CN113655043A - 一种低成本荧光探测传感器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低成本荧光探测传感器及其制造方法，荧光探测传感器包括主体、侧盖、遮光棉、主体上设置的激发光路装置和检测光路装置，激发光路装置包括水平从左到右方向依次设置的光源板、准直镜、匀光片、第一滤光片、与光束方向成45度角的二向色镜和消光三角锥；检测光路装置包括竖直从上到下方向依次设置的防尘窗片、耦合透镜、第二滤光片、接收透镜、光电探测器和电路板；侧盖与主体通过螺丝连接，遮光棉设置在侧盖的内侧，光源板与主体通过螺丝连接，光电探测器设置在电路板上；本发明的荧光探测传感器体积小、结构紧凑、易于操作；且主体结构可采用注塑成型或CNC加工成型，充分降低生产成本、便于批量生产。
Description
技术领域
本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种低成本荧光探测传感器及其制造方法。
背景技术
近年来，随着生物技术、微流体技术、人工智能等相关技术的高速发展，核酸PCR检测、蛋白质分析、医学分析、分析化学、食品安全、水质分析、环境检测等领域对诱导荧光检测技术的需求也在不断攀升。
诱导荧光法是一种通过入射光激发样品中荧光物质，发出荧光，经过光电探测器进行光电转换的方法，具有检测灵敏度高、操作简单等优势。新一代分析测试仪器将会更加微型化、便携化、自动化。
目前，市场上的荧光检测技术，其检测仪器杂散光消光处理较差、信号噪声较大、且体积比较大、结构比较复杂、装配难度高、维护维修不方便、价格昂贵，难以应对快速现场测试的需求。为此，我们提出一种低成本荧光探测传感器及其制造方法，以解决上述背景技术中提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低成本荧光探测传感器及其制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低成本荧光探测传感器，包括主体、侧盖、遮光棉、主体上设置的激发光路装置和检测光路装置，所述激发光路装置包括水平从左到右方向依次设置的光源板、准直镜、匀光片、第一滤光片、与光束方向成45度角的二向色镜和消光三角锥；
所述检测光路装置包括竖直从上到下方向依次设置的防尘窗片、耦合透镜、第二滤光片、接收透镜、光电探测器和电路板；
所述侧盖与主体通过螺丝连接，所述遮光棉设置在侧盖的内侧，所述光源板与主体通过螺丝连接，所述光电探测器设置在电路板上；
主体和侧盖均为注塑成型或者CNC加工成型。
光电探测器为PD光电二极管、PIN光电二极管、APD雪崩光电二极管、SiPM光电管或者CMOS探测器。
光源板的光源为LED光源、激光或者卤钨灯泡。
一种低成本荧光探测传感器的制造方法，具体包括以下步骤：
步骤1：激发光路装置中的准直镜胶接在主体内部，光源板通过螺丝连接在主体上，匀光片、第一滤光片、与光束方向成度角的二向色镜依次***主体；
步骤2：检测光路装置中的耦合透镜胶接在主体内部，防尘窗片胶接在主体上，第二滤光片***主体，遮光棉胶接在侧盖上，然后侧盖通过螺丝连接在主体上；
步骤3：接收透镜胶接在主体内部，电路板通过螺丝连接在主体的下方。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种低成本荧光探测传感器及其制造方法，本发明的荧光探测传感器集成激发光、光束准直、匀光、消光、荧光收集、荧光探测、信号滤波于一体，体积小、结构紧凑、易于操作；且主体结构可采用注塑成型或CNC加工成型，充分降低生产成本、便于批量生产。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的结构分解图；
图3是本发明的电路板上的电路功能框图。
图中：1、主体；101、消光三角锥；2、侧盖；201、遮光棉；3、光源板；4、准直镜；5、匀光片；6、第一滤光片；7、二向色镜；8、防尘窗片；9、耦合透镜；10、第二滤光片；11、接收透镜；12、光电探测器；13、电路板；14、待测样品。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
本发明提供了如图1-2的一种低成本荧光探测传感器，包括主体1、侧盖2、遮光棉201、主体1上设置的激发光路装置和检测光路装置，所述激发光路装置包括水平从左到右方向依次设置的光源板3、准直镜4、匀光片5、第一滤光片6、与光束方向成45度角的二向色镜7和消光三角锥101；
所述检测光路装置包括竖直从上到下方向依次设置的防尘窗片8、耦合透镜9、第二滤光片10、接收透镜11、光电探测器12和电路板13；
