一種用於探測較深層固體樣品的拉曼光譜探頭延伸裝置的製作方法

2023-10-30 17:41:17 3

本發明涉及一種探測裝置，尤其是涉及一種用於探測較深層固體樣品的拉曼光譜探頭延伸裝置。

背景技術：

由於危險化學品是複雜多樣的，有氣、固、液態，有機揮發物，水溶液等，特別是化工生產中可能會出現不明化學品及未知成分，通過定性分析可判斷化學品的名稱、種類，以便為後續的救援工作提供信息，從而可很好地應對化學品突發事故。

拉曼光譜具有：(1)光源採用雷射器，由於雷射的單色性很好，雷射拉曼光譜峰尖銳、分辨性高。(2)拉曼光譜制樣簡單，不破壞樣品，對於固體樣品可直接通過固體支架測定，液體樣品可盛放在比色皿中測定，而固體粉末可以放在透明的塑膠袋中在固體支架上直接測定或者採用比色皿測定。(3)適用於水溶液體系的測量。(4)拉曼活性的譜線是基團極化率隨簡正振動改變的關係，故拉曼光譜中只有少量的倍頻及組頻。所以，在雷射拉曼譜圖上譜峰清晰，線數較少，往往僅出現基頻譜線，易於分析和辨認。(5)檢測範圍廣，包括常見的無機物和有機物，能對生物大分子、天然與合成材料(如碳納米管、光子晶體等)、礦石、活體動植物組織、水汙染樣品、化學反應催化劑等等實現檢測。(6)可以實時、實地檢測，測定速度快，操作方便簡單。光譜儀可以採用ccd作為光譜探測器，利用ccd能實現高速的全波段光譜掃描特性，可將光譜掃描時間縮短至幾秒甚至更短。

由於拉曼光譜具有上述的優點，故在化學品成分分析中被廣泛應用。拉曼光譜(1)對於液體及粉末樣品，選擇合適的樣品池進行測定，利用比色皿盛裝樣品後放置於樣品池中，併合上樣品池蓋阻止雜散光幹擾，連接探頭後即可進行測定；(2)對於粉末樣品，將其裝入透明塑膠袋中，之後放置到固體支架上，連接探頭，並用探頭帽將探頭固定，進行測定；(3)對於塊狀固體，將其表面處理後放置到固體支架上，連接探頭，並用探頭帽將探頭固定，進行測定。但上述取樣過程中都需要拆開樣品袋，從中取出之後裝入透明塑膠袋或比色皿。且分析的樣品是表面的，無法代表包裹在裡面的樣品。

中國專利cn103792220b公開了一種可攜式拉曼光譜儀的尾纖和探頭的固定裝置，其包括放置拉曼光譜儀的箱體的上蓋，所述上蓋為中空的盒體，其一側通過活頁連接有一蓋板，蓋板扣合在上蓋上，所述上蓋的腔體內填充有泡棉，泡棉內對應挖有放置尾纖和探頭的尾纖槽與探頭槽，且所述尾纖槽的軌跡為弧形。本發明的裝置使尾纖、探頭固定的更加牢固個可靠，防止了探頭和尾纖在箱體中的晃動，同時利用中空的上蓋內的空間放置尾纖和探頭，節約了整個箱體的體積，使整個箱體更加緊湊和便於便攜。但是該固定裝置仍然無法對較深層固體樣品進行檢測。

技術實現要素：

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種無需從樣品袋中取出樣品裝入透明塑膠袋或比色皿，將發明的探頭延伸裝置可直接插入樣品袋中間，獲取樣品拉曼光譜信息的用於探測較深層固體樣品的拉曼光譜探頭延伸裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種用於探測較深層固體樣品的拉曼光譜探頭延伸裝置，包括：

內管，側壁上開設有視窗，

位於內管內的反射鏡，

套設在內管外的視窗保護套管，

設置在內管前端的尖錐體，

設置在內管後端的對焦透鏡。

所述的視窗內嵌有石英玻璃，增加拉曼反射光的透過率。

所述的視窗設置在前端靠近尖錐體的位置。

所述的反射鏡呈40°～60°放置在內管內，反射面朝向視窗及對焦透鏡。

所述的視窗保護套管為可伸縮結構，啟閉內管上的視窗，這樣可以避免插入樣品是對石英視窗的摩擦，即方便操作有可很到保護好石英玻璃視窗。

所述的尖錐體插入到待測樣品中間，拉開視窗保護套管，露出石英玻璃視窗，使得樣品信號反射到裝置中。

所述的對焦透鏡經連接件水平卡設在內管的後端。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

(1)操作方便，該探頭延伸器裝置可直接插入樣品袋中間，獲取樣品拉曼光譜信息。

(2)構造簡單，光路系統由石英玻璃視窗、反射鏡和對焦透鏡組成，可將樣品光譜信號直接反射入檢測器，光路系統中的反射鏡即可將拉曼光譜雷射器發出的雷射發射到樣品上，也可將經樣品散射後的信號反射入檢測器。同時利用對焦透鏡將光進行聚焦。這可以方便獲取樣品拉曼光譜信息，光強度不會降低、測試效果準確。

