CN201540249U - 一种自动激光诱导荧光光谱测量装置 - Google Patents
一种自动激光诱导荧光光谱测量装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201540249U CN201540249U CN2009201604516U CN200920160451U CN201540249U CN 201540249 U CN201540249 U CN 201540249U CN 2009201604516 U CN2009201604516 U CN 2009201604516U CN 200920160451 U CN200920160451 U CN 200920160451U CN 201540249 U CN201540249 U CN 201540249U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- analog
- digital converter
- computing machine
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000001499 laser induced fluorescence spectroscopy Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 claims description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 5
- 239000010453 quartz Substances 0.000 abstract 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 238000005375 photometry Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 241000931526 Acer campestre Species 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- 150000001448 anilines Chemical class 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000012306 spectroscopic technique Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
本实用新型提供了一种自动激光诱导荧光光谱测量装置，包括激光器、全反镜、石英汇聚透镜、光电倍增管、信号平均器、模数转换器、计算机，显示装置，计算机通过两个串口分别与激光器、模数转换器相连接，激光器输出的激光先经全反镜反射后再经石英汇聚透镜汇聚后照射待测样品，待测样品被照射后产生荧光，光电倍增管接收所述荧光并转换为电信号并传输到与之相连接的信号平均器进行积分处理，处理后的电信号传输到与信号平均器相连接的模数转换器转换为数字信号并传输到计算机进行处理，处理后的结果显示在显示装置上，计算机对激光器、模数转换器进行控制，该光谱测量装置测量速快、精度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学测量技术领域，尤其是涉及一种自动激光诱导荧光(LIF)光谱测量装置。
背景技术
传统的光谱技术正在经历一场革命，从实验室走向现场(生产线，试验场和自然环境)。以往绝大部分光谱仪器都局限于实验室内，将采来的样品放在仪器的样品室内进行测量分析。由于这些光谱仪器庞大笨重，很难到现场去工作。而且目前能在线测量与控制的变量仅限于温度、压力和流量等，而对过程中化学成份和物性变量仍不能直接连续测量，而这些特殊变量却是表征生产状况的关键性变量，因而严重影响了成品的产率和质量。
早在六十年代发展的在线光度分析技术多采用单波长或双波长方式工作。利用滤光片得到单色光，例如美国Ametek公司4000系列在线光度计技术，主要应用有：浓度分析、脱硫和硫磺回收分析、尾气分析、烟道气分析、污染源分析和浊度分析等。虽然这种技术具有一定的使用价值，甚至至今仍在采用，但这种方式工作所含信息量小，应用面受到极大的限制。
进入九十年代，光学和电子学材料器件和技术的发展，为传统光谱测量技术的革命提供了机遇，准备了物质技术基础，包括半导体激光器，全息光栅，光纤，CCD光电阵列接收器，大规模集成电路，微型计算机和软件等。综合利用以上的先进技术，促使光谱仪器技术产生了革命性变化，微型化、智能化，正在逐步由实验室走向现场(生产线、试验场和自然环境)。
