组件,所述电路板组件安装于电控壳体的上方,且电控壳体的内侧设置有电路板组件;
所述检测壳体的内侧位于下半部位置处设置有光谱检测组件,且检测壳体的内侧位于上半部位置处设置有料架组件,所述电路板组件分别与料架组件和光谱检测组件导通连接。
作为本发明再进一步的方案:所述料架组件包括第一轨道,所述第一轨道的导轨内部设置有第一传动丝杆,所述第一传动丝杆的一端输出端设置有固定在第一轨道导轨端的第一传动电机,且第一传动丝杆的轴杆外侧套设有第一推送滑台,所述第一轨道的导轨一侧正对于第一推送滑台的位移方向设置有第一位移传感器,所述第一推送滑台的底部输出端安装有伸缩料架,所述伸缩料架的板架端排布设置有多组样品仓。
作为本发明再进一步的方案:多组所述样品仓呈等间距排列。
作为本发明再进一步的方案:所述光谱检测组件包括水平校位机构,所述水平校位机构的导轨上方安装有旋转校位机构,所述旋转校位机构的环架上方位于一侧位置处安装有光学镜头,且旋转校位机构的环架上方位于另一侧位置处安装有探测器,所述光学镜头与探测器相互水平对齐。
作为本发明再进一步的方案:所述水平校位机构包括安装在检测壳体腔体下半部的第二轨道,所述第二轨道的导轨内部设置有第二传动丝杆,且第二轨道的导轨一端正对于旋转校位机构的位移方向设置有第二位移传感器,所述第二传动丝杆的轴杆外部套设有与旋转校位机构固定连接的第二推送滑台。
作为本发明再进一步的方案:所述第二传动丝杆的一端输出端正对于第二轨道的轨道下方安装有第二传动电机,且第二传动丝杆的一端输出配套安装有同步带轮B,所述同步带轮B的上部输出端安装有锥齿轮B,所述第二传动丝杆的一端输出端设置有与锥齿轮B相啮合的锥齿轮A,所述第二传动电机的输出端设置有同步带轮A,且同步带轮A与同步带轮B之间通过同步带连接。
作为本发明再进一步的方案:所述旋转校位机构包括安装在水平校位机构滑台端的旋转支架,所述旋转支架通过安装于其两侧的安装座与水平校位机构固定连接,且旋转支架的环架上方卡合有旋转齿盘,所述旋转齿盘的环架一侧安装有第一安装座,且旋转齿盘的环架另一侧安装有第二安装座,所述第一安装座与第二安装座的支座底端均安装有角度位移传感器。
作为本发明再进一步的方案:所述旋转支架的环架中部设置有与角度位移传感器相对应的弧度盘,且弧度盘的圆盘外部标刻有多组角度传感探点。
作为本发明再进一步的方案:所述旋转支架的环架一侧安装有旋转电机,所述旋转电机输出端安装有传动齿轮,且传动齿轮通过安装其齿座两侧的同步齿轮与旋转齿盘啮合连接。
作为本发明再进一步的方案:所述电路板组件包括MCU主控模块、显示模块、操控模块、上料调度模块、方位调度模块,其中,
所述MCU主控模块依次与显示模块、操控模块、上料调度模块、方位调度模块呈电性连接,且MCU主控模块还与光学镜头和探测器的电源端相连接;
所述上料调度模块通过第一位移传感器控制料架组件定量位移;
所述方位调度模块依次通过第二位移传感器、角度位移传感器控制水平校位机构、旋转校位机构定量位移、旋转位移。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明取代了传统采用人工手动循环放料对样品进行光谱检测的方式,通过利用料架组件对多组样品的封闭式、自主上料,在光谱检测组件中水平校位机构的水平位移下,使光学镜头与探测器的组合与样品一一对应,能够单次对多组样品进行同步检测工作,其一方面降低了工作人员的操作繁琐强度,避免了频繁放料出现混淆的情况,另一方面具有良好的封闭检测性能,能够避免外界污染进入光谱仪内部,确保检测结果精准性,且在检测的同时,通过利用光谱检测组件中旋转校位机构对光学镜头与探测器组合的旋转驱动,能够使光学镜头、探测器的组合与样品保持不同角度的光谱检测工作,提高检测多样性,加强光谱仪的多功能使用性。
附图说明
图1为一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪的结构示意图;
图2为一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪中料架组件的结构示意图;
图3为一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪中光谱检测组件的结构示意图;
图4为一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪图3中水平校位机构的结构示意图;
图5为一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪图3中旋转校位机构的结构示意图;
图6为一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪中电路板组件的结构示意图。
