[发明专利]一种气体响应反射光谱测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种光谱测量装置，特别涉及一种气体响应反射光谱测量系统。

背景技术

蝴蝶翅膀鳞片上的微纳结构是一种天然的光子晶体结构，具有极强的气体敏感性。蝶翅鳞片在不同的气体氛围中的反射光谱通常具有明显可分辨的特征。

—般情况下，测量反射光谱最常用的仪器是反射型光纤光谱仪。反射型光纤光谱仪是用石英光纤将被测样品反射光传导到光谱仪中的测量系统，其一般由光源、光学平台和探头组成。光纤光谱仪具有高度的灵活性和快速响应性，其在线性分析领域应用广泛，但其无法直接对蝶翅鳞片等生物样品进行气体响应反射光谱的测试。因此，设计发明一套简便可行的蝶翅鳞片气体响应反射光谱测量装置是探究蝶翅鳞片气体敏感性试验的重要保重条件。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术及设备无法直接对蝶翅鳞片等生物样品进行气体响应反射光谱测试的问题，而提供的一种蝶翅鳞片气体响应反射光谱测量装置。

本发明包括密封箱、样品载物台和光纤光谱仪，其中密封箱的顶盖上开设有进气口，密封箱侧壁的下部开设有气体冷凝出口；样品载物台由铁架台、探头夹具和托盘组成， 探头夹具的一端安装在铁架台上，且可在铁架台上移动，托盘固定在铁架台的下端，样品载物台固定设置在密封箱内；光纤光谱仪由反射光纤探头、激光光源和探测器组成，反射光纤探头分别与激光光源和探测器相连接，反射光纤探头通过探头夹具夹持在铁架台上，激光光源32与探测器设置于密封箱的外部。

本发明的工作过程及原理为：

将蝶翅鳞片样品放置到样品载物台的托盘上，同时调整探头夹具，调整反射光纤探头与蝶翅鳞片样品之间的距离，并保证反射光纤探头对准目标位置；然后将密封箱密封，将测试气体经由密封箱上的进气口充入密封箱内部，以此形成蝶翅鳞片样品的气体氛围，密封箱侧壁的下部开设的气体冷凝出口，密封箱内的空气通过充入保护性氮气进行排空，随保护性气体和待测气体的排入和排出，保持密封箱内气体压力动态平衡；光纤光谱仪的探测器的数据输出端与计算机相连接，用以进行反射光谱测试数据的实时采集。

本发明的有益效果：本发明装置基于现有的袖珍型光纤光谱仪，进一步拓展了其测量范围，具有构造简单、实用性强等优点，所提供的测量方法操作性强，可重复性好，可方便地测量蝶翅鳞片在不同气体氛围下的气体响应反射光谱。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，为本发明的实施例，包括密封箱1、样品载物台2和光纤光谱仪 3,其中密封箱1的顶盖上开设有进气口 11，密封箱1侧壁的下部开设有气体冷凝出口 12 ; 样品载物台2由铁架台21、探头夹具22和托盘23组成，探头夹具22的一端安装在铁架台 21上，且可在铁架台21上移动，托盘23固定在铁架台21的下端，样品载物台2固定设置在 密封箱1内；光纤光谱仪3由光纤探头31、激光光源32和探测器33组成，光纤探头31分 别与激光光源32和探测器33相连接，光纤探头31通过探头夹具22夹持在铁架台21上， 激光光源32与探测器33设置于密封箱1的外部。

本实施例的工作过程及原理为：

将蝶翅鳞片样品放置到样品载物台2的托盘23上，同时调整探头夹具22,调整反 射光纤探头31与蝶翅鳞片样品之间的距离，并保证反射光纤探头31对准目标位置；然后将 密封箱1密封，将测试气体经由密封箱1上的进气n 11充入密封箱1内部，以此形成蝶翅 鳞片的气体氛围，密封箱1侧壁的下部开设的气体冷凝出口 12,密封箱1内的空气通过充入 保护性氮气进行排空，随保护性气体和待测气体的排入和排出，保持密封箱内气体压力动 态平衡；光纤光谱仪3的探测器33的数据输出端与计算机相连接，用以进行反射光谱测试 数据的实时采集。

通过向密封箱1内充入不同种类、不同浓度的气体，可以实现蝶翅鳞片在不同的 气体氛围中的反射光谱特征的测试。光源发出400-100nm波段的光经过光纤传输，在反射 光纤探头31处形成平行辐射光并辐照在蝶翅样品表面，蝶翅鳞片样本表面反射的光进入 反射光纤探头31，再经过光纤的传输进入光谱仪内，经过信号的转换及放大，在计算机上获 得400-100nm波段样品表面的反射光谱图。当装置内部充入一定浓度的已知气体时，实时 观察并记录蝶翅样品表面反射光谱曲的变化位置及其变化强度，获取气体浓度及种类与光 谱变化之间的对应关系。