这类仪器采用全息光栅，制作出微型平象场光谱仪(象香烟盒大小)；利用光纤，一头连接不同类型的探头，另一头连接光谱仪入口(相当于入射狭缝)，以适应不同测量体系；应用低噪声CCD线阵列接收器，在毫秒量级扫描一个相当宽的光谱区；最后运用计算机处理和显示试验数据。这些仪器多采用透射、反射和荧光工作方式，广泛用于生物研究、化学分析、过程监测，照度研究、颜色控制等，以美国海洋光学公司为例，推出了S系列(PC机外接式)、PC系列(PC机插入式)和PS系列(笔记本计算机用)微型光纤光谱仪，号称“个人光谱仪”。
在1999年10月举行的第八届北京分析测试学术报告会及展览会上，现场光谱技术引起了广泛的重视。许多单位希望购买仪器作各种应用，从部门行业分布看，包括地质、矿业、冶金、农业、医学、制药、化工、环境、安全、防伪、轻工、工艺品等，比较广泛。
在国内，八十年代末，九十年代初，中国科学院长春光机所首先进行了小型平象场CCD光谱仪的研制。1998年北京海光仪器公司与厦门大学、北京大学攻关立项，开始联合研制光纤传导小型多功能CCD光谱仪，用于环保部门NO2，SO2，溶解氧和苯胺类的测定。1999年国家海洋局第一研究所攻关有关海洋污染测量的仪器。
一种辐射度量或光度量的测量方法是积分法，它不使用光谱仪测量待测光源的光谱功率分布，而使用探头直接测量待测光源的辐射度量或光度量：探头的光电传感器件所产生的电信号大小与待测光源的辐射度量或光度量大小成正比，探头经过已知辐射度量或光度量的标准光源校准后，可测量待测光源的辐射度量或光度量。由于硅光电池具有大跨度动态范围内极好的线性(好的硅光电池在7个数量级范围内线性＜0.2％)，因此使用光电传感器件为硅光电池的探头进行积分法测量，可以实现大跨度动态范围的线性测量。积分法的缺点在于：精确的积分法测量需要在探头的光电传感器件前安置合适的滤色片，以使得探头的相对光谱灵敏度与V(λ)曲线精确匹配(测光度量时)，或者探头的相对光谱灵敏度精确匹配为平坦直线(测辐射度量时)，这对探头制造工艺要求很高，实现难度较大，实施成本较高。
可见，现有的光谱测量仪器无法实时记录、处理激光波长λ与对应的荧光信号强度I之间的关系，从而影响了光谱测量仪的精度，限制了激光测量仪的应用范围。
实用新型内容
目前光谱检测设备不具备实时性和在线性，采样不便，测量时需要将待测样品取出，进行样品预处理后，再放入光谱检测设备的样品仓中进行测试，测试后需要进行数据处理，得到最后结果。整体过程繁琐，费时(从采样到测量需要数分钟甚至数小时)，而且在测量中改变了样品所处的环境，对测量结果带来误差。如何最方便地对样品进行光谱测试，同时不破坏样品的环境(如温度，压力)，而且不需要样品预处理过程，最快速地(几秒至几分钟)直接得到测量结果，就是本实用新型的目的。
为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：一种自动激光诱导荧光光谱测量装置，包括激光器、全反镜、石英汇聚透镜、光电倍增管(PMT)、信号平均器、模数转换器、计算机，显示装置，其特征在于：计算机具有两个串行通讯端口，一个串行通讯端口与激光器相连接，另一个串行通讯端口与模数转换器相连接，激光器输出的激光先经全反镜反射后再经石英汇聚透镜汇聚后照射待测样品，待测样品被照射后产生荧光，光电倍增管接收所述荧光并转换为电信号，所述电信号传输到与光电倍增管相连的信号平均器进行积分处理，得到处理后的电信号，处理后的电信号传输到与信号平均器相连接的模数转换器转换为数字信号，数字信号传输到计算机进行处理，处理后的结果显示在与计算机相连接的显示装置上，计算机对激光器、模数转换器进行控制。
优选地激光器为脉冲激光器。
优选地计算机为工业计算机或笔记本电脑。
优选地显示装置为液晶显示器。
优选地激光器输出的光波波长范围为260nm～780nm。
与现有的技术相比，本实用新型的优点在于，测量精度高，实时性好，基本上在几秒内得出准确的测量结果。
附图说明
图1是本实用新型的一种自动激光诱导荧光光谱测量装置原理图。
图2是本实用新型提供的计算机对自动激光诱导荧光光谱测量装置控制的示意图。
附图标记含义，1.激光器、2.全反镜、3.石英汇聚透镜、4.光电倍增管(PMT)、5.信号平均器、6.模数转换器、7.计算机、8.显示装置、9.激光、10.待测样品、11.荧光。
具体实施方式
如图1所示，本自动激光诱导荧光光谱测量装置，包括激光器1、全反镜2、石英汇聚透镜3、光电倍增管(PMT)4、信号平均器5、模数转换器6、计算机7，显示装置8，计算机具有两个串行通讯端口(COM)，一个串行通讯端口(COM1)与激光器1相连接，另一个串行通讯端口(COM2)与模数转换器6相连接，激光器1输出的激光9先经全反镜2反射后再经石英汇聚透镜3汇聚后照射待测样品10，待测样品被照射后产生荧光11，光电倍增管4接收所述荧光11并转换为电信号，所述电信号传输到与光电倍增管4相连的信号平均器5进行积分处理，得到处理后的电信号，处理后的电信号传输到与信号平均器5相连接的模数转换器6转换为数字信号，数字信号传输到计算机7进行处理，处理后的结果显示在与计算机7相连接的显示装置8上，计算机7并对激光器1、模数转换器6进行控制。