图中:1、电控壳体;2、电路板组件;21、MCU主控模块;22、显示模块;23、操控模块;24、上料调度模块;25、方位调度模块;3、检测壳体;4、料架组件;41、第一轨道;42、第一位移传感器;43、第一传动电机;44、第一传动丝杆;45、第一推送滑台;46、伸缩料架;47、样品仓;5、光谱检测组件;51、水平校位机构;511、第二轨道;512、第二位移传感器;513、第二传动丝杆;514、第二推送滑台;515、锥齿轮A;516、锥齿轮B;517、第二传动电机;518、同步带轮A;519、同步带;5110、同步带轮B;52、旋转校位机构;521、旋转支架;522、安装座;523、弧度盘;524、第一安装座;525、第二安装座;526、角度位移传感器;527、旋转齿盘;528、同步齿轮;529、旋转电机;5210、传动齿轮;53、光学镜头;54、探测器。
实施方式
请参阅图1~6,本发明实施例中,一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪,包括电控壳体1和电路板组件2,检测壳体3的内侧位于上半部位置处设置有料架组件4,料架组件4包括第一轨道41,第一轨道41的导轨内部设置有第一传动丝杆44,第一传动丝杆44的一端输出端设置有固定在第一轨道41导轨端的第一传动电机43,且第一传动丝杆44的轴杆外侧套设有第一推送滑台45,第一轨道41的导轨一侧正对于第一推送滑台45的位移方向设置有第一位移传感器42,第一推送滑台45的底部输出端安装有伸缩料架46,伸缩料架46的板架端排布设置有多组样品仓47,多组样品仓47呈等间距排列,在利用红外光谱仪进行试验品检测工作时,利用电路板组件2控制第一传动电机43工作,带动第一传动丝杆44转动,第一传动丝杆44将旋转力转化为水平推力,推动第一推送滑台45在第一轨道41上滑动,将伸缩料架46从检测壳体3内推出,使样品仓47依次露出在外界,而后将压好的样品依次放入样品仓47内,在放料完毕后,利用第一传动电机43的反向工作,控制伸缩料架46收回,将样品仓47内的样品位移至检测壳体3内进行检测工作,其能够单次对多组样品进行同步检测工作,一方面降低了工作人员的操作繁琐强度,避免了频繁放料出现混淆的情况,另一方面具有良好的封闭检测性能,能够避免外界污染进入光谱仪内部,确保检测结果精准性。
如图1、3-5所示,检测壳体3的内侧位于下半部位置处设置有光谱检测组件5,光谱检测组件5包括水平校位机构51,水平校位机构51包括安装在检测壳体3腔体下半部的第二轨道511,第二轨道511的导轨内部设置有第二传动丝杆513,且第二轨道511的导轨一端正对于旋转校位机构52的位移方向设置有第二位移传感器512,第二传动丝杆513的轴杆外部套设有与旋转校位机构52固定连接的第二推送滑台514,第二传动丝杆513的一端输出端正对于第二轨道511的轨道下方安装有第二传动电机517,且第二传动丝杆513的一端输出配套安装有同步带轮B5110,同步带轮B5110的上部输出端安装有锥齿轮B516,第二传动丝杆513的一端输出端设置有与锥齿轮B516相啮合的锥齿轮A515,第二传动电机517的输出端设置有同步带轮A518,且同步带轮A518与同步带轮B5110之间通过同步带519连接,在对待检测样品上料完毕后,通过电路板组件2控制第二传动电机517工作,带动同步带轮A518转动,通过同步带519的中转传动,带动同步带轮B5110转动,同步带轮B5110在转动过程中,带动锥齿轮B516转动,利用锥齿轮B516与锥齿轮A515的啮合传动,推动第二传动丝杆513转动,第二传动丝杆513将旋转力转化为水平推力,推动第二推送滑台514沿第二轨道511方向滑动,将光学镜头53与探测器54的组合,依次推送至与样品仓47内的样品保持对齐,对样品仓47内的样品依次进行光学检测工作,实现其单次、多组样品的检测功能。
如图3和5所示,水平校位机构51的导轨上方安装有旋转校位机构52,旋转校位机构52的环架上方位于一侧位置处安装有光学镜头53,且旋转校位机构52的环架上方位于另一侧位置处安装有探测器54,光学镜头53与探测器54相互水平对齐,旋转校位机构52包括安装在水平校位机构51滑台端的旋转支架521,旋转支架521通过安装于其两侧的安装座522与水平校位机构51固定连接,且旋转支架521的环架上方卡合有旋转齿盘527,旋转齿盘527的环架一侧安装有第一安装座524,且旋转齿盘527的环架另一侧安装有第二安装座525,旋转支架521的环架一侧安装有旋转电机529,旋转电机529的输出端安装有传动齿轮5210,且传动齿轮5210通过安装其齿座两侧的同步齿轮528与旋转齿盘527啮合连接,在对样品仓47内样品依次检测过程中,工作人员可通过电路板组件2控制旋转电机529工作,带动传动齿轮5210转动,通过利用同步齿轮528的中转转动,带动旋转齿盘527转动,旋转齿盘527在转动过程中,推动第一安装座524与第二安装座525沿旋转支架521的圆心对称式旋转摆动,而后推动光学镜头53与探测器54对称旋转转动,使两者的光学角度始终保持一致,而在对光学镜头53与探测器54进行旋转转动的同时,由于样品仓47内样品始终保持静置状态,继而光学镜头53与探测器54的组合在旋转过程中,以样品仓47内样品为轴心进行旋转,将照射角度由原来的水平状态转化为夹角式的照射角度,使光学镜头53、探测器54的组合与样品保持不同角度的光谱检测工作,提高检测多样性,加强光谱仪的多功能使用性。
