TWM504953U - 可攜式多波段光度計 - Google Patents

可攜式多波段光度計 Download PDF

Info

Publication number
TWM504953U
TWM504953U TW104200808U TW104200808U TWM504953U TW M504953 U TWM504953 U TW M504953U TW 104200808 U TW104200808 U TW 104200808U TW 104200808 U TW104200808 U TW 104200808U TW M504953 U TWM504953 U TW M504953U
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light source
light
driving module
source driving
band
Prior art date
Application number
TW104200808U
Other languages
English (en)
Inventor
Lih-Yuan Lin
Chi-Hung Huang
Da-ren LIU
Po-Jui Chen
Ban-Dar Hsu
Shih-Rung Yeh
Original Assignee
Nat Univ Tsing Hua
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nat Univ Tsing Hua filed Critical Nat Univ Tsing Hua
Priority to TW104200808U priority Critical patent/TWM504953U/zh
Publication of TWM504953U publication Critical patent/TWM504953U/zh

Links

Landscapes

  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Description

可攜式多波段光度計
本創作揭示一種可攜式多波段光度計。
近年來由於電子、生化、醫學、光電等各領域蓬勃發展，因此使用屬於光譜儀領域之分光儀係用於分析材料的各種光物理、光化學現象的需求已日遽增加。
現有分光儀的主要的功用是將成分複雜的光分解為光譜線的科學儀器，由稜鏡或繞射光柵等構成，當複色光通過分光元件(如光柵、棱鏡)進行分光後，依照光的波長(或頻率)的大小順次排列形成的圖案。光譜中最大的一部分可見光譜是電磁波譜中人眼可見的一部分，在這個波長範圍內的電磁輻射被稱作可見光。利用分光儀可測量物體表面反射的光線、穿透物體的穿透光和物體的吸收光。此外，利用特定波長的單色光分別透過標準溶液與待測溶液，比較其吸光度，可作定量分析。
第1圖是習知微型分光儀內部構造，(1)是光纖的接頭，光纖從這裡接上，從這裡進入微型光譜儀，接著經過長方形的狹縫(2)，狹縫大小可以從5μm到200μm，調整狹縫的的大小可以改變解析度，再來經過濾光器(filter，3)，把入射光波長固定在一個範圍內，其他的波長都被濾掉。然後經過反射鏡(4)讓入射光平行反射到光柵(5)上進行分光，分出來各波長 的光經由反射鏡(6)，投射在偵測器平面(7)上。
然而，習知分光儀所採用光源驅動模組，無法提供多個波段的光源頻譜，且分光儀中的分光的稜鏡或衍射光柵因製作精密所衍生價格昂貴的問題。
本創作提出一種可攜式多波段光度計，用以解決習知分光儀無法提供多個波段的光源頻譜，且除去分光的稜鏡或衍射光柵因製作精密所衍生價格昂貴的問題。
為滿足上述之目的，本創作所提出的一種可攜式多波段光度計，其包含：一光源驅動模組，用於提供多個不同波段波長光；一具多孔洞之固定件，該固定件之該些孔洞之一第一孔洞藉該光源驅動模組之一鏡筒耦接該光源驅動模組；以及一光感測模組，耦接該固定件之一第二孔洞，其中當該光源驅動模組發出該些波段波長光之一而通過放置於該具多孔洞之固定件中一待測樣品時，藉由與該光源驅動模組呈一直線配置的該光感測模組來測定該波段波長光經該待測樣品對該波段波長光的光強度。
為滿足上述之目的，本創作所提出的一種可攜式多波段光度計，其包含：一第一光源驅動模組及一第二光源驅動模組，用於提供多個不同波段波長光；一具多孔洞之固定件，該第一光源驅動模組與該固定件之該 些孔洞之一第一孔洞樞接，該第二光源驅動模組與該固定件之該些孔洞之一第三孔洞樞接；以及一光感測模組，耦接該固定件之一第二孔洞，其中當與該光感測模組呈一第一方向的該第二光源驅動模組發出該些光源波段之一波段波長光而通過放置於該固定件中一待測樣品時產生一激發狀態使得該待測樣品發出一螢光，同時由與該第一光源驅動模組呈一第二方向的該光感測模組來測定該第一光源驅動模組發出之該些光源波段之另一波段波長光測定該待測樣品所發出該螢光的光強度。
