一种被动式弱光光强检测设备

技术领域

本发明涉及测量设备技术领域，具体涉及一种被动式弱光光强检测设备。

背景技术

发光光强定量测定设备是一类用途广泛地分析设备，包含核心的极弱光检测单元、光学单元及其他辅助单元等。按照是否需要激发光源，将需要激发光源的设备称为主动式光学检测设备，将不需要激光光源的设备称为被动式光学检测设备。其中，主动式光学检测设备采用特定光源照射待测样品并与样品发生相互作用，通过测量作用后的光信号可获取样品的物理量信息，主要包括散射光测量设备、荧光测量设备、吸收光测量设备等。

当待测样品能够主动发光，检测设备只需被动测量样品发光的强度、光谱等信息，进而定性或者定量出样品中发光物质的物化信息，这类设备统称为被动式光学检测设备。由于被动式光学检测设备内没有光源，无法主动调节待测目标的发光量，为了满足目标物质从痕量到大量范围内都能定量检测的要求，此类光学设备需要具有检出下限低，定量检测范围宽的性能指标。

发明内容

因此，本发明提供一种被动式弱光光强检测设备，以实现对待发光目标的稳定检测。

本发明技术方案为：

一种被动式弱光光强检测设备，包括：光屏蔽腔、检测模块和处理模块，所述光屏蔽腔适于放置待检测发光物质；所述检测模块，其包括光电检测器和温控组件，所述光电检测器用于对放置在所述光屏蔽腔内的待检测发光物质进行检测，所述温控组件用于控制所述光电检测器的温度；所述处理模块与所述检测模块连接，用于对所述检测模块获取的信息进行分析处理。

优选地，所述温控组件包括：制冷片和温控电路，所述制冷片与所述光电检测器接触以调节所述光电检测器的温度，所述温控电路与所述制冷片连接。

优选地，所述温控组件还包括：温度传感器和温控导热保温外壳，所述温度传感器用于检测所述光电检测器的温度，所述温控电路根据所述温度传感器的反馈进行温度调节；所述温控导热保温外壳用于对所述光电检测器和所述制冷片进行防护；所述温控组件与所述光屏蔽腔的外壁相接，所述光电检测器设置在所述光屏蔽腔和所述温控导热保温外壳之间，所述制冷片设置在所述温控导热保温外壳内。

优选地，所述温控导热保温外壳包括相互连接的第一部和第二部，所述第一部与所述光屏蔽腔的外壁相接，所述光电检测器和所述制冷片与所述第一部对应设置，所述温控电路与所述第二部对应设置；所述第一部与所述第二部呈“L”字形设置。

优选地，所述光屏蔽腔包括：光屏蔽罩和盖体，所述光屏蔽罩与所述盖体对应设置。

优选地，该被动式弱光光强检测设备，还包括开合检测单元，所述开合检测单元用于检测所述盖体与所述光屏蔽罩是否闭合。

优选地，所述处理模块包括：主控电路和显示器，所述主控电路与所述显示器连接，并且所述主控电路与所述检测模块和所述开合检测单元连接。

优选地，该被动式弱光光强检测设备，还包括供电组件，所述供电组件与所述检测模块和所述处理模块连接，用于对所述检测模块和所述处理模块进行供电；所述供电组件包括交互接口、充电电路和电池，所述交互接口与所述充电电路连接，并且所述充电电路与所述电池连接。

优选地，该被动式弱光光强检测设备，还包括主外壳，所述主外壳的截面呈梯形结构，所述光屏蔽罩沿竖直方向设置，其开口与所述主外壳的上表面相接；所述盖体设置在所述主外壳的上表面，并与所述主外壳通过铰链翻转连接，所述开合检测单元设置在所述盖体与所述主外壳之间；所述电池设置在所述主外壳的底面上，所述交互接口设置在所述主外壳的直角腰上，所述充电电路设置在所述主外壳与所述光屏蔽罩之间，所述显示器设置在所述主外壳的倾角腰上。

优选地，所述光电检测器为硅光电倍增管，所述检测模块还包括聚焦透镜，所述聚焦透镜设置在所述光电检测器的光敏面的一侧，并且嵌入至所述光屏蔽腔的腔壁内，所述聚焦透镜将所述待检测发光物质的光进行聚焦并传导至所述光电检测器的光敏面上。

