一种太赫兹光谱仪的样品检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及太赫兹光谱检测设备技术领域，更具体地，涉及一种太赫兹光谱仪的样品检测装置。

背景技术：

2.thz光谱仪是一种物质检测设备，是利用大分子的振动和转动能级大多在thz的波段内，而大分子，特别是生物和化学大分子具有本身物性的物质基团，因而能通过对特征频率的分析获取样品的物质结构和物性，分析和准确鉴定样品。太赫兹检测设备是通过利用飞秒激光器打在太赫兹光电导天线电极上，在偏压电场的作用下产生太赫兹光谱信号。信号在穿过被测样品后，探测端在太赫兹波与激光的共同作用下将光信号转换为电信号，输出到前置放大器及锁相放大器中，得到分析和简单所需的光谱信号。
3.太赫兹检测系统中，样品的检测结果的波形是利用延迟装置通过改变穿过样品的不同时刻的太赫兹脉冲电场强度的泵浦光和探测光的光程差来测量的。在检测过程中，检测的误差主要来源于泵浦光，泵浦光受环境温度和湿度的波动影响大，而且样品的折射和反射对太赫兹波的准直度十分敏感，因而放置样品的样品仓需要营造稳定可靠的检测环境，以保持检测的精度和准确性。
4.对样品进行透射检测是现有使用太赫兹光谱仪检测物质的常规方法。现有配套的样品仓每次测试的时候需要充氮气3～5分钟，使得样品仓里面的温度和湿度得到有效控制，现有的透射检测样品小，装夹难度大，因而每次更换样品都需要大面积地敞开样品仓，以满足样品更换的操作需要。这导致在批量生产的过程中，样品更换至恢复正常测试所需的时间长。而且每次营造测试环境都需要注入惰性保护气体，导致大量的气体在样品更换的过程中被浪费，而且也无法回收，导致成本高。

