一种多通道在线拉曼光谱采集分析一体化装置的制作方法

本技术涉及一种光谱采集分析装置，尤其涉及一种多通道在线拉曼光谱采集分析一体化装置。

背景技术：

1、在线拉曼光谱是一种非接触、无损伤的分析技术。在线拉曼光谱分析技术是基于拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动等信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。在线拉曼光谱以其检测速度快、无损、多组分、多通道、高效率等优点正逐步广泛地应用于制药、石油化工、高分子化工、能源、精细化工、食品等领域。拉曼光谱所能提供的及时、准确的分析数据为稳定生产、优化操作、节能降耗起到了不可替代的作用。

2、随着仪器技术的发展，拉曼光谱仪的灵敏度和分辨率不断提高，光谱仪的操作更加简单，外观结构也更加简洁。应用领域的扩展对在线拉曼光谱仪的功能提出了新的要求。由于在实际应用中常常存在多个目标需要同时检测的情况，采用多台拉曼光谱仪满足多个目标的光谱采集是难以实现的。

3、现有专利文献cn109557078公开了一种快速多通道在线拉曼光谱检测系统，其特征在于检测系统包含了激发收集光路和成像光路。所述激发收集光路包括激光发生器、光束扩展器、二向色镜和显微物镜。所述成像光路包括同轴设置的滤光片、第一透镜阵列、第二透镜阵列、滤光片阵列和图像传感器。所述第一透镜阵列设置有多个透镜，用于形成光通过的通道，使投射在图像传感器上的不同通道的光相互分隔开。所述图像传感器能够同时获得多个窄带通道的成像数据，进而快速重建完整、高分辨率光谱的拉曼光谱谱图。所述检测系统能够采用宽场模式激发待测物品，并直接耦合于图像传感器上，可以获得良好的动态性能和空间分辨率。在此方案中，检测系统中的透镜阵列决定了拉曼光谱的采集范围，但这并不能满足检测系统对于多个目标光谱信息的采集需求。此外，此方案中的图像传感器是同时获得多通道的拉曼光谱，进而对光谱数据进行转换计算。这将大大增加光谱数据的处理时间，降低拉曼光谱的采集效率。

4、因此为了减低仪器成本，在保证测量精度和准确性下实现多个目标的同时检测，有必要提出一种新型顺序采集多通道在线拉曼光谱采集分析一体化装置。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多通道在线拉曼光谱采集分析一体化装置，不但能够对多个样品进行拉曼检测，有效提高拉曼采集以及信号分析处理的效率，而且减少了整个装置的体积，大大降低了仪器成本。

2、本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种多通道在线拉曼光谱采集分析一体化装置，包括激光器、输入光纤、拉曼探头组、样品组、输出光纤、光谱仪和主控制板；所述拉曼探头组包括多个拉曼探头，用于同时对样品组内的多个样品进行检测；每个拉曼探头对应连接一路输入光纤和一路输出光纤构成一个采集通道；所述激光器和多路输入光纤之间设置有光闸，所述多路输出光纤和光谱仪之间设置有光开关；所述主控制板和激光器、光闸、光开关以及光谱仪相连；所述激光器发射的光经过光闸，每个样品散射形成的拉曼光谱经过对应的拉曼探头汇聚至输出光纤，所述主控制板通过光闸和光开关控制采集通道的开闭，并使得采集到的光信号依次按照顺序进入光谱仪进行光谱测量及分析。

3、进一步地，所述光闸和光开关通过主控制板实现同步联动控制，当一个采集通道开启时，其他采集通道均处于关闭状态，每个采集通道的采集时间相互间隔设置。

4、进一步地，所述拉曼探头前端设置有用于连接探头棒的fc连接头，所述探头后端设置有两个fc连接头，用于连接输入光纤和输出光纤；所述探头棒的材质为304不锈钢、316不锈钢或哈氏合金。

5、进一步地，所述光闸位于激光器与拉曼探头之间的输入光纤上，作为入射光纤上的光束开关。

6、进一步地，所述光谱仪上设置有多个fc接口用于连接多路输出光纤。

7、进一步地，所述采集通道为四通道、八通道或十二通道。

8、进一步地，所述采集通道为四通道，所述激光器的功率大于2w，且每个采集通道内的激光功率大于500mw。

9、本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型提供的多通道在线拉曼光谱采集分析一体化装置，采用光开关对多通道内的光信号进行控制，可将任意通道内的光信号以任意顺序进行信号转换，在光谱仪中输出对应检测样品的光谱信息。本实用新型中的拉曼光谱采集分析一体化装置，有效减少了检测装置的体积，降低了仪器成本；多通道顺序采集将缩短光谱数据的处理时间，提高拉曼检测的效率。

技术特征：

1.一种多通道在线拉曼光谱采集分析一体化装置，其特征在于，包括激光器(1)、输入光纤(3)、拉曼探头组(4)、样品组(5)、输出光纤(6)、光谱仪(8)和主控制板(9)；

2.根据权利要求1所述的多通道在线拉曼光谱采集分析一体化装置，其特征在于，所述光闸(2)和光开关(7)通过主控制板(9)实现同步联动控制，当一个采集通道开启时，其他采集通道均处于关闭状态，每个采集通道的采集时间相互间隔设置。

3.根据权利要求1所述的多通道在线拉曼光谱采集分析一体化装置，其特征在于，所述拉曼探头前端设置有用于连接探头棒的fc连接头，所述探头后端设置有两个fc连接头，用于连接输入光纤(3)和输出光纤(6)；所述探头棒的材质为304不锈钢、316不锈钢或哈氏合金。

4.根据权利要求1所述的多通道在线拉曼光谱采集分析一体化装置，其特征在于，所述光闸(2)位于激光器(1)与拉曼探头之间的输入光纤(3)上，作为入射光纤上的光束开关。

5.根据权利要求1所述的多通道在线拉曼光谱采集分析一体化装置，其特征在于，所述光谱仪(8)上设置有多个fc接口用于连接多路输出光纤(6)。

6.根据权利要求1所述的多通道在线拉曼光谱采集分析一体化装置，其特征在于，所述采集通道为四通道、八通道或十二通道。

7.根据权利要求6所述的多通道在线拉曼光谱采集分析一体化装置，其特征在于，所述采集通道为四通道，所述激光器(1)的功率大于2w，且每个采集通道内的激光功率大于500mw。

技术总结本技术公开了一种多通道在线拉曼光谱采集分析一体化装置，包括激光器、输入光纤、拉曼探头组、样品组、输出光纤、光谱仪和主控制板；所述拉曼探头组包括多个拉曼探头，用于同时对样品组内的多个样品进行检测；每个拉曼探头对应连接一路输入光纤和一路输出光纤构成一个采集通道；所述激光器和多路输入光纤之间设置有光闸，所述多路输出光纤和光谱仪之间设置有光开关；所述主控制板和激光器、光闸、光开关以及光谱仪相连。本技术提供的多通道在线拉曼光谱采集分析一体化装置，不但能够对多个样品进行拉曼检测，有效提高拉曼采集以及信号分析处理的效率，而且减少了整个装置的体积，大大降低了仪器成本。技术研发人员：于永爱,朱榕鑫,张安富受保护的技术使用者：上海如海光电科技有限公司技术研发日：20231120技术公布日：2024/7/25