一种用于检测飞机待涂装表面痕量残留的手持式拉曼光谱仪

技术领域

本发明涉及飞行器的无损检测，尤其涉及一种用于检测飞机待涂装表面痕量残留的手持式拉曼光谱仪。

背景技术

飞机涂层是防护飞机结构材料不被腐蚀、保证飞行安全的重要屏障，涂层失效不仅严重影响飞机的外观质量，还会大幅降低涂料对飞机机体结构的保护能力，加速飞机机体结构腐蚀的发生，所以保证涂层质量、延长涂层的使用寿命尤为重要。然而，如果不对飞机待喷涂表面的清洁度状态进行实时检测与清理，飞机待喷涂表面存在痕量残留，那么直接喷涂后的涂层的使用寿命将会大幅缩减。因此，快速检测飞机待喷涂表面痕量残留对避免涂层失效至关重要。

目前，针对飞机喷涂前表面状态的检测尚未引入快速可靠的技术方法与手段。已知飞机待喷涂零件表面清洁度状态的检测和食品安全微量物质的检测具有很高的相似性，而且运用拉曼光谱分析技术对痕量残留污染进行分析在食品等行业已经有了大量的应用，因此，应当可以使用拉曼光谱分析技术来检测飞机待涂装表面的痕量残留。

但是，现有的拉曼光谱仪大多为一体式固定结构，因而检测仪器本身体积较大，便捷性差，不便于使用者手持使用、检修和更换内部元件。此外，现有的拉曼光谱仪适用性不佳，需要根据待测物质进行激光光源的挑选后才能进行测量，从而使得无法快速检测识别物质的特性。而且，现有的拉曼光谱仪大多无法隔离外界的环境干扰，易受环境中的电磁干扰，使得检测物质的精确度受到影响，从而影响了拉曼光谱仪在针对飞机喷涂前的表面状态的检测中的使用。

发明内容

因此，为了克服现有的拉曼光谱仪存在的体积较大、便携性差、不便于维护、适用性不强、而且防干扰性能差等问题，本发明提供了一种新型的用于检测飞机待涂装表面痕量残留的手持式拉曼光谱仪。

具体而言，本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种用于检测飞机待涂装表面痕量残留的手持式拉曼光谱仪，其特点在于，该手持式拉曼光谱仪包括：

主体部分；

拉曼探头，该拉曼探头固定地附着在前述主体部分的顶部并被构造成能够发射出并采集拉曼散射光；

半导体激光发射单元，该半导体激光发射单元设置在前述主体部分内部并能够在启动后发射出特定频率的激光，该激光通过拉曼探头变换为拉曼散射光并从拉曼探头发射出；

光电探测单元，该光电探测单元设置在前述主体部分内部并被构造成能够接收经由拉曼探头采集到的拉曼散射光，并相应地生成电信号；

光谱成像单元，该光谱成像单元设置在主体部分内部并与光电探测单元电连接，从而能够接收来自光电探测单元的电信号并生成拉曼光谱图；

显示单元，该显示单元与光谱成像单元电连接，并被配置成能够接收和显示拉曼光谱图。

本发明所公开的用于检测飞机待涂装表面痕量残留的手持式拉曼光谱仪，采用模块化结构设计，便于拆卸检修和更换内部元件。此外，还在主体部分设置了防滑特征结构，从而提高仪器的防滑性能，由此能够便捷用户手持使用。并且，采用拉曼探头配合能够发射特定频率激光的半导体激光发射单元产生拉曼散射光，有利于减小仪器的体积与提高仪器的精确度，从而最终实现为用户提供一种功能更智能，获取测试样品的信息更全面，操作更简便，使用时间更长，质量更可靠的手持式拉曼光谱仪。

而且，不需要破坏待涂装零部件表面，即可进行无损检测，尤其适用于飞机涂装前表面微量残留物的检测。更进一步地，该手持式拉曼光谱仪的使用，有利于基于先进拉曼指纹光谱技术手段与分析方法，获得构建飞机待喷涂表面痕量残留快速检测方法，从而极大提高飞机待喷涂表面质量判断准确度和提高故障分析能力，解决飞机掉漆等问题，甚至为未来基于状态感知的自动化、智能喷涂实现奠定基础。

