專利名稱：基于led光源的積分球式熒光檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于光學和生物技術交叉領域，涉及一種熒光檢測裝置，尤其是一種基于 LED光源的積分球式熒光檢測裝置。
背景技術：
在熒光檢測儀器中理想化的激發光源應具備①足夠的強度；②在所需光譜范圍 內有連續的光譜；③其強度與波長無關，即光源的輸出應是連續平滑等強度的輻射；④光 強要穩定。但是實際上，符合這些條件的光源并不存在。而熒光檢測儀器是一種高靈敏度 的分析儀器，雖然可以通過提高儀器的增益或放大倍數來獲取可觀測的信號，但是激發光 源的不穩定則會影響到熒光的強度，從而無法獲取可靠的光譜數據。目前，熒光儀器的激發光源多采用氙燈、汞燈、鎢燈和激光器。氙燈、汞燈和鎢燈都 是早期熒光儀器廣泛使用的光源，而且在各種波段都有輻射，但是在不同的波段輸出信號 強度不同，需要在其后加入單色器和濾光片。激光器是目前高性能熒光儀器主要使用的光 源，單波長的激光器，能激發高強度的光源，且單色性好，沒有雜散光，可調諧的激光器能彌 補單色激光器只有一種波長光的不足，能夠在幾種波長下轉換，但是波長選擇范圍小，且價 格及其昂貴。
發明內容
為了克服現有的熒光檢測設備中激發光源發光強度不穩定，單色性差的不足，本 發明提供一種基于LED光源的積分球式熒光檢測裝置。該裝置在較低成本下，能提供光譜 范圍較窄的單色光，有效地提高激發光源的穩定性和輻射強度。本發明是通過下述的技術 方案實現的基于LED光源的積分球式熒光檢測裝置，包括LED、第一窄帶濾光片、第一底座、第 二窄帶濾光片、第二底座、積分球、樣品支架、光電倍增管和光纖。積分球內設置樣品支架，積分球的最大水平截面處開有第一圓形通孔，積分球對 應該通孔外設置第一底座，所述的第一底座為一端開放、另一端封閉的筒形結構，第一底座 的封閉端中心處設置有LED，LED的出射光正對球心；第一窄帶濾光片設置在靠近第一底座 的開放端；積分球的正上方開有第二圓形通孔，積分球對應該通孔外設置第二底座，所述的 第二底座為兩端開放的圓筒，第二底座的遠離積分球的一端中心處設置有光電倍增管，光 電倍增管的正對球心設置；第二窄帶濾光片設置在靠近積分球的另一端；光纖貫穿積分球設置，光纖的一端與積分球內側壁齊平，另一端接熒光光譜儀。所述的樣品支架包括支撐桿、托盤和定位盤，多根高度相同的支撐桿圍繞垂直于水平面的軸線對稱設置，定位盤位于支撐桿頂端所圍合成的平面內，托盤位于定位盤和積 分球之間，并與定位盤平行設置；所述的定位盤的中心處開有定位孔。所述的托盤對應定位 孔處為一凹面。
本發明與背景技術相比，具有的有益的效果是1、采用單色LED提供光源，能有效地保證激發光源的單一性和高輻射強度，再加 入窄帶濾波片，能濾去雜散光，使光源保持在較窄的波長范圍內。2、采用激發光源與積分球相連接的結構，能夠使激發光輻射更加平滑，減少了激 發光源的不穩定對于樣本的影響。3、采用光電倍增管與積分球在頂部相連接的方式，從而使試管中的樣品所產生的 熒光直接射入光電倍增管中。4、采用單色LED、窄帶濾光片、積分球和光電倍增管等部件，能有效的降低儀器成 本，且省略了電源裝置和單色器，減小了熒光檢測裝置的體積，提高儀器的性價比。5、采用光電倍增管和光譜測試儀等檢測設備，能使激發的熒光檢測結果更加精 確，光電倍增管能接受光強信號，通過后續放大電路能有效地測出熒光光強，而熒光光譜儀 則能檢測熒光的各種參數。