如图5所示,第一安装座524与第二安装座525的支座底端均安装有角度位移传感器526,旋转支架521的环架中部设置有与角度位移传感器526相对应的弧度盘523,且弧度盘523的圆盘外部标刻有多组角度传感探点,在利用旋转校位机构52推动光学镜头53与探测器54的组合旋转转动过程中,可事先在弧度盘523上设置诸如10°、20°、30°等的传感探点,使角度位移传感器526在旋转检测过程中,依次与传感探点保持精准的对齐传感,以提高光学镜头53与探测器54组合的不同角度检测的精准性。
如图6所示,电路板组件2安装于电控壳体1的上方,且电控壳体1的内侧设置有电路板组件2,电路板组件2分别与料架组件4和光谱检测组件5导通连接,电路板组件2包括MCU主控模块21、显示模块22、操控模块23、上料调度模块24、方位调度模块25,其中,MCU主控模块21依次与显示模块22、操控模块23、上料调度模块24、方位调度模块25呈电性连接,且MCU主控模块21还与光学镜头53和探测器54的电源端相连接,在工作人员操控红外光谱仪进行样品检测工作时,可通过利用显示模块22、操控模块23的组合,控制料架组件4和光谱检测组件5工作运转,实现其机械密封式上料、多样品检测工作,上料调度模块24通过第一位移传感器42控制料架组件4定量位移,第一位移传感器42采用直线位移传感器,方位调度模块25依次通过第二位移传感器512、角度位移传感器526控制水平校位机构51、旋转校位机构52定量位移、旋转位移,第二位移传感器512采用直线位移传感器,角度位移传感器526采用数字激光位移传感器。
本发明的工作原理是:在利用红外光谱仪进行试验品检测工作时,利用电路板组件2控制第一传动电机43工作,带动第一传动丝杆44转动,第一传动丝杆44将旋转力转化为水平推力,推动第一推送滑台45在第一轨道41上滑动,将伸缩料架46从检测壳体3内推出,使样品仓47依次露出在外界,而后将压好的样品依次放入样品仓47内,在放料完毕后,利用第一传动电机43的反向工作,控制伸缩料架46收回,将样品仓47内的样品位移至检测壳体3内进行检测工作,对多组样品进行同步检测工作,继而在对待检测样品上料完毕后,通过电路板组件2控制第二传动电机517工作,带动同步带轮A518转动,通过同步带519的中转传动,带动同步带轮B5110转动,同步带轮B5110在转动过程中,带动锥齿轮B516转动,利用锥齿轮B516与锥齿轮A515的啮合传动,推动第二传动丝杆513转动,第二传动丝杆513将旋转力转化为水平推力,推动第二推送滑台514沿第二轨道511方向滑动,将光学镜头53与探测器54的组合,依次推送至与样品仓47内的样品保持对齐,对样品仓47内的样品依次进行光学检测工作,实现其单次、多组样品的检测功能,且在对样品仓47内样品依次检测过程中,工作人员可通过电路板组件2控制旋转电机529工作,带动传动齿轮5210转动,通过利用同步齿轮528的中转转动,带动旋转齿盘527转动,旋转齿盘527在转动过程中,推动第一安装座524与第二安装座525沿旋转支架521的圆心对称式旋转摆动,而后推动光学镜头53与探测器54对称旋转转动,使两者的光学角度始终保持一致,而在对光学镜头53与探测器54进行旋转转动的同时,由于样品仓47内样品始终保持静置状态,继而光学镜头53与探测器54的组合在旋转过程中,以样品仓47内样品为轴心进行旋转,将照射角度由原来的水平状态转化为夹角式的照射角度,使光学镜头53、探测器54的组合与样品保持不同角度的光谱检测工作,提高检测多样性。
以上所述的,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明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发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪,包括电控壳体(1)和电路板组件(2)和检测壳体(3),其特征在于,所述电路板组件(2)安装于电控壳体(1)的上方,且电控壳体(1)的内侧设置有电路板组件(2);
所述检测壳体(3)的内侧位于下半部位置处设置有光谱检测组件(5),且检测壳体(3)的内侧位于上半部位置处设置有料架组件(4),所述电路板组件(2)分别与料架组件(4)和光谱检测组件(5)导通连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪,其特征在于,所述料架组件(4)包括第一轨道(41),所述第一轨道(41)的导轨内部设置有第一传动丝杆(44),所述第一传动丝杆(44)的一端输出端设置有固定在第一轨道(41)导轨端的第一传动电机(43),且第一传动丝杆(44)的轴杆外侧套设有第一推送滑台(45);