技术实现要素：

5.本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种太赫兹光谱仪的样品检测装置，用于解决太赫兹光谱仪在更换测试样品时腔体大面积敞开，破坏原有检测环境，影响检测效率的问题。
6.本实用新型采取的技术方案是，一种太赫兹光谱仪的样品检测装置，包括：包括：密闭的腔体和带样品安装位的支架，所述腔体的一侧设有安装口，所述支架转动设置于所述安装口上且尺寸与所述安装口匹配；腔体内设有光学组件，所述光学组件形成检测光路，所述检测光路与腔体外连通，所述支架通过转动使所述样品安装位进入或离开所述腔体。
7.腔体用于容纳检测装置，提供密闭的检测环境，样品安装位用于安装和固定样品，支架用于承载样品，从外至内运输样品，安装口用于让支架恰好通过，支架恰好嵌在腔体有安装口的一侧，使得支架能从外向内运输样品。安装口的形状与支架截面相配合，让安装口的尺寸与支架尺寸恰好配合，使得支架能恰好通过是为了让腔体成为一个密闭的整体，减少漏出仪器的氮气，防止外界的空气影响仪器内部的空气；同时让支架连续快速的从外到
内传送样。
8.所述支架通过转动使样品安装位切入或离开所述检测光路，光学组件用于使检测光路从外到内再到外，构成“c”字型的光路，用于作用在样品安装位的样品上，使样品发射出太赫兹信号。检测光沿检测光路作用于样品一定时间后，检测完成，支架转动，转换成下一个样品，继续下一轮测试，由于样品的切换无需敞开腔室，因而内部的检测环境能被充分保护，不需要每次重新对腔体内部充氮气，从而达到能够快速检测的效果。
9.所述支架为圆盘，所述样品安装位至少三个，所述样品安装位靠近所述支架的外沿且等距分布。
10.等距分布使得每次转动组件旋转一定角度就能准确地对准检测光束。样品安装位靠近于支架外沿是为了缩小支架位于腔体中的转动的过程中进一步减少氮气的泄露。
11.所述安装口设置在所述腔体的顶部，所述支架竖直设置在所述安装口上且水平截面与所述安装口匹配。
12.安装口用于安装和固定样品。支架设置在腔体顶部是为了方便手动将样品放入。
13.所述样品安装位包括设置在一侧的限位凸沿和与所述限位凸沿相连的存放腔。
14.所述样品安装位包括相互连通且贯穿安装口两侧的由限位凸沿形成中空的环状限位结构和存放腔，限位凸沿形成的一侧限位用于防止存放腔的样本从一侧掉落，也方便装配定位。
15.所述存放腔远离限位凸沿的一侧设有与所述样品安装位活动相连的固定件，所述固定件的中部留有贯穿所述固定件两侧的避让通道。
16.固定件用于与限位凸沿配合，从两侧夹紧样品。由于太赫兹光谱仪对样品装夹的水平精度有较高的要求，因此设置固定件固定样品，使得样品在转动过程中稳定性更好，不会脱离或移位，从而提高样品的固定效果。
17.所述光学组件包括若干反射聚焦单元，所述腔体的侧面上设有输入口和输出口，所述输入口、反射聚焦单元和输出口形成检测光路。反射聚焦将太赫兹发射出来的光谱聚焦成平行光斑，穿过样品后，得到样品的太赫兹光谱信息，再将光斑聚焦输出。
18.光学组件让检测光路从腔体的一侧，从设备输入腔体内部，透射样品后再进行输出，用于将检测光路从腔体外折射到样品上再折射至腔体外，形成“c”型光路。将输出和检测装置都外置在样品仓外，从而使得腔体整体体积缩小。使用的氮气量减少，从而减小成本。
19.所述反射聚焦单元至少两个且对称设置在所述支架的两侧，所述反射聚焦单元与所述腔体的内壁相连且设于所述输入口和输出口位置相对的一侧。反射聚焦单元固定在内部的侧面给反射聚焦单元留出底部固定的空间，使检测光路能从侧面进入进出腔体。
20.所述反射聚焦单元包括：带角度调节的安装座和设置在所述安装座上的抛面镜。
21.安装座用于根据需求微调抛面镜的角度，可以微调检测光路的角度和位置，使检测光路能精准的照射到样品上。
22.所述腔体包括：透射顶盖和透射底座，所述安装口设置在所述的透射顶盖上。
23.透射顶盖可以固定支架，防止滑动。方便一同取出，进而方便检测光路在使用前的调节。
24.所述透射顶盖上设有步进电机，所述步进电机与所述支架的转动中心相连且驱动
所述支架转动。根据安装位数量确定步进电机的转动角度，精准将样品送至检测光路内，从而实现自动化控制。
25.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：解决了现有太赫兹时域光谱仪在检测替换样品的过程中，需要大面积敞开样品仓，导致样品仓内的检测环境被严重破坏，因而每次更换样品都要重新营造检测环境，导致损耗大，时间长，检测效率低的问题。有效地在更换样品的过程中保护了样品仓内原有的检测环境，实现快速连续地对检测太赫兹样品进行更换，提高检测效率，减少氮气的浪费。
附图说明
26.图1为本实用新型的立体示意图。
27.图2为本实用新型的爆炸示意图。
28.图3为本实用新型的透视图。
29.图4为本实用新型中透射顶盖的示意图。
30.图5为本实用新型的剖切示意图。
31.图6为本实用新型中反射聚焦组件的示意图。
32.图7为本实用新型中支架的示意图。
33.附图标记说明：腔体100，检测光路110，安装口120，反射聚焦单元130，安装座131，抛面镜132，输入口133，输出口134，透射顶盖140、透射底座150，支架200，样品安装位210，固定件211，限位凸沿212，存放腔213，步进电机220。
具体实施方式