本发明技术方案，具有如下有益效果：

本发明的被动式弱光光强检测设备，包括：光屏蔽腔、检测模块和处理模块，光屏蔽腔适于放置待检测发光物质；检测模块包括光电检测器和温控组件，光电检测器用于对放置在光屏蔽腔内的待检测发光物质进行检测，温控组件用于控制光电检测器的温度；处理模块与检测模块连接。在进行工作时，将待检测发光物质放置在光屏蔽腔中，检测模块和处理模块启动，检测模块中的光电检测器获取待检测发光物质的光学信息，经过光电检测器获取的信息传送至处理模块，由处理模块进行分析处理，在光电检测器工作时，温控组件可对光电检测器的温度进行控制，保证测量信号的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的被动式弱光光强检测设备的结构示意图；

图2为本发明所涉及的检测模块的结构示意图。

附图标记说明：

1-主外壳；2-封盖；3-电池；4-检测模块；400-温度传感器；401-聚焦透镜；402-光电检测器；403-制冷片；404-温控导热保温外壳；405-温控电路；5-盖体；6-光屏蔽罩；7-开合检测单元；701-位置发射器；702-位置传感器；8-显示器；9-开关按键；10-主控电路；11-铰链；12-检测管；13-充电电路；14-交互接口；15-第一部；16-第二部。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例的被动式弱光光强检测设备，如图1和图2所示，包括：光屏蔽腔、检测模块4和处理模块，所述光屏蔽腔适于放置待检测发光物质；所述检测模块4包括光电检测器402和温控组件，所述光电检测器402用于对放置在所述光屏蔽腔内的待检测发光物质进行检测，所述温控组件用于控制所述光电检测器402的温度；所述处理模块与所述检测模块4连接。本实施例的检测设备，可应用于发光细菌急性毒性测试、化学发光检测及ATP荧光检测等场景。

本实施例的被动式弱光光强检测设备，在进行工作时，将待检测发光物质放置在光屏蔽腔中，检测模块4和处理模块启动，检测模块4中的光电检测器402获取待检测发光物质的光学信息，经过光电检测器402获取的信息传送至处理模块，由处理模块进行分析处理，在光电检测器402工作时，温控组件可对光电检测器402的温度进行控制，保证测量信号的稳定性。本实施例中，在检测时将待检测发光物质放入到检测管12中，再将检测管12放置在光屏蔽腔中，检测管12可采用透明K9玻璃或者有机玻璃等。

本实施例中，检测模块4还包括聚焦透镜401，所述聚焦透镜401设置在光电检测器402与光屏蔽腔之间，聚焦透镜401将待检测发光物质的光进行聚焦并传导至光电检测器402的光敏面上。

本实施例中，所述光电检测器402为硅光电倍增管(Silicon photomultiplier，SiPM，SiPM)具有高灵敏度，并且结构紧凑，有利于检测模块4以及整个检测设备的小型化，从而提升本实施例的被动式弱光光强检测设备的便携性，温控组件使得SiPM工作在最佳温度范围内。

其中，所述温控组件包括：制冷片403和温控电路405，所述制冷片403与所述光电检测器402接触以调节所述光电检测器402的温度，所述温控电路405与所述制冷片403连接。温控电路405对制冷片403的温度进行控制，制冷片403将自身的热量或冷量传导至光电检测器402上，从而实现对光电检测器402温度的调节。具体地，制冷片403采用现有技术中的半导体制冷片403(Thermoelectric Cooler，TEC)。

所述温控组件还包括：温度传感器400，所述温度传感器400用于检测所述光电检测器402的温度，所述温控电路405根据所述温度传感器400的反馈进行温度调节。

进一步地，所述温控组件还包括：温控导热保温外壳404，所述温控导热保温外壳404用于对所述光电检测器402和所述制冷片403进行防护；所述温控组件与所述光屏蔽腔的外壁相接，所述光电检测器402设置在所述光屏蔽腔和所述温控导热保温外壳404之间，所述制冷片403设置在所述温控导热保温外壳404内。

通过设置温控导热保温外壳404，避免所述光电检测器402和所述制冷片403的温度受到外界影响，进而影响测量信号的稳定性。作为温控导热保温外壳404的可变换的实施方式，可将温控导热保温外壳404分割为两部分，并分别对光电检测器402和制冷片403进行防护。

