本發(fā)明涉及測(cè)量?jī)x器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微型紫外熒光LED光譜手電。

背景技術(shù)：

紫外光具有照明和殺菌的作用，可以應(yīng)用于錢(qián)幣、牙齒、油墨印刷制品等目的熒光檢和空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。紫外光激發(fā)產(chǎn)生的熒光光譜可以對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和成分等進(jìn)行測(cè)量、分析和處理，具有分析精度高、測(cè)量范圍大、速度快等優(yōu)點(diǎn)。因此紫外熒光光譜儀被廣泛應(yīng)用于食品、石油、化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等部門(mén)；也是軍事偵察、宇宙探索、資源和水文探測(cè)等必不可少的遙感設(shè)備。

近年來(lái)，由于人們對(duì)食品安全、假貨識(shí)別、環(huán)境檢測(cè)日益重視，過(guò)去的檢測(cè)分析儀器和檢測(cè)模式，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足現(xiàn)在的要求，因此迫切需要開(kāi)發(fā)微小型化的、可集成化、輕量化的光譜儀器，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量和質(zhì)量監(jiān)控。但一般的紫外熒光光譜儀器存在體積大、操作復(fù)雜、對(duì)工作環(huán)境要求苛刻等因素，較難進(jìn)行在線實(shí)時(shí)測(cè)試和監(jiān)控，仍主要局限在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種生產(chǎn)成本低廉，操作簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，便于工業(yè)生產(chǎn)及應(yīng)用的微型紫外熒光LED光譜手電。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種微型紫外熒光LED光譜手電，包括殼體，在所述殼體的前端面上開(kāi)設(shè)有相鄰的兩個(gè)通孔，分別記做第一通孔和第二通孔，在所述殼體內(nèi)設(shè)有紫外LED光源以及為所述紫外LED光源供電的LED電源，所述紫外LED光源射出的光束經(jīng)由所述第二通孔射出，所述LED電源經(jīng)開(kāi)關(guān)連接至設(shè)置在所述殼體上的USB接口，在所述殼體內(nèi)沿著從所述第一通孔入射光的傳播方向依次設(shè)有分光系統(tǒng)、會(huì)聚鏡頭以及陣列探測(cè)器，所述陣列探測(cè)器經(jīng)USB連接線連接至所述USB接口。

優(yōu)選的是，所述分光系統(tǒng)采用光柵色散結(jié)構(gòu)或者棱鏡色散結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的是，所述陣列探測(cè)器采用陣列CCD或CMOS。

優(yōu)選的是，在所述紫外LED光源的前方設(shè)置有帶通濾光片。

優(yōu)選的是，在所述分光系統(tǒng)的前方設(shè)置有長(zhǎng)波通濾光片。

本發(fā)明的該方案的有益效果在于上述微型紫外熒光LED光譜手電具有體積小、重量輕、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，所述微型紫外熒光LED光譜手電可直接發(fā)射紫外光照射錢(qián)幣、牙齒、油墨印刷制品等目標(biāo)進(jìn)行熒光檢測(cè)；其還可以與外設(shè)的信號(hào)處理系統(tǒng)配合使用形成光譜儀，與現(xiàn)有技術(shù)中的紫外熒光光譜儀相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工調(diào)試，生產(chǎn)成本低廉，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可以滿(mǎn)足很多對(duì)分辨率要求不高的場(chǎng)合，如食品安全檢測(cè)、寶石檢測(cè)、水質(zhì)檢測(cè)等，另外也可以應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室化學(xué)分析、臨床醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、工業(yè)監(jiān)測(cè)、航空航天遙感等領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1示出了本發(fā)明所涉及的微型紫外熒光LED光譜手電的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2示出了本發(fā)明所涉及的微型紫外熒光LED光譜手電的測(cè)量原理示意圖。