根据本发明的一种实施方式，半导体激光发射单元发射的激光的频率为633nm。

根据本发明的另一种实施方式，显示单元还能同时显示有关待检测物质的标准拉曼光谱图，从而使得操作人员能够将检测获得的拉曼光谱图与标准拉曼光谱图进行比对，其中，根据拉曼光谱图与标准拉曼光谱图中拉曼峰的峰位与峰强，能够判断飞机待涂装表面是否存在的痕量残留污染物。

采用该手持式拉曼光谱仪不仅能够建立标准谱图，从而辨别出相对应的飞机待喷涂表面的残留污染物的种类，还能够有利于建立后续的痕量分析模型和痕量残留污染物数据库，由此实现图谱-污染物定性定量分析可行性方面的系统性研究。此外，待检测的检测样品只需要经过简单的处理，即可快速完成飞机待喷涂材料表面痕量残留的检测，由此能够简化前处理工艺，降低检测成本。

根据本发明的另一种实施方式，半导体激光发射单元、拉曼探头和光电探测单元均设置有光纤连接端口，使得拉曼探头能够通过光纤分别与半导体激光发射单元和光电探测单元进行信号连通。通过光纤通道实现拉曼探头、半导体激光发射器与光电检测器之间的信号传输通信，能够有效隔离外界的环境干扰，尽量地减小仪器在使用过程中受到环境中的电磁干扰，从而保证检测的精确度，确保仪器的精准使用。

根据本发明的另一种实施方式，半导体激光发射单元以嵌套方式设置在拉曼探头的底端，并被配置为能够通过紧固件与拉曼探头固定连接。采用嵌套式的连接结构，有效减小体积，提高仪器使用的便利性。更进一步地，便于仪器的携带使用，从而方便使用者进行手持鉴定，减少仪器使用时掉落的概率，提高仪器使用的便捷性。

根据本发明的另一种实施方式，手持式拉曼光谱仪还包括控制单元，该控制单元被配置为能够通过其内的激光驱动模块控制半导体激光发射单元的启动，并能够通过其内的光谱采集模块控制光电探测单元接收经由所述拉曼探头采集到的拉曼散射光。

根据本发明的另一种实施方式，显示单元为LED触摸显示屏，并被配置为能够供用户输入操作指令以及将输入的操作指令发送给控制单元，从而实现对半导体激光发射单元、光电探测单元和显示单元的控制。

根据本发明的另一种实施方式，手持式拉曼光谱仪还包括可充电式供电单元，控制单元还包括电源管理模块，电源管理模块被配置为能够在可充电式供电单元电量不足时，管理外接电源给控制单元提供能量或者给充电式供电单元充电。

根据本发明的另一种实施方式，主体部分的侧面设有充电端口，该充电端口被配置为能够连接外接电源，以给手持式拉曼光谱仪充电。

根据本发明的另一种实施方式，控制单元还包括处理模块，该处理模块与光谱成像单元电连接，并被配置为能够基线矫正和平滑预处理拉曼光谱图。

根据本发明的另一种实施方式，控制单元还包括测试数据交换模块，该测试数据交换模块被配置为能够预先存储标准拉曼光谱图或者能够调用预先存储的标准拉曼光谱图，并且能够导出显示单元所显示的拉曼光谱图。

该手持式拉曼光谱仪采用模块化的结构设计，便于对仪器进行安装拆卸，进行内部元件的检修和更换，并且进一步地减小拉曼光谱仪的体积，提高仪器使用的便捷性，有利于仪器的便携使用。

根据本发明的另一种实施方式，控制单元为可编程程序控制器。

根据本发明的另一种实施方式，可充电式供电单元为可充电电池组，其能够拆卸地安装于主体部分中，其中，可充电电池组包括正负极触片、电池锁紧销片以及防止电池反装的机械装置。