具体地，所述温控导热保温外壳404包括相互连接的第一部15和第二部16，所述第一部15与所述光屏蔽腔的外壁相接，所述光电检测器402和所述制冷片403与所述第一部15对应设置，所述温控电路405与所述第二部16对应设置；第一部15提供了容纳光电检测器402和制冷片403的空间，第二部16提供了安装温控电路405的空间，温控导热保温外壳404通过第一部15和第二部16将温控组件形成一个整体，结构紧凑，而且第二部16能对制冷片403与温控电路405之间的传输线进行防护。本实施例中，所述第一部15与所述第二部16呈“L”字形设置。

作为可变化的实施方式，可以不设置第二部16，即温控导热保温外壳404仅包括第一部15。

所述光屏蔽腔包括：光屏蔽罩6和盖体5，所述光屏蔽罩6与所述盖体5对应设置，光屏蔽罩6与盖体5在闭合后形成封闭的暗室，避免在检测时光电检测器402受到外界环境光的影响，提升测量效果。

本实施例的被动式弱光光强检测设备，还包括开合检测单元7，所述开合检测单元7用于检测所述盖体5与所述光屏蔽罩6是否闭合。具体地，开合检测单元7包括位置发射器701和位置传感器702，位置发射器701与位置传感器702对应设置，当盖体5与光屏蔽罩6闭合时，位置传感器702接收到位置发射器701发出的信号，当盖体5与光屏蔽罩6处于打开状态时，位置传感器702无法接收到位置发射器701发出的信号。具体地，位置发射器701采用发光二极管或永磁体，位置传感器702采用光电池3或霍尔传感器。

本实施例中，所述处理模块包括：主控电路10和显示器8，所述主控电路10与所述显示器8连接，并且所述主控电路10与所述检测模块4和所述开合检测单元7。显示器8通过主控电路10与检测模块4和开合检测单元7进行通讯，用户可以方便地在显示器8上设置检测模块4参数，查看检测结果以及开合检测单元7是否闭合等。

该被动式弱光光强检测设备，还包括供电组件，所述供电组件与所述检测模块4和所述处理模块连接，用于对所述检测模块4和所述处理模块进行供电；所述供电组件包括交互接口14、充电电路13和电池3，所述交互接口14与所述充电电路13连接，并且所述充电电路13与所述电池3连接。通过交互接口14可对该检测设备进行充电，以及将检测数据导出。具体地，交互接口14包括USB接口、Type_C接口，或microUSB接口等。

本实施例的被动式弱光光强检测设备，还包括主外壳1，所述主外壳1的截面呈梯形结构，所述光屏蔽罩6沿竖直方向设置，其开口与所述主外壳1的上表面相接；所述盖体5设置在所述主外壳1的上表面，并与所述主外壳1通过铰链11翻转连接，所述开合检测单元7设置在所述盖体5与所述主外壳1之间。

具体地，开合检测单元7的位置发射器701设置在盖体5上，其位置传感器702设置在主外壳1上，作为可变换的实施方式，可将位置发射器701设置在主外壳1上，将位置传感器702设置在盖体5上。

所述电池3设置在所述主外壳1的底面上，所述交互接口14设置在所述主外壳1的直角腰上，所述充电电路13设置在所述主外壳1与所述光屏蔽罩6之间，所述显示器8设置在所述主外壳1的倾角腰上，方便用户操作。具体地，在主外壳1底部设置容纳槽，然后将电池3放置在容纳槽内，再用封盖2进行封闭，在显示器的下方还设置有开关按键9。

当本实施例的被动式弱光光强检测设备用于测定发光细菌浓度梯度时，准备若干份待测样品，并执行以下步骤：

S1：开启本实施例的检测设备，并通过显示器设置检测样品的数量为12，同时设置设备的其他参数；

S2：打开盖体5，取出光屏蔽罩6内预先放置的检测管12，放入待检测发光物质后放置到光屏蔽罩6内，然后关闭盖体5，使得开合检测单元处于闭合状态；

S3：在显示器上控制检测模块工作，测定待检测发光物质的发光强度；

S4：根据需要测定的样品数量，重复步骤S1-S3的操作，直至测完所有的样品；

S5：该检测设备对实验数据进行保存和分析，并可通过交互接口14导出。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。