附圖標(biāo)記：1-殼體，2-紫外LED光源，3-LED電源，4-開(kāi)關(guān)，5-第一通孔，6-第二通孔，7-分光系統(tǒng)，8-會(huì)聚鏡頭，9-陣列探測(cè)器，10-USB連接線，11-USB接口，12-長(zhǎng)波通濾光片，13-帶通濾光片，14-信號(hào)處理系統(tǒng)，15-待測(cè)目標(biāo)樣品。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明所涉及的微型紫外熒光LED光譜手電包括殼體1，所述殼體1可采用圓筒或者方形的盒體，在所述殼體1的前端面上開(kāi)設(shè)有相鄰的兩個(gè)通孔，分別記做第一通孔5和第二通孔6，在所述殼體1內(nèi)設(shè)有紫外LED光源2以及為所述紫外LED光源2供電的LED電源3，所述紫外LED光源2射出的光束經(jīng)由所述第二通孔6射出，為了使所述紫外LED光源2射出的光束最大程度的從所述第二通孔6射出，所述紫外LED光源2的中心軸線與所述第二通孔6的中心點(diǎn)重合；所述LED電源3經(jīng)開(kāi)關(guān)4連接至設(shè)置在所述殼體1上的USB接口11，在本實(shí)施例中，所述USB接口11設(shè)置在所述殼體1后端面上；在所述殼體1內(nèi)沿著從所述第一通孔5入射光的傳播方向依次設(shè)有分光系統(tǒng)7、會(huì)聚鏡頭8以及陣列探測(cè)器9；所述陣列探測(cè)器9經(jīng)USB連接線10連接至所述USB接口11。

本發(fā)明所涉及的殼體1用于固定紫外LED光源2、LED電源3、開(kāi)關(guān)4、分光系統(tǒng)7、會(huì)聚鏡頭8、陣列探測(cè)器9以及USB接口11的相對(duì)位置，同時(shí)降低外界雜散光的干擾。所述紫外LED光源2可選用市場(chǎng)上比較成熟且價(jià)格低廉的紫外半導(dǎo)體發(fā)光管。本發(fā)明所涉及的分光系統(tǒng)7可以是光柵色散結(jié)構(gòu)也可以是棱鏡色散結(jié)構(gòu)。所述陣列探測(cè)器9可采用高靈敏成像陣列CCD或CMOS。為了濾除紫外LED光源2其他波長(zhǎng)干擾光，可以在所述紫外LED光源2的前方設(shè)置帶通濾光片13，以保證發(fā)射窄帶光束。為了濾除發(fā)射的紫外LED光干擾，可在所述分光系統(tǒng)7前方設(shè)置長(zhǎng)波通濾光片12。

本發(fā)明所涉及的微型紫外熒光LED光譜手電具有紫外光照明以及熒光光譜檢測(cè)兩種功能。

當(dāng)所述微型紫外熒光LED光譜手電用于紫外光照明時(shí)，將所述USB接口11外接可供電的設(shè)備，例如移動(dòng)電源等，觸發(fā)所述開(kāi)關(guān)4，使所述LED電源3與外設(shè)的供電設(shè)備相連接，以便為所述紫外LED光源2供電，進(jìn)而使得所述紫外LED光源2發(fā)出光線射出所述殼體1，達(dá)到紫外光照明的功能，以便對(duì)錢(qián)幣、牙齒、油墨印刷制品等目標(biāo)進(jìn)行熒光檢測(cè)。

當(dāng)所述微型紫外熒光LED光譜手電用于熒光光譜檢測(cè)時(shí)，如圖2所示，將所述USB接口11外接信號(hào)處理系統(tǒng)14形成光譜儀，將待測(cè)目標(biāo)樣品15置于靠近所述殼體1的前端處。在本實(shí)施例中，所述信號(hào)處理系統(tǒng)14為裝有信號(hào)處理軟件的計(jì)算機(jī)或手機(jī)等處理系統(tǒng)。所述信號(hào)處理軟件可讀取陣列探測(cè)器9的信號(hào)并處理成光譜圖。在本實(shí)施例中，所述待測(cè)目標(biāo)樣品15為透明包裝內(nèi)的液體，并且假設(shè)該透明包裝對(duì)紫外LED光源2發(fā)射的光不敏感，以降低透明包裝對(duì)其內(nèi)部液體在檢測(cè)時(shí)造成的干擾。在本實(shí)施例中，針對(duì)待測(cè)目標(biāo)樣品15可以采用直接測(cè)量算法，也可以采用背景噪聲扣除算法來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。