34.本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
35.实施例1
36.如图1所示，本实施例是一种太赫兹光谱仪的样品检测装置，包括：密闭的腔体100和带样品安装位210的支架200，腔体100的一侧设有安装口120，支架200转动设置于安装口120上且尺寸与安装口120匹配；如图3所示，腔体100内设有光学组件，光学组件形成检测光路110，检测光路110与腔体100外连通，支架200通过转动使样品安装位210进入或离开腔体100。如图7所示，支架200为圆盘，样品安装位210至少三个，样品安装位210靠近支架200的外沿且等距分布。安装口120设置在腔体100的顶部，支架200竖直设置在安装口120上且水平截面与安装口120匹配。样品安装位210包括设置在一侧的限位凸沿212和与限位凸沿212相连的存放腔213。
37.如图5所示，存放腔213远离限位凸沿212的一侧设有与样品安装位210活动相连的固定件211，固定件211的中部留有贯穿固定件211两侧的避让通道。光学组件包括若干反射聚焦单元130，腔体100的侧面上设有输入口133和输出口134，输入口133、反射聚焦单元130和输出口134形成检测光路110。反射聚焦单元130至少两个且对称设置在支架200的两侧，反射聚焦单元130与腔体100的内壁相连且设于输入口133和输出口134位置相对的一侧。如图6所示，反射聚焦单元130包括：带角度调节的安装座131和设置在安装座131上的抛面镜
132。腔体100包括：透射顶盖140和透射底座150，安装口120设置在的透射顶盖140上。如图4所示，透射顶盖140上设有步进电机220，步进电机220与支架200的转动中心相连且驱动支架200转动。
38.实施例2
39.如图2所示，本实施例是一种太赫兹光谱仪的样品检测装置，包括：密闭的腔体100和带样品安装位210的支架200，腔体100的一侧设有安装口120，支架200转动设置于安装口120上且尺寸与安装口120匹配；腔体100内设有光学组件，光学组件形成检测光路110，检测光路110与腔体100外连通，支架200通过转动使样品安装位210进入或离开腔体100。腔体100为中空的长方体，腔体100的顶面设有连通腔体100内部和外界的矩形的安装口120，安装口120位于顶面的中部，且垂直于顶面的长边。支架200的水平截面为矩形，直接的水平截面与安装口120匹配，两者配合后仅留出活动所需的缝隙，支架200与安装口120的边缘不接触，光学组件成对设置。样品安装位210的竖直截面为圆形，能配合圆形的片状样品，实际使用时也能根据样品的形状调整。
40.检测光路110从腔体100的前侧面进入，经光学组件的引导，穿过位于检测光路110上的样品，再经光学组件换向后，再次从腔体100的前侧面输出。支架200的下部进入腔体100内，且在安装口120上形成良好的封阻，支架200的上部外露在腔体100的上方，方便样品的安装，随着支架200的转动，支架200上的样品能不断地被切入或离开检测光路110，从而实现连续的检测。支架200为圆盘，样品安装位210至少三个，样品安装位210靠近支架200的外沿且等距分布。
41.具体地，在本实施例中展示的为八个样品安装位210，圆盘与安装口120的转动连接点为圆盘的中心且位于腔体100的上方，同一时间进入腔体100内部的样品安装位210最多为三个。支架200竖直设置在安装口120上。样品安装位210包括设置在一侧的限位凸沿212和与限位凸沿212相连的存放腔213。限位凸沿212为环状，在支架200上一个侧面上形成贯穿两侧的第一通孔，第一通孔的截面为圆形；存放腔213设置在支架200的另一侧面，且形成贯穿两侧的第二通孔，第二通孔为圆形且截面直径大于第一通孔，两者的尺寸差形成对样品的位置限制。存放腔213远离限位凸沿212的一侧设有与样品安装位210活动相连的固定件211，固定件211的中部留有贯穿固定件211两侧的避让通道。
42.固定见为与存放腔213尺寸匹配，且形成过渡配合的可拆卸的抵接件，通过与限位凸沿212匹配从两侧夹紧样品。光学组件包括若干反射聚焦单元130，腔体100的一侧面上设有输入口133和输出口134，输入口133、反射聚焦单元130和输出口134形成检测光路110。输入口133和输出口134为圆形开口，反射聚焦单元130中至少两个分别正对输入口133和输出口134。反射聚焦单元130至少两个且对称设置在支架200的两侧，反射聚焦单元130与腔体100的内壁相连且设于输入口133和输出口134位置相对的一侧。
43.本实施例展示的为两个反射聚焦单元130。具体地，对称能是以支架200为对称中心。反射聚焦单元130包括：带伸缩和角度调节的安装座131和设置在安装座131上的抛面镜132。安装座131的伸缩能调节检测光路110在腔体100内的前后移动，而角度的调节能控制光路具体的输入和输出方向，腔体100包括：透射顶盖140和透射底座150，安装口120设置在的透射顶盖140上。透射顶盖140上设有步进电机220，步进电机220与支架200的转动中心相连且驱动支架200转动，步进电机220安装在远离限位凸部的一侧，且通过转轴与支架200的
中心相连。
44.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