2‧‧‧可攜式多波段光度計
17‧‧‧第一光源驅動模組
18‧‧‧第二光源驅動模組
21‧‧‧光源驅動模組
211‧‧‧LED元件固定機構
2111‧‧‧LED上夾治具
2112‧‧‧LED下夾治具
2113‧‧‧LED選擇旋鈕
212‧‧‧LED導電電路
2121‧‧‧LED轉盤電路
213‧‧‧LED旋轉定位機構
2131‧‧‧定位珠
2132‧‧‧圓孔卡槽
214‧‧‧鏡筒
22‧‧‧具多孔洞之固定件
23‧‧‧光感測模組
5‧‧‧濾光片
如第1圖所示，該圖為習知分光儀之外觀圖示。
如第2圖所示，該圖為本案之可攜式多波段光度計之方塊模組圖。
如第3(a)圖所示，該圖顯示LED元件固定機構之內部結構示意圖。
如第3(b)圖所示，該圖顯示LED導電電路之內部結構示意圖。
如第3(c)圖所示，該圖顯示LED旋轉定位機構之內部結構示意圖。
如第4圖所示，該圖為本案之可攜式多波段光度計之光源驅動模組與固定件之間的連接結構示意圖。
如第5圖所示，該圖為本案之可攜式多波段光度計適用於之檢測螢光示意圖。
如第2圖所示，該圖為本創作之可攜式多波段光度計之方塊模組圖。
第一實施例
本創作所提供可攜式多波段光度計2，包含：一光源驅動模組21，一具多孔洞之固定件(以下簡稱固定件)22，以及一光感測模組23。
首先介紹，用於提供不同波段波長光的光源驅動模組21所包含的元件，其中第3(a)圖~第3(c)圖所示，該光源驅動模組21包含一發光二極體(LED)元件固定機構211，一LED導電電路212及一LED旋轉定位機構213。
如第3(a)圖所示，該圖顯示LED元件固定機構211之內部結構示意圖，其中LED元件固定機構211內部8顆LED彼此各夾45度擺放，8顆LED均被上夾治具2111、下夾治具2112包覆固定，以維持LED水平位置，確保LED發射光源垂直於前端窗口而不會任意偏折，避免影響測試結果。此外，為了方便更換LED，使用者僅需卸下LED下夾治具2112，直接拔除欲汰換的LED，之後再直接插上新LED即可。
如第3(b)圖所示，該圖顯示LED導電電路212之內部結構示意圖，所有LED均安裝在LED轉盤電路2121上，整個轉盤電路2121固定於上方LED上夾治具2111，保持與LED選擇旋鈕2113同步連動。LED轉盤電路2121外型為圓形結構，下方為LED驅動電路2122，轉盤每隔45度角安裝一組LED接頭插槽與正極彈片，共有設置八組。這八組插槽的負極均相連通，藉由金屬轉軸與彈簧和下方LED驅動電路2122之負極相導通，即設計成為共地現象。當轉動LED選擇旋鈕，使得LED正極彈片碰觸到下方的正電輸出 極棒時，相對應的LED則會被點亮，作為樣本的測試光譜波段。
如第3(c)圖所示，該圖顯示LED旋轉定位機構213之內部結 構示意圖，LED定位方式是利用復歸式定位珠2131與圓孔卡槽2132結構，確保選取的LED能準確對準前方窗口，以及鏡筒內透鏡的中心位置。如圖所示，LED上夾治具2111上方共鑿取八個圓孔卡槽2132，圓孔卡槽2132分別對應下方LED的安裝位置，圓孔卡槽2132上方機構件設置兩組夾180度角的復歸式定位珠2131，用以達到精準對位的效果。當轉動LED旋鈕2113時，上夾治具2111會壓擠復歸式定位珠2131內部的彈簧，使得定位珠2131得以脫離原先卡槽2132，直到將所欲使用的LED轉至面對前端窗口時，定位珠2131會再次落入對應的LED卡槽2132，讓使用者得知LED已轉動至定位。
待光源驅動模組21之內部元件構造介紹完後，如第4圖所 示，該圖為光源驅動模組21與該固定件22之間的連接關係示意圖-該固定件22之該些孔洞之一第一孔洞藉該光源驅動模組21之一鏡筒214耦接該光源驅動模組21。其次，該固定件22之一基座固定模組是用以固定試管，且該試管內可放置待測樣本溶液。
最後，光感測模組23(例如：光電二極體(Photodiode))，耦接 該固定件22之一第二孔洞，其中當該光源驅動模組23發出該些光源波段之一單色光而通過放置於該固定件22中一待測樣品(例如：以葉綠素作為一種濃度溶液的測試溶劑))時，藉由與該光源驅動模組23呈一平行狀態(或稱為一直線芳現)的該光感測模組23來測定經該待測樣品對該波段波長光的光強度，以作定量分析的依據(例如依據吸光度來測定一光電流)。
舉例