當(dāng)采用直接測(cè)量算法時(shí)，檢測(cè)過(guò)程如下：觸發(fā)所述開(kāi)關(guān)4，使得所述紫外LED光源2發(fā)出光線，上述光線照射待測(cè)目標(biāo)樣品15，紫外光照射待測(cè)目標(biāo)樣品15后會(huì)激發(fā)產(chǎn)生熒光，上述熒光經(jīng)由所述第一通孔5射入所述殼體1內(nèi)，之后經(jīng)所述分光系統(tǒng)7將上述光線色散為不同波長(zhǎng)的單色光，所述單色光經(jīng)會(huì)聚鏡頭8后由陣列探測(cè)器9接收按波長(zhǎng)依次排列的豎直線狀光譜，之后所述陣列探測(cè)器9會(huì)將探測(cè)到的光譜信號(hào)經(jīng)USB連接線10傳輸至外設(shè)的信號(hào)處理系統(tǒng)14，由所述信號(hào)處理系統(tǒng)14進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并顯示光譜圖。采用直接測(cè)量算法測(cè)量具有測(cè)量簡(jiǎn)單快速直接的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)測(cè)量了部分干擾光信號(hào)。

當(dāng)采用背景噪聲扣除算法時(shí)，檢測(cè)過(guò)程如下：檢測(cè)待測(cè)目標(biāo)樣品15時(shí)，先將開(kāi)關(guān)4斷開(kāi)，使得所述紫外LED光源2不發(fā)光，此時(shí)所述光譜儀進(jìn)行背景光的測(cè)量，背景光的檢測(cè)過(guò)程與上述熒光的檢測(cè)過(guò)程類(lèi)似，在此不做贅述。當(dāng)背景光測(cè)量完畢后，開(kāi)啟所述信號(hào)處理系統(tǒng)14的信號(hào)處理軟件中的背景噪聲扣除功能，之后觸發(fā)所述開(kāi)關(guān)4，使得所述紫外LED光源2發(fā)出光線，所述光譜儀對(duì)待測(cè)目標(biāo)樣品15輻射的熒光以及背景光同時(shí)進(jìn)行測(cè)量。所述信號(hào)處理系統(tǒng)14可實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)目標(biāo)樣品15所形成的光譜的扣除背景測(cè)量。采用背景噪聲扣除算法步驟相對(duì)直接測(cè)量稍顯復(fù)雜，但可去除強(qiáng)背景噪聲的影響，測(cè)量信號(hào)信噪比高。

本發(fā)明所涉及的微型紫外熒光LED光譜手電具有體積小、重量輕、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，所述微型紫外熒光LED光譜手電可直接發(fā)射紫外光照射錢(qián)幣、牙齒、油墨印刷制品等目標(biāo)進(jìn)行熒光檢測(cè)；其還可以與外設(shè)的信號(hào)處理系統(tǒng)配合使用形成光譜儀，與現(xiàn)有技術(shù)中的紫外熒光光譜儀相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工調(diào)試，生產(chǎn)成本低廉，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可以滿(mǎn)足很多對(duì)分辨率要求不高的場(chǎng)合，如食品安全檢測(cè)、寶石檢測(cè)、水質(zhì)檢測(cè)等，另外也可以應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室化學(xué)分析、臨床醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、工業(yè)監(jiān)測(cè)、航空航天遙感等領(lǐng)域。