根据本发明的另一种实施方式，可充电式供电单元与主体部分通过卡合的方式能够拆卸地安装于主体部分的凹槽中。

根据本发明的另一种实施方式，主体部分还设置有信号指示灯，信号指示灯设置于显示单元的正上方，并与显示单元电连接，从而能够显示手持式拉曼光谱仪的工作状态。通过安装设置装信号指示灯，能够方便工作人员对光谱仪主体的工作状态进行掌控。

根据本发明的另一种实施方式，主体部分还设置有用于开启或者关闭手持式拉曼光谱仪的开关按钮。

根据本发明的另一种实施方式，主体部分的侧面设置有防滑特征结构。通过在仪器的侧面设置呈水平环绕的防滑特征结构，能够提高仪器的防滑性能，从而能够方便用户手持使用。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

根据本发明上述实施方式的用于检测飞机待涂装表面痕量残留的手持式拉曼光谱仪所能实现的有益技术效果和优点在于：

该手持式拉曼光谱仪通过在主体部分的顶部采用拉曼探头，配合特定的半导体激光发射单元产生拉曼散射光，有利于提高手持式拉曼光谱仪的精确度。而且，在主体部分的侧面采用防滑特征结构能够提高产品的防滑性能，从而方便用户手持使用，由此快速完成飞机待喷涂材料表面痕量残留的检测，有效降低检测成本。此外，采用该手持式拉曼光谱仪能够建立标准谱图、系统地进行图谱-污染物的定性定量研究，由此能够实现飞机待喷涂材料表面残留污染物的定量和定性分析，有效避免飞机涂层失效的问题。

附图说明

图1为根据本发明优选实施方式的用于检测飞机待涂装表面残留痕的手持式拉曼光谱仪的立体示意图。

图2为图1所示手持式拉曼光谱仪的内部结构的立体示意图。

图3为采用图1所示的手持式拉曼光谱仪检测甘油三酯标准溶液获得的标准拉曼光谱图的示意图。

图4为采用图1所示的手持式拉曼光谱仪检测2024型号铝合金化学转化膜表面的甘油三酯痕量残留获得的拉曼光谱图的示意图。

图5为采用图1所示的手持式拉曼光谱仪检测2024型号铝合金化学转化膜表面的氢氧化铁痕量残留获得的拉曼光谱图的示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，进一步对本发明的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本发明的限制，任何的其他类似情形也都落入本发明的保护范围之中。

在以下的具体描述中，位置性的术语，例如“顶部”、“底部”、“中间位置”、“底面”、“底端”等，参考附图中描述的位置使用。本发明的实施例的部件可被置于多种不同的位置，位置性的术语是用于示例的目的而非限制性的。

飞机涂层是防护飞机结构材料不被腐蚀、保证飞行安全的重要屏障。在飞机的使用过程中，飞机涂层要经受高速气流的冲击、长期的风吹日晒雨淋、高低温交替、干湿交替、雨水浸泡、介质侵蚀、光线照射、人为损坏等各种各样的严苛环境考验，所以飞机涂层受到内外因素的综合作用，会出现漆层机械性能下降、化学性能劣化、逐渐出现漆层失光、老化、变脆、起泡、开裂、脱落等问题。

然而，飞机结构的边角、螺钉、螺钉周围，蒙皮对接缝隙是最易发生涂层失效的部位，主要的失效形式有开裂(裂纹)、脱落、掉块等。其次，较为严重的是飞机蒙皮表面大面积涂层出现开裂、起泡、脱落、层间附着力不良等缺陷。由此，涂层失效不仅会严重影响飞机的外观质量，还会降低涂料对飞机机体结构的保护能力、加速飞机机体结构腐蚀的发生，所以保证涂层质量、延长涂层的使用寿命尤为重要。

研究表明，飞机涂层质量和使用寿命除了与漆料本身的性质有关，还与基材表面的涂前处理、喷涂有着直接的关系。喷涂前待涂装表面预处理质量的高低，直接影响到飞机涂层质量。如果喷涂涂层时，飞机待喷涂表面痕量残留污染物没有得到及时的发现和排除，后续将会诱发飞机大面积的涂层脱落，或者飞机在以后的使用过程中涂层起泡、出现掉漆等问题，由此严重损害飞机在行驶过程中的安全性和美观性。因此，飞机在涂装前必须对待涂装表面进行彻底的检测与清洁。