如第2圖顯示LED光源驅動模組21安裝至「偵測光射入窗口 處」之示意圖，其中光源驅動模組21所產生的一入射光源與光感測模組23(Photodiode)呈180度夾角，藉由量測檢測樣本的吸光率，推算樣本某成分的濃度比例。
欲測量葉綠素溶液之某成分濃度的步驟如下：步驟(1)在葉綠素溶液中加入測試液體，因葉綠素溶液內的某成分能與測試液體生成化學反應，使得葉綠素溶液產生顏色深淺變化；步驟(2)使用本系統時，先選擇某一波段LED，作為實驗測試光譜，並調整適當發光強度；步驟(3)在該固定件22之試管中裝入純水，置放於該固定件22之基座固定模組中，接著從光感測模組23(Photodiode)輸出訊號中，測得透光強度電壓為I0 ；步驟(4)在另一個乾淨該固定件裝入步驟(1)之測試液體，並測得透光強度電壓為I1 ；步驟(5)測試葉綠素的光線穿透率可記為T =I1 /I0 ；以及步驟(6)：利用比爾定律可推算液體濃度Abs =εCL =-logT ，其中ε為液體消光係數，對特定液體而言為ε固定常數，C為液體濃度，L為光路徑長度
第二實施例
本案之可攜式多波段光度計提供針對如葉綠素知此類濃度溶液進行螢光反應測定。
其中，如第5圖所示，該圖為本案之可攜式多波段光度計適 用於之檢測螢光示意圖，並請一併參閱第4圖所示，該圖為本案之可攜式多波段光度計之光源驅動模組與固定件之間的連接結構示意圖。
可攜式多波段光度計2包含：一第一光源驅動模組17及一第 二光源驅動模組18，這兩個光源驅動模組17及18皆包含一LED元件固定機構211，一LED導電電路212及一LED旋轉定位機構213，並藉由複數個LED用以提供多個光源波段，其中兩個光源驅動模組17及18所包含元件211，212及213如同先前的第3頁至第4頁段落[0027]~段落[0029]及第3(a)圖至第3(c)圖敘述一般，故在此不再贅述。
一具多孔洞之固定件22(以下簡稱固定件)，該第一光源驅動 模組17與該固定件22之該些孔洞之一第一孔洞樞接，該第二光源驅動模組18與該固定件22之該些孔洞之一第三孔洞樞接。
一光感測模組23(例如：光電二極體(Photodiode)，耦接該固定 件22之一第二孔洞，其中當與該光感測模組23呈一第一方向(例如：平行方向)的該第二光源驅動模組18發出該些光源波段之一波段波長光而通過放置於該固定件22中一待測樣品時產生一激發狀態使得該待測樣品發出一螢光，同時由與該第一光源驅動模組17呈一第二方向(例如：垂直方向)的該光感測模組23來測定該第一光源驅動模組17發出之該些光源波段之另一波段波長光測定該待測樣品所發出該螢光的光強度。
最後，請再一次參及第2圖所示及第5圖，其中固定件22之用 於接收由光源驅動模組21及第一光源驅動模組17及第二光源驅動模組18所發出光源的孔洞進一步配置選擇欲通過的光源波段之範圍而除掉不希望通過的光源波段的一濾光片5(其中濾光片5可使單一波長通過的濾光片稱為單 色濾光片，常見的有紅外線濾光片、紫外線濾光片與可見光特定顏色的濾光片，如紅色、藍色等濾光片。濾光片根據頻率範圍可以分成以下幾種：低通(low pass)濾光片、高通(high pass)濾光片、帶通(band pass)濾光片、帶阻(pass stop)濾光片、全通濾光片、ND濾光片...等等。)。
而本案之光源驅動模組21及及第一光源驅動模組17及第二光源驅動模組18所採用的LED則具有下列優勢：
‧便於聚焦-因發光體積細小，而易於以透鏡等方式達致所需集散程度，藉改變其封裝外形，其發光角度由大角度散射至細角度聚焦都可以達成。
‧單色性強-由於是單一能階的光子，波長比較單一(相對大部份人工光源而言)，能在不加濾光器下提供多種單純的顏色。
‧色域略為廣闊。
順帶一提的，在第一實施例之光源驅動模組21及第二實施例之第一光源驅動模組17及第二光源驅動模組18皆可同時安裝八顆不同發光波長的LED，配合專屬旋轉機構設計，使用者可選擇欲發光的LED作為測試光譜。此模組亦配備電流可調式電路，藉由調整輸出電流大小，以調整LED發光強度。故依據上述內容可得，本案所提出的可攜式多波段光度計2可用以解決習知分光儀無法提供多個波段的光源頻譜，且除去分光的稜鏡或衍射光柵因製作精密所衍生價格昂貴的問題。
雖然本創作係已參照實施例來加以描述，然本創作創作並未受限於其詳細描述內容。替換方式及修改樣式係已於先前描述中所建議，且其他替換方式及修改樣式將為熟習此項技藝之人士所思及。特別是，所 有具有實質上相同於本創作之構件結合而達成與本創作實質上相同結果者，皆不脫離本創作之精神範疇。因此，所有此等替換方式及修改樣式係意欲落在本創作於隨附申請專利範圍及其均等物所界定的範疇之中。
2‧‧‧可攜式多波段光度計
21‧‧‧光源驅動模組
22‧‧‧固定件
23‧‧‧光感測模組

