[发明专利]基于微控制器的太赫兹时域光谱样品自动测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用微控制器控制的太赫兹时域光谱测量系统的样品自动测试装置。

背景技术

太赫兹时域光谱技术是采用飞秒激光器激发砷化镓晶体辐射出的太赫兹波对物质等进行探测的一种新技术。在太赫兹时域光谱系统中，样品的太赫兹时域波形的获得是利用延迟装置通过改变穿过样品的不同时刻的太赫兹脉冲电场强度的泵浦光和探测光的光程差来测量的。在实验过程中的主要误差来源有泵浦光、样品折射和反射及人为因素。泵浦光受环境温度和湿度的波动影响会产生较大的幅值和相位改变，样品的折射和反射对样品面与太赫兹波的准直度十分敏感，换样品的时间长短及放置样品的质量等与测量精度直接相关，这些因素对不同时刻测量数据的重复性和透过样品的太赫兹波的强度等有较大影响，由此产生较大的测量误差。

现有的太赫兹时域光谱测量装置中，最常用的是每次将一个样品放入样品池中进行测量。这种测量方法每次装入样品的时间大约1min，效率较低，装入样品池的样品垂直精度也难以得到保证，而且装入样品时往往会导致箱内环境湿度和温度等因素发生变化，这种变化对样品测试的结果均有不同程度的影响，这种影响会导致测量结果存在着一定的失真，甚至严重的影响测试结果。对于有微小差别样品的测量，为了使其有效信息不至于被严重的影响，在测试过程中就必须保证样品相对于太赫兹光线的垂直精度和箱内环境的基本不变，因此传统的每次只测量一个样品的方法是不能够被采用的。

为了解决上述问题，提高太赫兹时域光谱测量效率，提高样品相对于太赫兹光线的垂直精度，保证箱内环境的基本一致，本发明提出一种基于微控制器的太赫兹时域光谱样品自动测试装置。该装置可以在放入样品前手动的调节样品台的水品精度，从而提高样品相对于太赫兹光线的垂直精度。该装置提供一个以上的样品池，从而可以一次性放入一个以上的样品，从而保证了样品测试的连续性，降低了因反复装入样品时带来的箱内环境的改变。该装置在放入样品后的操作几乎全部由微控制器控制，减小了反复填装样品所占用的时间，从而提高了样品测试的效率。此外，本基于微控制器的太赫兹时域光谱样品自动测试装置还提供了初始位置自动调整的调零功能，本装置采用的液晶显示电路可以实时的当前系统的运行状态以及当前测试的样品池编号，减小了人工记忆带来的遗漏、混淆等错误，最大可能的提高了测量的可靠性。

目前虽然也有类似样品架装置，但目前的装置难以保证样品相对于太赫兹光线的垂直精度，而且在放入样品后不能自动调节样品架的初始位置，没有相应的显示装置，需要人工去记忆当前的样品池编号，也没有相应的按键输入等控制电路，操作起来很不方便，测试精度难以保证。随着实验次数的增加以及放入样品数目增多，使用现有装置很容易造成样品测试步骤的遗漏和混淆，难以保证样品测试的可靠性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于微控制器的太赫兹时域光谱样品自动测试装置。

基于微控制器的太赫兹时域光谱样品自动测试装置包括太赫兹样品测试装置和控制系统，太赫兹样品测试装置包括样品盘、样品池、定位孔、步进电机、光电装置、测试平台、太赫兹测试孔、调平螺母、水平仪、压紧弹簧固定装置、压紧弹簧、金属弹片、样品池内孔和样品池外孔，调平螺母安装在测试平台底部的四角，水平仪安装在测试平台的上表面，光电装置与步进电机固定在测试平台的上表面的凹槽处，太赫兹测试孔贯穿测试平台的前后表面，样品盘固定在步进电机的输出轴上，一个以上的样品池、压紧弹簧固定装置、压紧弹簧、金属弹片均匀的分布在样品盘的四周，压紧弹簧一端通过压紧弹簧固定装置固定在样品盘上，金属弹片连接在压紧弹簧的另一端，定位孔分布在样品盘的外缘，并靠近样品池；控制系统包括微控制器、电源电路、按键电路、语音电路、报警电路、液晶显示电路、LED指示电路、步进电机驱动电路、光电定位电路，微控制器分别与电源电路、按键电路、语音电路、报警电路、液晶显示电路、LED指示电路、步进电机驱动电路、光电定位电路相连。