技术特征：

1.一种太赫兹光谱仪的样品检测装置，其特征在于，包括：密闭的腔体和带样品安装位的支架，所述腔体的一侧设有安装口，所述支架转动设置于所述安装口上且尺寸与所述安装口匹配；腔体内设有光学组件，所述光学组件形成检测光路，所述检测光路与腔体外连通，所述支架通过转动使所述样品安装位进入或离开所述腔体。2.根据权利要求1所述的一种太赫兹光谱仪的样品检测装置，其特征在于，所述支架为圆盘，所述样品安装位至少三个，所述样品安装位靠近所述支架的外沿且等距分布。3.根据权利要求1所述的一种太赫兹光谱仪的样品检测装置，其特征在于，所述安装口设置在所述腔体的顶部，所述支架竖直设置在所述安装口上且水平截面与所述安装口匹配。4.根据权利要求1所述的一种太赫兹光谱仪的样品检测装置，其特征在于，所述样品安装位包括设置在一侧的限位凸沿和与所述限位凸沿相连的存放腔。5.根据权利要求4所述的一种太赫兹光谱仪的样品检测装置，其特征在于，所述存放腔远离限位凸沿的一侧设有与所述样品安装位活动相连的固定件，所述固定件的中部留有贯穿所述固定件两侧的避让通道。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种太赫兹光谱仪的样品检测装置，其特征在于，所述光学组件包括若干反射聚焦单元，所述腔体的侧面上设有输入口和输出口，所述输入口、反射聚焦单元和输出口形成检测光路。7.根据权利要求6所述的一种太赫兹光谱仪的样品检测装置，其特征在于，所述反射聚焦单元至少两个且对称设置在所述支架的两侧，所述反射聚焦单元与所述腔体的内壁相连且设于所述输入口和输出口位置相对的一侧。8.根据权利要求6所述的一种太赫兹光谱仪的样品检测装置，其特征在于，所述反射聚焦单元包括：带角度调节的安装座和设置在所述安装座上的抛面镜。9.根据权利要求1-5任一项所述的一种太赫兹光谱仪的样品检测装置，其特征在于，所述腔体包括：透射顶盖和透射底座，所述安装口设置在所述的透射顶盖上。10.根据权利要求9所述的一种太赫兹光谱仪的样品检测装置，其特征在于，所述透射顶盖上设有步进电机，所述步进电机与所述支架的转动中心相连且驱动所述支架转动。

技术总结

本实用新型涉及太赫兹光谱检测设备技术领域，具体是一种太赫兹光谱仪的样品检测装置，包括：密闭的腔体和带样品安装位的支架，所述腔体的一侧设有安装口，所述支架转动设置于所述安装口上且尺寸与所述安装口匹配；腔体内有光学组件形成一个的与腔体外连通的检测光路，所述支架通过转动使安装位切入所述检测光路。解决了现有太赫兹时域光谱仪在检测替换样品的过程中，需要大面积敞开样品仓，导致样品仓内的检测环境被严重破坏，因而每次更换样品都要重新营造检测环境，导致损耗大，时间长，检测效率低的问题。有效地在更换样品的过程中保护了样品仓内原有的检测环境，实现快速连续地对检测太赫兹样品进行更换，提高检测效率，减少氮气的浪费。少氮气的浪费。少氮气的浪费。