由上述可知，如果不对飞机待喷涂表面的清洁度状态进行实时检测与清理，飞机待喷涂表面可能存在痕量残留，那么直接喷涂涂料后会导致涂层质量不佳、使用寿命将会大幅缩减。因此，快速检测飞机待喷涂表面痕量残留对避免涂层失效至关重要。并且，为了加强飞机的飞行安全与使用寿命的延长，加强涂层脱落方面的研究，提出有效的飞机待喷涂表面的痕量残留的快速检测方法有一定的迫切性和必要性。

但是，目前飞机喷涂前表面状态的检测尚未引入快速可靠的技术方法与手段。已知飞机待喷涂零件表面清洁度状态检测和食品安全微量物质检测具有很高的相似性，都要求检测技术具有快速、无损和可靠的特性。而且运用拉曼光谱分析技术对痕量残留污染进行分析在食品等行业已经有了大量的应用，因此可以使用拉曼光谱分析技术来检测飞机待涂装表面的痕量残留。

拉曼光谱是一种分子振动光谱，它可以反映分子的指纹特征，可用于对物质的检测。拉曼光谱分析技术是通过拉曼光谱仪检测待测物对于激发光的拉曼散射效应所产生的拉曼光谱来检测和识别物质的。现有的拉曼光谱仪主要包括激光器、外光路系统、光谱仪三大部分。激光器发出的激发光经过外光路照射到被测样品，在被测样品上产生拉曼散射光，该拉曼散射光又经过外光路系统传输到光谱仪，进行分光后将光信号转化为电信号，再通过比较查看根据电信号生成的光谱图，能够定性定量地分析检测出待测物质。

但是，现有的拉曼光谱检测仪主要适用于科研院所、高等院校物理和化学实验室、生物及医学领域等光学方面，用于研究物质成分的判定与确定，广泛应用于材料、食品、医药、环保等行业。在适用性方面，针对飞机待涂装表面的标准谱图建立、图谱-污染物定性定量分析可行性方面还没有进行系统的研究。

而且，现有的拉曼光谱仪大多为一体式结构，不便于装置的安装拆卸以及对内部元件进行检修和更换，更加不便于装置的使用。此外，现有的拉曼光谱仪大多体积较大，不便于装置的携带使用，不便于使用者进行手持鉴定，仪器在使用时容易掉落，使用便捷性差。同时，现有的拉曼光谱仪大多无法隔离外界的环境干扰，易使得仪器在使用过程中受到环境中的电磁干扰，影响检测物质的精确度，从而影响仪器的使用。由此，现有的拉曼光谱仪大多无法进行快速检测，无法快速识别被检测物质的特性，更加无法在检测到危险品时发出警报，总体适用性不佳。

因此，本申请提供了一种新的用于检测飞机待涂装表面痕量残留的手持式拉曼光谱仪，以解决上文中描述出的问题。该用于检测飞机待涂装表面痕量残留的手持式拉曼光谱仪包括主体部分、拉曼探头、半导体激光发射单元、光电探测单元、光谱成像单元和显示单元。其中，拉曼探头能够发射并且收集拉曼散射光，经光电探测单元、光谱成像单元后，在显示单元上显示被检测物质的拉曼光谱图。

并且，在控制单元的控制下，拉曼探头配合半导体激光发射单元就能够产生特定频率的拉曼散射光，有利于提高仪器的精确度。此外，在主体部分的侧面还设置有防滑特征结构，从而能够提高仪器的防滑性能，方便用户操作使用。该手持式拉曼光谱仪采用模块化结构设计，能够便捷添加更换拆卸内部功能部件。并且，在主体部分增加了防滑组件，由此提供了一种适用性更强，获取测试样品的信息能够更全面，操作更简便，使用时间更长，质量更轻便可靠的手持式拉曼光谱仪。

