[实用新型]三探头巡检仪

说明书

本实用新型公开了基于手机或独立的红外、拉曼、可见三探头巡检仪，其包括拉曼前端结构与中继透镜组成的光路系统，光路系统设在激光器与狭缝之间；光纤束探头把形状与狭缝一致的拉曼光聚焦在狭缝上且不会引爆，色散后狭缝由成谱系统成象到探测器上，探测器输出成谱信号；信号处理器与探测器信号连接；移动装置与信号处理器信号连接；红外成像系统和可见光系统与移动装置连接；便于找到光轴，显示样品的红外、可见图像及拉曼光谱。红外热象仪可作夜视、观察嫌疑犯、筛选新冠病人、透烟救火；拉曼光谱仪可快速测爆炸品、毒品及在超浓缩基底上测农残和新冠病毒；低照度相机连加密网络可监控和跟踪嫌疑犯。三探头巡检仪可解决固定安检无法解决的问题。

技术领域

本实用新型涉及拉曼光谱仪、红外热像仪及可见光相机技术领域，尤其涉及了拉曼光谱仪、红外热像仪及可见光相机融合的三探头巡检仪。

背景技术

固定安检的X光机、金属探测器和离子迁引仪都无法探测行李中的爆炸品和毒品，更不能筛选新冠病人和测量新冠病毒，也不能用加密网络跟踪嫌疑犯。

急需一种设在手机上，不引人注目带有红外、拉曼和可见三个探头的巡检仪。红外在夜晚监视作案的坏蛋，过去打开包裹检查时拉曼可以用几秒钟使伪装成矿泉水、咖啡、饼干的毒品和爆炸品显出原形，可见对嫌疑犯刷脸后可用加密网络作跟踪。此外，红外还能测温(精度0.5度)筛选新冠病人，并且透烟救火及时疏散被困群众；让旅客吐口痰拉曼结合超浓缩基底5秒钟可测出新冠病毒，也可检测果蔬的农药残留物及癌细胞。可见光可作前后方加密网络通信。三探头的移动装置是弥补固检不足，是安检人员必不可少的巡检仪。这也是为什么亚运/冬奥要出资立专项叫我们硏发巡检仪的道理。

由于微型或便携式拉曼光谱仪的物镜F数(焦距与直径之比)必须在1左右，以使采样点得到足够的能量，因此，物镜焦距最多就只有几厘米。此外，很强的激光聚焦到爆炸品上也易引爆。

目前，大多数拉曼光谱仪都使用两根单光纤构成的双光纤探头，由两根单光纤、分束器、长通滤光片、中继镜和物镜在一起做成的双光纤探头。它不但零件多、体积大而且由于这些零件都是非常精密和贵重的器件，频繁移动会造成损坏和松动，从而使拉曼光谱仪无法正常工作。

此外，双光纤探头还有其它缺点:(1)光纤送到狭缝的拉曼光斑很大，直径有1mm左右，而狭缝很窄，只有25μm左右，因此，90％的拉曼光都会被狭缝挡掉，光通量很小；(2)光纤没有改变激光照射束的形状，由于它能量密度过高，会点燃爆炸品，使拉曼光无法被安检单位接受。

在目前的拉曼设计中，单色仪是两块球面反射镜的T-C结构，F＝4, 光通量很低，体积大，不可能做手机拉曼。

到目前为止，任何拉曼光谱仪，尤其是做在手机上的微型拉曼光谱仪都没有融合的红外热象仪作夜视和测温功能。如专利申请号为： CN201520752208.9的实用新型专利；由于红外热象仪体积较大，难与拉曼光谱仪一起装到手机上；虽然网上报道，美国FLIR和中国英睿公司曾单独把红外热象仪与手机相连，但他们还没有发明出与拉曼光谱仪和可见光相机融合的手机，世上至今未见任何三探头手机的专利和报道。

因受体积限制，所有与手机差不多大小的拉曼光谱仪，其谱宽都在1800cm^-1以下，申请人的I型手机拉曼光谱宽也只有2000cm^-1。虽然大多数物质的拉曼光谱宽度在2000cm^-1以下，但水和翡翠这些物质的拉曼峰在3000cm^-1以上。此外，由于使用Semrock等的分束器和滤光片，低波数只能做到155cm^-1，无法测晶体等物质，在不加大体积的前提下，使用特别的设计，把带有红外和可见传感器的手机拉曼光谱的宽度增加到35-3500cm^-1，这样就可应用于安检、部队、农业、医药、海关和其它行业。

实用新型内容