所述侧盖2与主体1通过螺丝连接，所述遮光棉201设置在侧盖2的内侧，所述光源板3与主体1通过螺丝连接，所述光电探测器12设置在电路板13上；
主体1和侧盖2均为注塑成型或者CNC加工成型。
光电探测器12为PD光电二极管、PIN光电二极管、APD雪崩光电二极管、SiPM光电管或者CMOS探测器。
光源板3的光源为LED光源、激光或者卤钨灯泡。
一种低成本荧光探测传感器的制造方法，具体包括以下步骤：
步骤1：激发光路装置中的准直镜4胶接在主体1内部，光源板3通过螺丝连接在主体1上，匀光片5、第一滤光片6、与光束方向成45度角的二向色镜7依次***主体1；
步骤2：检测光路装置中的耦合透镜9胶接在主体1内部，防尘窗片8胶接在主体1上，第二滤光片10***主体1，遮光棉201胶接在侧盖2上，然后侧盖2通过螺丝连接在主体1上；
步骤3：接收透镜11胶接在主体1内部，电路板13通过螺丝连接在主体1的下方。
光源板3的光源发出的激发光，经过准直镜4、匀光片5、第一滤光片6后，得到均匀准直的单色激发光，然后经过与光束方向成45度角的二向色镜7，得到向上的激发光，再通过耦合透镜9、防尘窗片8到达待测样品14。
待测样品14在激发光的作用下，发射出荧光，荧光经过防尘窗片8、耦合透镜9，再穿过二向色镜7、第二滤光片10、接收透镜11到达光电探测器12，然后经过电路板13进行信号处理。
参照图3，电路板13上设置有跨阻放大电路、低通滤波电路、二级放大电路、电路接口。光电探测器12输出端连接于跨阻放大电路的输入端，跨阻放大电路的输出端连接于低通滤波电路的输入端，低通滤波电路的输出端连接于二级放大电路的输入端，二级放大电路的输出端连接于电路接口。
综上所述，与现有技术相比，本发明成本低、体积小、结构紧凑、通用性强。
该荧光探测传感器集成激发光、光束准直、匀光、消光、荧光收集、荧光探测、滤波、信号屏蔽保护于一体，体积小、结构紧凑、易于操作；
该荧光探测传感器的主体1内部设置有消光三角锥101，可以充分消除激发光束的杂散光及环境杂散光；
该荧光探测传感器结构紧凑，且有利于注塑成型或CNC加工成型，充分降低生产成本；
该荧光探测传感器的结构模块化，便于批量生产、分级质检及维护维修。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种低成本荧光探测传感器，包括主体(1)、侧盖(2)、遮光棉(201)、主体(1)上设置的激发光路装置和检测光路装置，其特征在于：所述激发光路装置包括水平从左到右方向依次设置的光源板(3)、准直镜(4)、匀光片(5)、第一滤光片(6)、与光束方向成45度角的二向色镜(7)和消光三角锥(101)；
所述检测光路装置包括竖直从上到下方向依次设置的防尘窗片(8)、耦合透镜(9)、第二滤光片(10)、接收透镜(11)、光电探测器(12)和电路板(13)；
所述侧盖(2)与主体(1)通过螺丝连接，所述遮光棉(201)设置在侧盖(2)的内侧，所述光源板(3)与主体(1)通过螺丝连接，所述光电探测器(12)设置在电路板(13)上。
2.根据权利要求1所述的一种低成本荧光探测传感器，其特征在于：所述主体(1)和侧盖(2)均为注塑成型或者CNC加工成型。
3.根据权利要求1所述的一种低成本荧光探测传感器，其特征在于：所述光电探测器(12)为PD光电二极管、PIN光电二极管、APD雪崩光电二极管、SiPM光电管或者CMOS探测器。
4.根据权利要求1所述的一种低成本荧光探测传感器，其特征在于：所述光源板(3)的光源为LED光源。
5.根据权利要求1所述的一种低成本荧光探测传感器，其特征在于：所述光源板(3)的光源为激光。
6.根据权利要求1所述的一种低成本荧光探测传感器，其特征在于：所述光源板(3)的光源为卤钨灯泡。
7.一种权利要求1-6任意一项所述的低成本荧光探测传感器的制造方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤1：激发光路装置中的准直镜(4)胶接在主体(1)内部，光源板(3)通过螺丝连接在主体(1)上，匀光片(5)、第一滤光片(6)、与光束方向成45度角的二向色镜(7)依次***主体(1)；
步骤2：检测光路装置中的耦合透镜(9)胶接在主体(1)内部，防尘窗片(8)胶接在主体(1)上，第二滤光片(10)***主体(1)，遮光棉(201)胶接在侧盖(2)上，然后侧盖(2)通过螺丝连接在主体(1)上；
步骤3：接收透镜(11)胶接在主体(1)内部，电路板(13)通过螺丝连接在主体(1)的下方。
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