采用本发明所提供手持式拉曼光谱仪，不仅能够检测飞机涂装前表面微量残留物，而且不需要破坏待涂装零部件表面，即可进行无损检测，由此减小对飞机的带喷涂表面的损害。采用该手持式拉曼光谱仪，结合先进拉曼指纹光谱技术手段与分析方法，还能够构建飞机待喷涂表面痕量残留快速检测方法，由此极大提高飞机待喷涂表面质量判断准确度和提高故障分析能力，有效解决飞机掉漆等问题。甚至进一步地，为未来基于状态感知的自动化、智能喷涂实现奠定基础。下文将详述本发明所提供的一种用于检测飞机待涂装表面痕量残留的手持式拉曼光谱仪。

如图1和图2所示，该手持式拉曼光谱仪包括主体部分1、显示单元2、信号指示灯3、拉曼探头4、开关按钮5和防滑特征结构6和充电端口7。具体地，主体部分1的顶部的中间位置设有拉曼探头4，拉曼探头4贯穿主体部分1的顶部，而且拉曼探头4与主体部分1通过胶水固定连接。更进一步地，拉曼探头4的内部一侧设置有光谱采集机头，该光谱采集机头的底端嵌入设置在主体部分的顶部，与主体部分紧密贴合固定。

拉曼探头的底部设有半导体激光发射单元，半导体激光发射单元嵌套设置在拉曼探头的底端，并且，半导体激光发射单元与拉曼探头通过紧固件固定连接。示例性地，半导体激光发射单元与拉曼探头通过螺纹结构固定连接。此外，半导体激光发射单元与拉曼探头均设置有光纤连接端口，能够通过光纤通道完成彼此的通信连接与信号传输，半导体激光发射单元与拉曼探头配合能够产生拉曼散射光。示例性地，半导体激光发射单元在启动后能够发射出频率为633nm的激光，激光通过光纤通道进入拉曼探头，拉曼探头能够将接收的激光变换为拉曼散射光并且向外发射出。

同时，拉曼探头还与光电探测单元12建立通信连接，能够传输信号。光电探测单元12设置有光纤端口，能够与拉曼探头4通过光纤建立通信连接，经由光纤通道传输信号。光电探测单元12位于控制单元11的侧面，通过紧固件固定在主体部分1的内部侧壁。示例性地，光电探测单元12通过螺丝固定在主体部分1的内部侧壁。拉曼探头4内部的光谱采集机头采集的反射拉曼散射光，能够经过光纤通道传输至光电探测单元12，光电探测单元12对接收的拉曼散射光进行检测后将光信号转化为电信号。

光电探测单元12与光谱成像单元13电连接，能够将转化的电信号传输至光谱成像单元13。随后，光谱成像单元13将根据接收的来自光电探测单元的电信号生成拉曼光谱图。示例性地，光谱成像单元13与控制单元11通过螺丝固定连接。另一示例性地，光谱成像单元13直接与拉曼探头4通过光纤连接，根据接收的拉曼散射光生成拉曼光谱图。

光谱成像单元13与显示单元2电连接，显示单元2能够显示光谱成像单元13生成的拉曼光谱图。显示单元2嵌入设置在主体部分1的正面，并且显示单元2与主体部分1卡合。示例性地，显示单元2为LED触摸显示屏，用户能够通过LED触摸显示屏输入操作指令，启动半导体激光发射单元，控制拉曼探头4开始收集反射的拉曼散射光。

另一示例性地，控制单元11具有激光驱动模块、光谱采集模块。而且，控制单元11同时与显示单元2、半导体激光发射单元、拉曼探头4、光电探测单元12以及光谱成像单元13电连接，能够控制各单元的工作状态。优选地，控制单元11为可编程程序控制器。用户能够通过LED触摸显示屏输入操作指令，然后LED触摸显示屏将操作指令传输到控制单元11。控制单元11能够检测识别用户在显示单元2的开启操作指令，控制单元11的激光驱动模块能够根据用户的指令开启半导体激光发射单元，激发驱动半导体激光发射单元发射激光。优选地，激光的频率为633nm。同样地，根据用户的收集操作指令，控制单元11中的光谱采集模块能够控制拉曼探头4收集经物体反射的拉曼散射光。