Claims (10)

  1. 一種可攜式多波段光度計，包含：一光源驅動模組，用於提供多個不同波段波長光；一具多孔洞之固定件，該固定件之該些孔洞之一第一孔洞藉該光源驅動模組之一鏡筒耦接該光源驅動模組；以及一光感測模組，耦接該固定件之一第二孔洞，其中當該光源驅動模組發出該些波段波長光之一而通過放置於該具多孔洞之固定件中一待測樣品時，藉由與該光源驅動模組呈一直線配置的該光感測模組來測定該波段波長光經該待測樣品對該波段波長光的光強度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式多波段光度計，其中該光源驅動模組可裝載複數個發光極體(LED)，該光感測模組為一光電二極體(Photodiode)及該待測樣品為一溶液。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式多波段光度計，其中該光強度係用於測定一光電流。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式多波段光度計，其中該固定件之用於接收由該光源驅動模組所發出光源的孔洞進一步配置選擇欲通過的光源波段之範圍而除掉不希望通過的光源波段的一濾光片。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之可攜式多波段光度計，其中該光源驅動模組包含一LED元件固定機構，一LED導電電路及一LED旋轉定位機構。
  6. 一種可攜式多波段光度計，包含：一第一光源驅動模組及一第二光源驅動模組，用於提供多個不同波段波長光； 一具多孔洞之固定件，該第一光源驅動模組與該固定件之該些孔洞之一第一孔洞樞接，該第二光源驅動模組與該固定件之該些孔洞之一第三孔洞樞接；以及一光感測模組，耦接該固定件之一第二孔洞，其中當與該光感測模組呈一第一方向的該第二光源驅動模組發出該些光源波段之一波段波長光而通過放置於該固定件中一待測樣品時產生一激發狀態使得該待測樣品發出一螢光，同時由與該第一光源驅動模組呈一第二方向的該光感測模組來測定該第一光源驅動模組發出之該些光源波段之另一波段波長光測定該待測樣品所發出該螢光的光強度。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之可攜式多波段光度計，其中該第一光源驅動模組及該第二光源驅動模組均裝載複數個發光極體(LED)，該光感測模組為一光電二極體(Photodiode)及該待測樣品為一溶液。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之可攜式多波段光度計，其中該光源驅動模組包含一LED元件固定機構，一LED導電電路及一LED旋轉定位機構。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之可攜式多波段光度計，其中該固定件之用於接收由該第一光源驅動模組及該第二光源驅動模組所發出光源的孔洞進一步配置選擇欲通過的光源波段之範圍而除掉不希望通過的光源波段的一濾光片。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之可攜式多波段光度計，其中該第一方向為一平行方向及該第二方向為一垂直方向。
TW104200808U 2015-01-19 2015-01-19 可攜式多波段光度計 TWM504953U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW104200808U TWM504953U (zh) 2015-01-19 2015-01-19 可攜式多波段光度計