所述第一轨道(41)的导轨一侧正对于第一推送滑台(45)的位移方向设置有第一位移传感器(42),所述第一推送滑台(45)的底部输出端安装有伸缩料架(46),所述伸缩料架(46)的板架端排布设置有多组样品仓(47)。
3.根据权利要求2所述的一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪,其特征在于,多组所述样品仓(47)呈等间距排列。
4.根据权利要求1所述的一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪,其特征在于,所述光谱检测组件(5)包括水平校位机构(51),所述水平校位机构(51)的导轨上方安装有旋转校位机构(52),所述旋转校位机构(52)的环架上方位于一侧位置处安装有光学镜头(53),且旋转校位机构(52)的环架上方位于另一侧位置处安装有探测器(54),所述光学镜头(53)与探测器(54)相互水平对齐。
5.根据权利要求4所述的一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪,其特征在于,所述水平校位机构(51)包括安装在检测壳体(3)腔体下半部的第二轨道(511),所述第二轨道(511)的导轨内部设置有第二传动丝杆(513),且第二轨道(511)的导轨一端正对于旋转校位机构(52)的位移方向设置有第二位移传感器(512);
所述第二传动丝杆(513)的轴杆外部套设有与旋转校位机构(52)固定连接的第二推送滑台(514)。
6.根据权利要求5所述的一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪,其特征在于,所述第二传动丝杆(513)的一端输出端正对于第二轨道(511)的轨道下方安装有第二传动电机(517),且第二传动丝杆(513)的一端输出配套安装有同步带轮B(5110),所述同步带轮B(5110)的上部输出端安装有锥齿轮B(516),所述第二传动丝杆(513)的一端输出端设置有与锥齿轮B(516)相啮合的锥齿轮A(515),所述第二传动电机(517)的输出端设置有同步带轮A(518),且同步带轮A(518)与同步带轮B(5110)之间通过同步带(519)连接。
7.根据权利要求4所述的一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪,其特征在于,所述旋转校位机构(52)包括安装在水平校位机构(51)滑台端的旋转支架(521),所述旋转支架(521)通过安装于其两侧的安装座(522)与水平校位机构(51)固定连接;
所述旋转支架(521)的环架上方卡合有旋转齿盘(527),所述旋转齿盘(527)的环架一侧安装有第一安装座(524),且旋转齿盘(527)的环架另一侧安装有第二安装座(525),所述第一安装座(524)与第二安装座(525)的支座底端均安装有角度位移传感器(526)。
8.根据权利要求7所述的一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪,其特征在于,所述旋转支架(521)的环架中部设置有与角度位移传感器(526)相对应的弧度盘(523),且弧度盘(523)的圆盘外部标刻有多组角度传感探点。
9.根据权利要求7所述的一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪,其特征在于,所述旋转支架(521)的环架一侧安装有旋转电机(529),所述旋转电机(529)的输出端安装有传动齿轮(5210),且传动齿轮(5210)通过安装其齿座两侧的同步齿轮(528)与旋转齿盘(527)啮合连接。
10.根据权利要求1~9任一所述的一种应用于实验室的紫外可见近红外光谱仪,其特征在于,所述电路板组件(2)包括MCU主控模块(21)、显示模块(22)、操控模块(23)、上料调度模块(24)、方位调度模块(25),其中,
所述MCU主控模块(21)依次与显示模块(22)、操控模块(23)、上料调度模块(24)、方位调度模块(25)呈电性连接,且MCU主控模块(21)还与光学镜头(53)和探测器(54)的电源端相连接;
所述上料调度模块(24)通过第一位移传感器(42)控制料架组件(4)定量位移;
所述方位调度模块(25)依次通过第二位移传感器(512)、角度位移传感器(526)控制水平校位机构(51)、旋转校位机构(52)定量位移、旋转位移。
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