并且，控制单元11还具有处理模块和测试数据交换模块。控制单元11同时与光电探测单元12以及光谱成像单元13电连接。光电探测单元12检测生成的电信号能够传输至控制单元11，控制单元11内的处理模块将对电信号做基线矫正和平滑等预处理，由此减小噪声和基线漂移对检测结果可能造成的影响。

随后，再将预处理后的电信号传输至光谱成像单元13。光谱成像单元13根据接收的电信号，生成拉曼光谱图并传输至显示单元2进行显示。控制单元11的测试数据交换模块能够存储显示单元2显示的拉曼光谱图。此外，用户还能够通过控制单元11的测试数据交换模块调用存储的拉曼光谱图，以及将显示单元2显示的拉曼光谱图导出。

显示单元2的正上方还安装设置有信号指示灯3。信号指示灯3与控制单元11或者显示单元2电连接，嵌入设置在主体部分1的侧面顶部。信号指示灯3能够显示手持式拉曼散射仪的工作状态，方便工作人员对手持式拉曼散射仪的工作状态进行掌控。此外，控制单元11还与主体部分1侧面的开关按钮5电连接，开关按钮5嵌入设置在主体部分的侧面，通过开关按钮5能够开启或者关闭手持式拉曼光谱仪主体。

进一步地，该手持式拉曼光谱仪还包括充电式供电单元，充电式供电单元可拆卸地安装在主体部分1上。示例性地，充电式供电单元为蓄电池，主体部分1的背部设有凹槽，蓄电池安装在凹槽内。蓄电池的侧面设有电池后盖，电池后盖与主体部分1卡合，由此实现可充电式供电单元可拆卸地安装在主体部分1上。工作人员可以通过开启电池后盖，对主体部分1内的蓄电池进行更换。

主体部分1的侧面设置有充电端口7，该充电端口7嵌入设置在主体部分1的侧底部。充电端口7同时与可充电式供电单元和控制单元11电性连接，电源管理模块管理充电式供电单元或者外接电源给整个控制单元提供电源能量，管理外接电源给充电式供电单元充电。

示例性地，该手持式拉曼光谱仪在使用时，在可充电式供电单元电量充足的情况下，电源管理模块优先管理可充电式供电单元为控制单元提供电源能量。在可充电式供电单元电量不足的情况下，电源管理模块管理外接电源给整个控制单元提供电源能量。优选地，该手持式拉曼光谱仪未用于检测痕量残留时，在可充电式供电单元电量不足的情况下，电源管理模块管理外接电源给可充电式供电单元进行充电。

具体地，可充电式供电单元包括可拆卸充电电池组，可拆卸充电电池组包括正负极触片、电池锁紧销片以及防止电池反装的机械装置，还包括防止电池过充电、过放电的保护电路及温度异常保护电路。

进一步地，主体部分1的侧面设有防滑特征结构6，示例性地，防滑特征结构6为防滑件。该防滑特征结构6呈水平环绕在主体部分1的侧面，防滑特征结构6与主体部分1通过胶水固定连接，安装防滑特征结构6能够提高主体部分1的防滑性能，方便用户手持使用。

使用该手持式拉曼光谱仪的具体操作过程如下：首先，用户通过防滑特征结构6来手持该仪器。然后，通过开关按钮5将该种手持式拉曼光谱仪启动，充电式供电单元开始供电，工作人员通过控制显示单元2操控该种手持式拉曼光谱仪，半导体激光发射单元启动，射线经过拉曼探头4进行传导，通过拉曼探头4发射出拉曼散射光，拉曼散射光照射在物体上形成反射，再经过拉曼探头4对拉曼散射光进行收集，采集到的光束经过光电探测单元12进行检测，再将信号传送到光谱成像单元13内，最后通过显示单元2显示出来。

接着采用该手持式拉曼光谱仪分别单独检测预设的物质，获得标准拉曼光谱图，将拉曼光谱图与标准拉曼光谱图进行比对，根据图中拉曼峰的峰位与峰强信息检测出飞机待涂装表面的痕量残留污染物，并进一步地确定飞机待喷涂材料表面标准试块表面残留物的种类和残留量。