激光器可以选择为脉冲激光器，计算机可以为工业计算机或笔记本电脑，显示装置可以为液晶显示器或其它显示装置，激光器输出的激光波长范围可以为260nm～780nm，信号平均器可以为Stanford Research250型Box-car信号平均器，模数转换器可以为Stanford Research245型Box-car模数转换器，其可以通过标准RS-232接口与计算机相连接。
本自动激光诱导荧光光谱测量装置工作过程如下：激光器1输出的激光通过全反镜2反射后再经过石英汇聚透镜3汇聚到OH分子束(待测样品10)上，产生的荧光11信号经过光电倍增管4光电转换后输入到Box-car的SR250信号平均器4进行积分平均，积分平均后输出的模拟信号再输入到StanfordResearch245型Box-car模数转换器6(从前面板模拟通道1输入)进行A/D转换，最后送到计算机7进行处理。激光器1和Stanford Research245型Box-car模数转换器6分别通过标准RS-232串口连接到计算机的COM1和COM2上，计算机通过程序控制COM1激光输出波长扫描的同时通过COM2对Stanford Research245型Box-car模数转换器6信号采集进行控制，最后处理结果由显示装置8显示。
当然，本领域技术人员可根据需要选择合适型号的激光器、激光波长、信号平均器、模数转换器。
附图2描述了控制程序的流程图，计算机通过该控制程序对激光器、模数转换器进行控制，本领域技术人员可采用汇编语言、C、C++、VB等任何编程语言编写控制程序，计算机7对激光器1与Box-car模数转换器6的串口初始化及波长扫描参数的初始化设置，激光器1进行波长扫描及模数转换器6进行数据采集循环过程，激光器1波长扫描及模数转换器6数据采集完毕，对数据进行保存后处理，然后由显示装置8显示处理结果。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (5)
1.一种自动激光诱导荧光光谱测量装置，包括激光器、全反镜、石英汇聚透镜、光电倍增管、信号平均器、模数转换器、计算机，显示装置，其特征在于：计算机具有两个串行通讯端口，一个串行通讯端口与激光器相连接，另一个串行通讯端口与模数转换器相连接，激光器输出的激光先经全反镜反射后再经石英汇聚透镜汇聚后照射待测样品，待测样品被照射后产生荧光，光电倍增管接收所述荧光并转换为电信号，所述电信号传输到与光电倍增管相连的信号平均器进行积分处理，得到处理后的电信号，处理后的电信号传输到与信号平均器相连接的模数转换器转换为数字信号，数字信号传输到计算机进行处理，处理后的结果显示在与计算机相连接的显示装置上，计算机对激光器、模数转换器进行控制。
2.根据权利要求1所述的自动激光诱导荧光光谱测量装置，其特征在于：激光器为脉冲激光器。
3.根据权利要求1所述的自动激光诱导荧光光谱测量装置，其特征在于：激光器输出的激光波长范围为260nm～780nm。
4.根据权利要求1所述的自动激光诱导荧光光谱测量装置，其特征在于：计算机为工业计算机或笔记本电脑。
5.根据权利要求1所述的自动激光诱导荧光光谱测量装置，其特征在于：显示装置为液晶显示器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009201604516U CN201540249U (zh) | 2009-06-25 | 2009-06-25 | 一种自动激光诱导荧光光谱测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009201604516U CN201540249U (zh) | 2009-06-25 | 2009-06-25 | 一种自动激光诱导荧光光谱测量装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201540249U true CN201540249U (zh) | 2010-08-04 |
Family
ID=42591706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009201604516U Expired - Fee Related CN201540249U (zh) | 2009-06-25 | 2009-06-25 | 一种自动激光诱导荧光光谱测量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201540249U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106198464A (zh) * | 2015-05-08 | 2016-12-07 | 罗强 | 一种激光诱导荧光食品检测仪 |