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW104200808U TWM504953U (zh) 2015-01-19 2015-01-19 可攜式多波段光度計

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TWM504953U true TWM504953U (zh) 2015-07-11

Family

ID=54152786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104200808U TWM504953U (zh) 2015-01-19 2015-01-19 可攜式多波段光度計

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWM504953U (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI746541B (zh) * 2016-05-02 2021-11-21 日商吉野石膏股份有限公司 粉體之飛散性評估方法及粉體之飛散性評估裝置
CN113775953A (zh) * 2020-06-04 2021-12-10 俞琳琳 一种多光谱可变焦宽幅灯
TWI780846B (zh) * 2021-07-30 2022-10-11 瑞愛生醫股份有限公司 可量測液體濃度之稜鏡
US11650150B2 (en) 2021-09-02 2023-05-16 Taiwan Redeye Biomedical Inc. Prism for measuring liquid concentration

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI746541B (zh) * 2016-05-02 2021-11-21 日商吉野石膏股份有限公司 粉體之飛散性評估方法及粉體之飛散性評估裝置
CN113775953A (zh) * 2020-06-04 2021-12-10 俞琳琳 一种多光谱可变焦宽幅灯
TWI780846B (zh) * 2021-07-30 2022-10-11 瑞愛生醫股份有限公司 可量測液體濃度之稜鏡
US11650150B2 (en) 2021-09-02 2023-05-16 Taiwan Redeye Biomedical Inc. Prism for measuring liquid concentration

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11609119B2 (en) Spectrometry system with visible aiming beam
Lakowicz Principles of fluorescence spectroscopy
JP4057607B2 (ja) 多チャンネル多重カラー測定のための光検出装置及びそれを採用した多チャンネル試料分析器
US9347882B2 (en) Dynamic signal extension in optical detection systems
TWI613434B (zh) 分光測定裝置、及分光測定方法
US8496879B2 (en) Optical detection utilizing cartridge with tunable filter assembly
US20080174768A1 (en) Self referencing LED detection system for spectroscopy applications
CN106644989B (zh) 一种吸光度的检测***
US20130301051A1 (en) Scattering light source multi-wavelength photometer
TWM504953U (zh) 可攜式多波段光度計
CN102042961B (zh) 一种光纤反射式微纳体系分光光度计及其应用
CN201016843Y (zh) 采用窄光束标准光源的led光通量的测试装置
Zwinkels et al. Spectral fluorescence measurements
CN201352150Y (zh) 一种测光装置
CN211014015U (zh) 一种基于可调谐液晶滤波器的便携式可见分光光度计
CN106990059A (zh) 一种液体样品测量装置和测量方法
US5815254A (en) Transmittance and reflectance measuring spectrophotometer having dual use light channels
CN208780918U (zh) 一种基于棱镜结构的多光谱光源
WO2016082416A1 (zh) 一种回复反射测量装置
CN206161529U (zh) 便携式复合检测分析仪
EP3179231B1 (en) Optoelectronic device for use in the colorimetric analysis of a sample fluid, apparatus and method for colorimetric analysis of a sample fluid
CN205748642U (zh) 一种颜色测量装置
TWI796720B (zh) 應用在移動設備的光學模組及移動設備
CN214200580U (zh) 二维色彩分析装置及显示装置的检测设备
Hardie et al. Inexpensive LED-based spectrophotometer for analyzing optical coatings