为了实际检测飞机待喷涂表面上是否残留痕量污染物以及痕量残留污染物的种类，可以对甘油三酯标准溶液进行了拉曼光谱检测。每个样品随机采集20条光谱取平均谱图后用于分析，实验平行进行三次。甘油三酯标准溶液纯度高、干扰小，得到的检测结果可靠。为了减小噪声和基线漂移在实验造成的影响，首先对甘油三酯标准溶液的常规拉曼光谱图使用基线矫正和平滑等预处理，以便得到比较理想的图像，最终检测结果如图3所示。

从图3上可以看出甘油三酯溶液在1063cm

采用该手持式拉曼光谱仪对飞机待喷涂材料标准试块进行拉曼检测，能够得到飞机待喷涂材料表面痕量残留的拉曼光谱图谱。飞机待涂装表面的材料通常为2024型号铝合金化学转化膜材料，因此，可以用2024型号铝合金化学转化膜表面来表征飞机待涂装表面。

图4展示了甘油三酯溶液滴加到2024型号铝合金化学转化膜表面，使用该手持式拉曼光谱仪检测获得的甘油三酯表面拉曼光谱图。从图中可知，随着甘油三酯残留量的增加，其拉曼峰的强度也随之增加，二者呈正相关关系。在这组拉曼光谱中，甘油三酯分子位于1063cm

从图4中可以看到，当滴加的量低至5μL时，依然可以检测到甘油三酯的拉曼峰，说明利用表面增强拉曼光谱分析技术检测2024型号铝合金化学转化膜表面残留的甘油三酯是可行的。充分利用好这些拉曼特征峰的峰位与峰强的信息，就可以辨别出相对应的飞机待喷涂表面的残留污染物的种类和残留量。因此，表面增强拉曼光谱分析技术可用于2024型号铝合金化学转化膜表面残留污染物的定量和定性分析。

可以采用与检测甘油三酯痕量残留相同的方法来检测飞机待涂装表面的铁离子的痕量残留。图5展示了氢氧化铁溶液滴加到2024型号铝合金化学转化膜表面后，采用该手持式拉曼光谱仪检测飞机待涂装表面的氢氧化铁痕量残留的拉曼光谱图。

从图5中可知，随着氢氧化铁残留量的增加，其拉曼峰的强度也随之增加，二者呈正相关关系。在这组拉曼光谱中，氢氧化铁分子位于704cm

同时，2024型号铝合金化学转化膜材料自身在844cm

该手持式拉曼光谱仪能够方便用户使用，功能更智能，获取测试样品的信息更全面，操作更简便，使用时间更长，质量更可靠的手持式拉曼光谱仪。示例性地，该手持式拉曼光谱重量轻，重量仅为2.5Kg。该手持式拉曼光谱仪适用于飞机涂装前表面微量残留物的检测，不需要破坏待涂装零部件表面，即可进行无损检测。

基于先进拉曼指纹光谱技术手段与分析方法，采用该手持式拉曼光谱仪能够构建飞机待喷涂表面痕量残留快速检测方法，将极大提高飞机待喷涂表面质量判断准确度和提高故障分析能力，解决飞机掉漆等问题，甚至为未来基于状态感知的自动化、智能喷涂实现奠定基础。

本发明的上述具体实施方式的有益技术效果如下：

1、采用拉曼探头，配合特定频率的半导体激光发射单元产生拉曼散射光，有利于提高该种手持式拉曼光谱仪的精确度。

2、仪器整体采用模块化设计，有效减小仪器的体积，而且便于拆卸、更换零部件。主体部分的侧面采用防滑特征结构用于提高产品的防滑性能，能够方便用户使用。

3、适用于飞机涂装前表面微量残留物的检测，不需要破坏待涂装零部件表面，即可进行无损检测。

4、待检测样品只需要经过简单的处理，简化前处理工艺，由此能够快速完成飞机待喷涂材料表面痕量残留的检测，降低检测成本。此外，该仪器的检测极限低，能够进行快速无损检测，安全可靠，灵敏度高，实用性强。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。