| CN107870164A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-04-03 | 合肥学院 | 一种基于激光诱导荧光技术的材料检测系统及使用方法 |
| CN110044856A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-07-23 | 安徽理工大学 | 一种多光源lif葵花籽油掺杂菜籽油的快速无损鉴别设备 |
| CN110608795A (zh) * | 2018-06-14 | 2019-12-24 | 重庆海扶医疗科技股份有限公司 | 动态声压检测装置、动态声压检测方法 |
-
2009
- 2009-06-25 CN CN2009201604516U patent/CN201540249U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106198464A (zh) * | 2015-05-08 | 2016-12-07 | 罗强 | 一种激光诱导荧光食品检测仪 |
| CN107870164A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-04-03 | 合肥学院 | 一种基于激光诱导荧光技术的材料检测系统及使用方法 |
| CN110608795A (zh) * | 2018-06-14 | 2019-12-24 | 重庆海扶医疗科技股份有限公司 | 动态声压检测装置、动态声压检测方法 |
| CN110608795B (zh) * | 2018-06-14 | 2024-06-11 | 重庆海扶医疗科技股份有限公司 | 动态声压检测装置、动态声压检测方法 |
| CN110044856A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-07-23 | 安徽理工大学 | 一种多光源lif葵花籽油掺杂菜籽油的快速无损鉴别设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106950183A (zh) | 一种基于光谱技术的便携式土壤养分检测装置 | |
| CN102590129B (zh) | 近红外检测花生中氨基酸含量的方法 | |
| CN104677827B (zh) | 一种基于便携式光纤光谱仪的可见近红外漫反射基线信号的扣除装置及其方法 | |
| CN102980658A (zh) | 一种微型光纤光谱仪 | |
| CN106990086A (zh) | 一种多通道倏逝波全光纤生物传感器 | |
| CN201540249U (zh) | 一种自动激光诱导荧光光谱测量装置 | |
| CN102890070A (zh) | 基于微机电技术的农产品品质近红外光谱分析仪 | |
| CN202886274U (zh) | 基于微机电技术的农产品品质近红外光谱分析仪 | |
| CN101371130B (zh) | 光学分析器 | |
| CN102183460A (zh) | 一种光程可调的分光光度计检测头 | |
| CN2575678Y (zh) | 化工流程化学成分实时在线小型光谱检测仪 | |
| CN204008454U (zh) | 用于检测贮藏稻谷中霉菌指标的便携式近红外光谱分析仪 | |
| CN101021473A (zh) | 一种检测服装面料成分及含量的检测仪 | |
| CN101893509B (zh) | 一种测量大数值孔径显微物镜调制传递函数的装置及方法 | |
| CN202421062U (zh) | 用于测量二氧化硫和氮氧化物的紫外分析仪 | |
| CN109001182A (zh) | 封闭容器中酒精含量的拉曼光谱无损测定方法 | |
| CN109557034A (zh) | 基于压缩感知的特定气体源成分光谱分析方法及装置 | |
| CN100414286C (zh) | 利用近红外光谱测量固体物质成份含量的装置 | |
| CN202305395U (zh) | 一种旋光性能的快速测试装置 | |
| CN103398966A (zh) | 光谱仪在有机溶液中测定tmc浓度的方法 | |
| CN206920339U (zh) | 海水总有机碳光学原位传感器 | |
| CN110567899B (zh) | 一种cod检测低温补偿方法 | |
| CN1789981A (zh) | 基于近红外光谱的智能化黄酒酒龄快速鉴别装置 | |
| CN106226251A (zh) | 动态光谱学仪器以及化学动力学测试方法 | |
| CN203479695U (zh) | 一种在线测定有机溶液中tmc浓度的仪器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100804 Termination date: 20110625 |