一种超连续谱激光空间位移光谱检测仪的制作方法

专利2026-02-02  5


本发明涉及光电检测,具体涉及一种超连续谱激光空间位移光谱检测仪。


背景技术:

1、在高端皮革或木材产品的生产和销售中,有些不法厂商存在着将人造革、低质的真皮或二层皮冒充真皮和高质头层真皮的情况,以及以人造板或低端实木冒充实木和高端实木制品的情况。

2、皮革包括毛发、表皮、乳头、网状、皮下、肉面等层和组织。在加工完成后,大部分毛发、表皮、皮下、肉面等层被去除了,因此加工后的皮革主要由真皮层组成,包括乳头层、网状组织。皮革的主要成分是胶原蛋白。其是由三条不同α肽链缠绕形成的纤维状蛋白质。每条α肽链由甘氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸或羟赖氨酸残基规则联接复制。胶原纤维最终形成一种极其复杂庞大的天然的的立体网状编织结构。此外,皮革还含有的脂类、无机盐、多糖类等其他成分。

3、实木的成分包括属多糖类的纤维素和半纤维素,以及属芳香族有机物的木质素,单宁、黄酮类、木质酚等酚类化合物,钙、钾、镁、钠、锰、铁、磷、硫、硅等灰分,以及水分。

4、由于大部分皮革有不同的处理工艺,如鞣制和染色等前加工,压花、拉毛、细鳞、打蜡和磨光等后加工,又有着猪、牛、羊、马、鳄鱼、蛇等不同动物的皮革;木材产品中人造板材有胶合板、中密度纤维板、刨花板等,高端实木的品种极其丰富,加上实木有上色、烤漆、木蜡、贴面等表面工艺,因此,对表层或涂层下基层皮革和实木的无损检测极其困难。

5、因此,如何快速无损地对皮革或者木材的检测,且提供对皮革和木材制品的表层、基层及其成分实现快速检测,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于,针对现有技术中的问题,提供一种超连续谱激光空间位移光谱检测仪。

2、为此,本发明的上述目的通过以下技术方案实现:

3、一种超连续谱激光空间位移光谱检测仪,其特征在于:包括检测仪本体,所述检测仪本体包括超连续空间位移光谱探测光路和超连续谱成像光路,

4、所述超连续空间位移光谱探测光路超连续谱激光器沿发射光轴发射出超连续宽谱激光,经光纤输出口耦合进入扩束镜进行扩束准直,射向光阀,控制光阀对超连续谱激光进行全透射和或全反射,

5、所述超连续空间位移光谱探测光路中,经光阀全透射的超连续谱激光射向超连续消像差锥形镜甲,超连续消像差锥形镜甲将射入的超连续谱平行激光变成一环形激光束,经全反镜反射后进入超连续消像差锥形镜乙,超连续消像差锥形镜乙输出环半径改变的环形激光,该环形激光经超连续带孔反射镜乙反射后沿探测光轴进入卡式物镜,经卡式物镜反射聚焦至探测目标,形成聚焦环,聚焦环上的部分散射光子穿出聚焦环的中心点,沿探测光轴反向进入卡式物镜经反射后穿出,先后穿过超连续带孔反射镜乙和超连续带孔反射镜甲,经成像镜及比例分光片反射聚焦至光谱光轴上的输入光纤的光纤共轭点,经输入光纤传输进入光谱仪;

6、所述超连续谱成像光路中,经光阀全反射的超连续谱激光转向与发射光轴垂直的正交光轴,经超连续带孔反射镜甲反射转向至与发射光轴平行的探测光轴,穿过超连续带孔反射镜乙的中心孔进入卡式物镜,经卡式物镜反射聚焦至探测目标。

7、在采用上述技术方案的同时,本发明还可以采用或者组合采用如下技术方案:

8、作为本发明的优选技术方案:光阀与发射光轴呈45°放置,通过在光阀控制器的控制对超连续谱激光进行全透射或和全反射。

9、作为本发明的优选技术方案:卡式物镜为无限远成像物镜,其包括主镜和次镜,环形激光先穿过主镜的中心孔,经次镜反射、主镜反射聚焦至探测目标的涂层上,形成一聚焦环,聚焦环上的透射激光光子穿透涂层进入基层,部分散射光子从中心点穿出,沿探测光轴反向进入卡式物镜,先经主镜反射,再经次镜反射并穿出主镜的中心孔。

10、作为本发明的优选技术方案:超连续空间位移光谱探测光路中,超连续消像差锥形镜甲将射入的超连续谱平行激光变成一环形激光束,消像差的设置使不同波长的激光位于同一圆环上,全反镜与发射光轴呈度放置,其表面镀有超连续反射膜以反射宽谱激光,在其转折光路中转折光轴与发射光轴垂直,经全反镜反射进入超连续消像差锥形镜乙的超连续谱环形激光输出改变了环半径的环形激光,

11、探测光轴与发射光轴平行,探测光轴与转折光轴垂直,超连续带孔反射镜乙与探测光轴呈45度放置,超连续消像差锥形镜乙输出的环形激光经超连续带孔反射镜乙反射后沿探测光轴进入卡式物镜。

12、作为本发明的优选技术方案:连续消像差锥形镜甲与超连续消像差锥形镜乙成对使用,所述运动电机控制超连续消像差锥形镜甲沿发射光轴平移,调整其与超连续消像差锥形镜乙的距离,改变超连续消像差锥形镜乙输出环形激光束的直径。

13、作为本发明的优选技术方案:检测仪本体设置主控制器,主控制器用于开启超连续谱激光器、光谱仪、成像面阵,以及接收控制光谱仪、成像面阵的数据进行存储和分析,还用于给运动电机和光阀控制器发指令,从而控制超连续消像差锥形镜甲沿发射光轴平移的扫描步长和起终位置以及光阀的工作状态。

14、作为本发明的优选技术方案:所述检测仪本体配设把手便于提取。

15、作为本发明的优选技术方案:所述检测仪本体配设定位罩,定位罩的尺寸使探测目标处于卡式物镜的焦面。

16、作为本发明的优选技术方案:所述检测仪本体配设锂电池,锂电池设有充电接口和开关,当开关接通时,锂电池通过供电线,对运动电机、成像面阵、主控制器、光谱仪、超连续谱激光器、光阀控制器进行供电。

17、本发明具有以下有益效果:本发明的一种超连续谱激光空间位移光谱检测仪,利用超连续空间位移光谱探测光路和超连续谱成像光路复用超连续谱激光器、光纤输出口、扩束镜、光阀、超连续带孔反射镜乙、卡式物镜、超连续带孔反射镜甲、成像镜、比例分光片,在一个检测仪中,仅通过对光阀的控制就实现超连续空间位移光谱探测光路和超连续谱成像光路的快速切换,获得完全重叠的探测目标涂层的超连续谱显微纹理和不同深度的表层、基层超连续反射光谱,进行分子和纹理组合式快速检测,实现一致空间上的图谱探测,同一位置的纹理等图像信息,以及同一位置不同深度的物质成分信息。

18、本发明的一种超连续谱激光空间位移光谱检测仪,通过光路的复用结构,为制备更紧凑、小型化的皮革和木材用检测仪提供了思路,通过配设的定位罩以及定位罩尺寸,快速将待测部分置于卡式物镜的焦面,能更快速的对皮革和或木材进行检测,由此,本发明提供了一种能快速检测的紧凑、小型化超连续谱激光空间位移光谱检测仪。

19、本发明的一种超连续谱激光空间位移光谱检测仪,通过光路的复用,在满足一定的体积要求下,同时获取皮革或木材产品涂层表面的超连续谱显微纹理,以及不同深度的表层基层超连续反射光谱,进行分子和纹理分析,满足对皮革和木材产品现场快速检测的要求,在皮革和木材检测技术领域极具应用前景。



技术特征:

1.一种超连续谱激光空间位移光谱检测仪,其特征在于:包括检测仪本体,所述检测仪本体包括超连续空间位移光谱探测光路和超连续谱成像光路,

2.如权利要求1所述的超连续谱激光空间位移光谱检测仪,其特征在于:光阀与发射光轴呈45°放置,光阀通过光阀控制器的控制对超连续谱激光进行全透射或全反射。

3.如权利要求1所述的超连续谱激光空间位移光谱检测仪,其特征在于:卡式物镜为无限远成像物镜,包括主镜和次镜,环形激光先穿过主镜的中心孔,经次镜反射、主镜反射聚焦至探测目标的涂层上,形成一聚焦环,聚焦环上的透射激光光子穿透涂层进入基层,部分散射光子从中心点穿出,沿探测光轴反向进入卡式物镜,先经主镜反射,再经次镜反射并穿出主镜的中心孔。

4.如权利要求1所述的超连续谱激光空间位移光谱检测仪,其特征在于:超连续空间位移光谱探测光路中,超连续消像差锥形镜甲将射入的超连续谱平行激光变成一环形激光束,消像差的设置使不同波长的激光位于同一圆环上,全反镜与发射光轴呈度放置,其表面镀有超连续反射膜以反射宽谱激光,在其转折光路中转折光轴与发射光轴垂直,经全反镜反射进入超连续消像差锥形镜乙的超连续谱环形激光输出改变了环半径的环形激光,

5.如权利要求1所述的超连续谱激光空间位移光谱检测仪,其特征在于:连续消像差锥形镜甲与超连续消像差锥形镜乙成对使用,所述运动电机控制超连续消像差锥形镜甲沿发射光轴平移,调整其与超连续消像差锥形镜乙的距离,改变超连续消像差锥形镜乙输出环形激光束的直径。

6.如权利要求5所述的超连续谱激光空间位移光谱检测仪,其特征在于:检测仪本体设置主控制器,主控制器用于开启超连续谱激光器、光谱仪、成像面阵,以及接收控制光谱仪、成像面阵的数据进行存储和分析,还用于给运动电机和光阀控制器发指令,从而控制超连续消像差锥形镜甲沿发射光轴平移的扫描步长和起终位置以及光阀的工作状态。

7.如权利要求1所述的超连续谱激光空间位移光谱检测仪,其特征在于:所述检测仪本体配设把手便于提取。

8.如权利要求1所述的超连续谱激光空间位移光谱检测仪,其特征在于:所述检测仪本体配设定位罩,定位罩的尺寸使探测目标处于卡式物镜的焦面。

9.如权利要求6所述的超连续谱激光空间位移光谱检测仪,其特征在于:所述检测仪本体配设锂电池,锂电池设有充电接口和开关,当开关接通时,锂电池通过供电线,对运动电机、成像面阵、主控制器、光谱仪、超连续谱激光器、光阀控制器进行供电。


技术总结
本发明提供的一种超连续谱激光空间位移光谱检测仪,包括超连续空间位移光谱探测光路和超连续谱成像光路,由锂电池、卡式物镜、全反镜、超连续消像差锥形镜甲、光阀、扩束镜、光纤输出口、超连续谱激光器、主控制器、光谱仪、输入光纤、成像面阵、比例分光片、成像镜、超连续带孔反射镜甲、运动电机、超连续带孔反射镜乙、超连续消像差锥形镜乙、光阀控制器。本发明一种超连续谱激光空间位移光谱检测仪通过光路的复用,在满足一定的体积要求下,同时获取皮革或木材产品涂层表面的超连续谱显微纹理,以及不同深度的表层基层超连续反射光谱,进行分子和纹理分析,满足对皮革和木材产品现场快速检测的要求,在皮革和木材检测技术领域极具应用前景。

技术研发人员:万雄,张亮,王泓鹏,贾建军,马艳华,方沛沛,辛英健,闫薪如,王一安,段明康,李康
受保护的技术使用者:国科大杭州高等研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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