(3)測量效率高，該探頭延伸器裝置連接拉曼光譜系統後，整個採集光譜、比對識別過程可在短時間內完成。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖中，1-對焦透鏡、2-視窗保護套管、3-視窗、4-尖錐體、5-反射鏡、6-內管、7-連接件。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助於本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬於本發明的保護範圍。

實施例1

一種用於探測較深層固體樣品的拉曼光譜探頭延伸裝置，其結構如圖1所示，包括：內管6，側壁上開設有視窗3，位於內管6內的反射鏡5，套設在內管6外的視窗保護套管2，設置在內管6前端的尖錐體4，以及設置在內管6後端的對焦透鏡1。

在視窗3內嵌有石英玻璃，從而能夠增加拉曼反射光的透過率。視窗3設置在前端靠近尖錐體的位置。

反射鏡5呈45°放置在內管6內，反射面朝向視窗及3對焦透鏡。視窗保護套管2為可伸縮結構，啟閉內管上的視窗，這樣可以避免插入樣品是對石英視窗的摩擦，即方便操作有可很到保護好石英玻璃視窗。尖錐體4插入到待測樣品中間，拉開視窗保護套管2，露出石英玻璃視窗，使得樣品信號反射到裝置中。對焦透鏡1經連接件7水平卡設在內管的後端。

本發明在使用時，採用以下步驟：

(1)根據圖1，依次連接對焦透鏡1、視窗保護套管2、尖錐體4、反射鏡5、內管6、連接件7。

(2)打開計算機終端、拉曼光譜儀並登錄拉曼光譜識別系統。

(3)樣品準備。將探頭延伸器裝置連接到儀器探頭上，拉開視窗保護套管，露出石英玻璃視窗。將該裝置直接插入樣品袋中間，待測。

(4)拉曼光譜掃描入庫

點擊主界面的掃描入庫菜單，可以進入樣品拉曼光譜掃描入庫功能模塊，實現樣品光譜的掃描和比對功能，並且可以將樣品的光譜數據保存到拉曼定性識別系統的資料庫中，建立起屬於自己的樣品光譜資料庫。

(5)識別比對(抽樣檢查)

點擊主界面的「抽樣檢查」按鈕，彈出「抽樣檢查」對話框，即可進入抽樣檢查的操作。與掃描入庫的操作類似，輸入「委託編號」，並點擊查詢，即可顯示該委託的相關資料，操作員可以選擇「從光譜儀讀取數據來進行抽樣」，或者「從外部文件載入數據來進行抽樣」兩種抽樣方式。

(6)關機程序

1)點擊主菜單右上角的紅色「x」按鈕，即可正常退出系統程序的運行。

2)關閉雷射探頭，並將拉曼光譜儀後面面板上的鑰匙扭到「off」。

3)關閉拉曼光譜儀後面面板上的開關。

4)關閉計算機。拆下探頭延伸裝置，拉下視窗保護套管，以備用。

實施例2

一種用於探測較深層固體樣品的拉曼光譜探頭延伸裝置，包括：內管，側壁上開設有視窗，位於內管內的反射鏡，套設在內管外的視窗保護套管，設置在內管前端的尖錐體，以及設置在內管後端的對焦透鏡。

在視窗內嵌有石英玻璃，從而能夠增加拉曼反射光的透過率。視窗設置在前端靠近尖錐體的位置。反射鏡呈40°放置在內管內，反射面朝向視窗及對焦透鏡。視窗保護套管為可伸縮結構，啟閉內管上的視窗，這樣可以避免插入樣品是對石英視窗的摩擦，即方便操作有可很到保護好石英玻璃視窗。尖錐體插入到待測樣品中間，拉開視窗保護套管，露出石英玻璃視窗，使得樣品信號反射到裝置中。對焦透鏡經連接件水平卡設在內管的後端。

實施例3

一種用於探測較深層固體樣品的拉曼光譜探頭延伸裝置，其結構與實施例2大致相同，不同之處在於：反射鏡呈60°放置在內管內，反射面朝向視窗及對焦透鏡。

以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影響本發明的實質內容。