本發(fā)明涉及一種光度分析儀及其檢測方法，尤其涉及一種基于導(dǎo)光毛細管的光度分析儀及其檢測方法。

背景技術(shù)：

光度分析計被廣泛用于檢測液體（或氣體）樣品的成份（或微量物質(zhì)含量）（sensorsandactuatorsb，191，561-566（2014）），其工作原理是：把待測樣品于透明器皿中（如比色皿），探測光束通過含有待測樣品的器皿，從而檢測待測樣品對探測光束的吸收和散射所導(dǎo)致的損耗。

為了提高檢測精度，需要增加透明器皿的厚度，即增加待測樣品與探測光束的相互作用長度（該長度稱為“吸光長度”或“傳輸光程”，以下簡稱“光程”），這會使得透明器皿的體積增大、需要的待測樣品量也增多。對此，中國發(fā)明專利公開說明書cn104515743a公開了一種基于導(dǎo)光金屬毛細管的光度分析儀及其檢測方法，該光度分析儀利用導(dǎo)光金屬毛細管來取代透明器皿（如比色皿）。由于導(dǎo)光金屬毛細管的體積小、可彎曲、可長達幾米，且探測光束在導(dǎo)光金屬毛細管中非線性傳輸，其光程可以遠大于毛細管的物理長度（scientificreports，5，10476（2015）），從而增加了待測樣品與探測光束相互作用的光程，從而提高了檢測精度。但是，發(fā)明人在研究的過程中發(fā)現(xiàn)，由于探測光束在導(dǎo)光毛細管非線性傳輸，探測光束多次的反射傳輸使得其以發(fā)散光束從導(dǎo)光毛細管中射出，即其出射角大小不一，而上述專利只是用光探測器正對著導(dǎo)光毛細管的出光口以檢測光強度，這只能檢測出射角較小的探測光束，對于出射角較大的探測光束，光探測器則無法測得。因此，光度分析儀的檢測精度不高。因此，如何檢測出具有特定光程的光線，從而獲得最佳的檢測性能，仍是目前所面臨的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種能夠提高檢測精度的基于導(dǎo)光毛細管的光度分析儀的檢測方法，并且提供該檢測方法賴以實施的光度分析儀。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

提供一種基于導(dǎo)光毛細管的光度分析儀，包括光源、光探測器和用于裝載待測樣品的導(dǎo)光毛細管，所述光源發(fā)射的探測光束經(jīng)所述導(dǎo)光毛細管的內(nèi)壁反射在所述導(dǎo)光毛細管中傳輸，該光度分析儀還包括用于把從所述導(dǎo)光毛細管中射出的探測光束進行匯集的凸透鏡，所述光探測器接收至少一個所述凸透鏡的匯集點的探測光束。

其中，所述光探測器接收兩個所述凸透鏡的匯集點的探測光束。

其中，所述導(dǎo)光毛細管的外壁被擠壓以使其內(nèi)壁形成有用于反射光線的光滑起伏。

其中，所述導(dǎo)光毛細管的內(nèi)壁涂敷有厚度不均勻的膠水以形成有用于反射光線的光滑起伏。

其中，所述光探測器經(jīng)小孔板接收探測光束。

還提供一種基于導(dǎo)光毛細管的光度分析儀的檢測方法，該光度分析儀包括光源、光探測器和用于裝載待測樣品的導(dǎo)光毛細管，所述光源發(fā)射的探測光束經(jīng)所述導(dǎo)光毛細管的內(nèi)壁反射在所述導(dǎo)光毛細管中傳輸，該方法包括如下步驟：

匯集光束步驟：把從所述導(dǎo)光毛細管中射出的探測光束進行匯集；

檢測步驟：所述光探測器接收至少一個匯集點的探測光束，記錄所述光探測器測得的光強度。

其中，所述匯集光束步驟具體為：通過凸透鏡把從所述導(dǎo)光毛細管中射出的探測光束進行匯集。

其中，所述檢測步驟具體為：所述光探測器接收兩個匯集點的探測光束。

其中，還包括光滑起伏形成步驟：擠壓所述導(dǎo)光毛細管的外壁以使其內(nèi)壁形成有用于反射光線的光滑起伏。

其中，還包括光程調(diào)節(jié)步驟：根據(jù)預(yù)設(shè)的傳輸光程來控制所述光滑起伏的大小及分布位置。

有益效果：本發(fā)明提供了一種基于導(dǎo)光毛細管的光度分析儀的檢測方法和該檢測方法賴以實施的光度分析儀，該方法把從導(dǎo)光毛細管中射出的探測光束進行匯集，從而使本來出射角較大的探測光束也被匯集起來，光探測器接收匯集點的探測光束，從而提高光度分析儀的檢測精度。此外，本發(fā)明巧妙地利用凸透鏡的聚光原理，在導(dǎo)光毛細管與光探測器之間設(shè)置凸透鏡，凸透鏡把導(dǎo)光毛細管不同的出射角的探測光束匯集起來，光探測器接收匯集點的探測光束，不需要增加其他價格昂貴的光學(xué)器件，因此只需增加價格便宜的凸透鏡的情況下就能夠提高檢測精度。