圖1為本發明的結構示意圖；圖2為檢測過程中光纖走向示意圖；圖3為光電倍增管后續電路框圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明作進一步說明。如1圖所示，基于LED光源的積分球式熒光檢測裝置，包括單色LED6、第一窄帶濾 光片7、第一底座5、第二窄帶濾光片4、第二底座3、積分球8、樣品支架10、光電倍增管2和 光纖1。積分球8斜向設置，積分球8內設置樣品支架10，積分球8的最大水平截面處開有 第一圓形通孔，積分球對應該通孔外設置第一底座5，第一底座5為一端開放、另一端封閉 的筒形結構，第一底座5的封閉端中心處沒置有單色LED6，LED的出射光正對球心；第一窄 帶濾光片7設置在靠近第一底座5的開放端；積分球8的正上方開有第二圓形通孔，積分球8對應該通孔外設置第二底座3，第 二底座3為兩端開放的圓筒，第二底座3的遠離積分球的一端中心處設置有光電倍增管2， 光電倍增管2的正對球心設置；第二窄帶濾光片7設置在靠近積分球的另一端；光纖1貫穿積分球8并設置在光電倍增管2附近，光纖1的一端與積分球8內側 壁齊平，用于感應積分球內的熒光，另一端接熒光光譜儀11。樣品支架10包括支撐桿、托盤和定位盤，四根高度相同的支撐桿圍繞垂直于水平 面的軸線對稱設置，定位盤位于支撐桿頂端所圍合成的平面內，托盤位于定位盤和積分球 之間，并與定位盤平行設置。定位盤的中心處開有定位孔，用于放置樣品試管9，托盤對應定 位孔處為一凹面。如圖2所示，本發明進行檢測的具體步驟為打開積分球，將待測的樣品試管放入 定位孔中，由托盤支撐。LED發出的光線通過第一窄帶濾光片濾去雜散光之后進入積分球， 經過多次漫反射使光線的光強達到均勻的分布。當均勻的光線照射到樣品試管上后，激發了熒光物質，使之產生熒光。樣品產生的熒光通過第二窄帶濾光片照射到與積分球第二通 光孔相連接的光電倍增管。因光電倍增管安放于試管的頂部，所以熒光將不會受積分球漫 反射的影響，直接進入光電倍增管，再通過光電倍增管后續電路(如圖3所示)的驅動電 路模塊、微電流/電壓轉換電路模塊、信號調理電路模塊、負高壓模塊和輸出電路模塊作用 后，讀出光強的信號。在光電倍增管的旁側連接有光纖，通過光纖與光譜測試儀連接后，用 于檢測熒光的光譜范圍。
權利要求
基于LED光源的積分球式熒光檢測裝置，包括積分球、LED、第一窄帶濾光片、第一底座、第二窄帶濾光片、第二底座、樣品支架、光電倍增管和光纖，其特征在于積分球斜向設置，積分球內設置樣品支架，積分球的最大水平截面處開有第一圓形通孔，積分球對應該通孔外設置第一底座，所述的第一底座為一端開放、另一端封閉的筒形結構，第一底座的封閉端中心處設置有LED，LED的出射光正對球心；第一窄帶濾光片設置在靠近第一底座的開放端；積分球的正上方開有第二圓形通孔，積分球對應該通孔外設置第二底座，所述的第二底座為兩端開放的圓筒，第二底座的遠離積分球的一端中心處設置有光電倍增管，光電倍增管的正對球心設置；第二窄帶濾光片設置在靠近積分球的另一端；光纖貫穿積分球設置，光纖的一端與積分球內側壁齊平，另一端接熒光光譜儀。
2.根據權利要求1所述的基于LED光源的積分球式熒光檢測裝置，其特征在于所述 的樣品支架包括支撐桿、托盤和定位盤，多根高度相同的支撐桿圍繞垂直于水平面的軸線 對稱設置，定位盤位于支撐桿頂端所圍合成的平面內，托盤位于定位盤和積分球之間，并與 定位盤平行設置；所述的定位盤的中心處開有定位孔，所述的托盤對應定位孔處為一凹面。
全文摘要
本發明涉及一種基于LED光源的積分球式熒光檢測裝置。現有的檢測裝置發光不穩定，影響熒光強度的檢測。本發明中積分球內設置樣品支架，積分球的最大水平截面處開有第一圓形通孔，積分球對應該通孔外設置第一底座，第一底座的封閉端中心處設置有LED；第一窄帶濾光片設置在靠近第一底座的開放端；積分球的正上方開有第二圓形通孔，積分球對應該通孔外設置第二底座，第二底座的遠離積分球的一端中心處設置有光電倍增管；第二窄帶濾光片設置在靠近積分球的另一端；光纖貫穿積分球設置，光纖的一端與積分球內側壁齊平，另一端接熒光光譜儀。本發明能有效地保證激發光源的單一性和高輻射強度，使光源保持在較窄的波長范圍內。
文檔編號G01N21/64GK101825571SQ20101017618
公開日2010年9月8日 申請日期2010年5月18日 優先權日2010年5月18日
發明者孔明, 汪晨, 程琦, 趙軍 申請人:中國計量學院