附圖說明

利用附圖對本發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例采用的一種基于導(dǎo)光毛細管的光度分析儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例采用的形成光滑起伏的結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖1和圖2中包括：1——導(dǎo)光毛細管，2——長光程探測光束，3——短光程探測光束，4——光滑起伏，5——小孔板，6——光探測器，7——凸透鏡，8——外力。

具體實施方式

結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。

本發(fā)明具體實施方式基于如圖1所示的基于導(dǎo)光毛細管的光度分析儀，光源（圖1中未畫出）發(fā)出探測光束，該探測光束以發(fā)散角分為長光程探測光束2和短光程探測光束3，導(dǎo)光毛細管1裝載有待測樣品。探測光束從導(dǎo)光毛細管1的左端入射，當(dāng)長光程探測光束2入射到導(dǎo)光毛細管1內(nèi)壁的光滑起伏4時，長光程探測光束2的入射角會發(fā)生改變，從而使長光程探測光束2在導(dǎo)光毛細管1內(nèi)多次反射傳輸以增加其傳輸光程，該光程遠遠大于導(dǎo)光毛細管1的物理長度l。短光程探測光束3則平行通過導(dǎo)光毛細管1，其光程等于導(dǎo)光毛細管1的物理長度l。

探測光束從導(dǎo)光毛細管1的右端出射后，經(jīng)凸透鏡7進行匯集，長光程探測光束2和短光程探測光束3分別匯集在b點與a點。因此，不同光程（即不同出射角）的探測光束，經(jīng)凸透鏡7進行匯集后，在不同的空間位置聚焦，從而把不同光程的探測光束區(qū)分開來。為了檢測不同光程的探測光束的光強度，先把光探測器6放置在a點以檢測短光程探測光束3的光強度，然后把光探測器6放置在b點以檢測長光程探測光束2的光強度，這樣光探測器6既可以把短光程探測光束3（出射角較小的探測光束）匯集起來進行檢測，又可以把長光程探測光束2（出射角較大的探測光束）匯集起來進行檢測，從而提高了提高光度分析儀的檢測精度。

為了減少環(huán)境光線對檢測精度的影響，探測光束經(jīng)過小孔板5以濾除一部分環(huán)境光線后再被光探測器6接收，其中，小孔板5的孔徑在0.01mm至5mm之間，優(yōu)選0.3mm至0.5mm。也可以采用小面積的光探測器（即光探測器的入光面積等于小孔的面積）以省去小孔板5。

導(dǎo)光毛細管1可以由單一材質(zhì)構(gòu)成，也可以由多種材質(zhì)構(gòu)成，對于由多種材質(zhì)構(gòu)成的導(dǎo)光毛細管，其內(nèi)壁由多層材料堆疊而成，除了在內(nèi)壁表面具有光滑起伏之處，在不同材質(zhì)的界面處也可以具有光滑起伏4，不同材質(zhì)界面處的光滑起伏4，同樣可以改變探測光束的入射角。

光滑起伏4是指在導(dǎo)光毛細管1的內(nèi)壁表面形成的凸起或凹坑，凸起或凹坑的大小要大于探測光束的波長，凸起或凹坑的表面粗糙度小于探測光束的波長（波長一般在100納米至100微米之間）的十分之一，這樣既可以減少探測光束的散射損耗，又可以增加探測光束的傳輸光程。

光滑起伏4可以通過以下的方法制備：

1、在導(dǎo)光毛細管1的內(nèi)壁涂敷膠水；

2、擠壓導(dǎo)光毛細管1的外壁以使其內(nèi)壁形成光滑起伏4。

對于第1種方法，由于在導(dǎo)光毛細管1的內(nèi)壁涂敷厚度不均勻的膠水，使得膠水表面存在高低起伏。由于膠水具有黏性，可以產(chǎn)出厚度起伏，又由于膠水具有流動性，使得膠水表面光滑，因此，在膠水表面可以獲得光滑起伏4。

對于第2種方法，如圖2所示，在導(dǎo)光毛細管1的外壁施加外力8，使得導(dǎo)光毛細管1局部彎曲變形，從而使導(dǎo)光毛細管1的內(nèi)壁形成有光滑起伏4。由于光滑起伏4的大小和分布位置會直接影響長光程探測光束2在導(dǎo)光毛細管1的傳輸光程，因此用戶可以在光度分析儀預(yù)先設(shè)定所需的傳輸光程，光度分析儀根據(jù)該傳輸光程算計光滑起伏4大小和分布位置，從而控制擠壓導(dǎo)光毛細管1的外壁的相應(yīng)力度和位置，以獲得相應(yīng)的大小和分布位置的光滑起伏4，從而獲得所需的光程，這樣用戶就可以根據(jù)需求靈活和準(zhǔn)確的獲得所需的傳輸光程。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。