[发明专利]一种单轴传动四杆机构的便携式SPR检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种单轴传动四杆机构的便携式SPR检测仪，属于检测技术领域。

背景技术

表面等离子体共振(SPR)是一种物理光学现象。沿着金属和电介质间的界面传播的电磁波形成表面等离子体(SP)。当平行表面的偏振光以共振角照在界面上时，发生全反射，入射光与表面等离子体耦合，引起表面等离子体共振(SPR)，界面反射率显著减少。SPR对附着在金属表面的电介质非常敏感，附着在金属表面上的电介质均可被检测。折射率是电介质的固有特征，不同折射率的电介质引发SPR的共振角不同。同一种材料，附着在金属表面的量不同，SPR的响应强度不同。根据上述原理，通常将能与样品进行反应的功能电介质固定在几十纳米厚的金属(金、银等)膜表面，电介质与样品反应后，折射率变化，共振角改变，利用电介质共振角的变化对样品进行定量或定性分析。

目前，应用最广泛的SPR检测仪主要有角度调制型和波长调制型两种。波长调制型SPR检测仪装置简易，价格低廉，一般便携式SPR检测仪均采用波长调制方法，但是，波长调制很难实现，扫描角度范围窄。角度调制SPR检测仪原理简单、检测精度高、扫描角度范围广，但是，装置复杂，难以小型化，在集成便携机型方面的应用受到限制，且光源和信号接收器分别搭载于独立的轴上，调节角度时由两个转台控制转动，增大了角度调制的过程中产生的误差。

发明内容

本发明的目的是为了克服传统便携式SPR检测仪扫描角度范围小，使用前需要校正光路，且双轴双转台装置引入较大误差等的问题，而本发明提供了一种基于角度调制的单轴传动四杆机构的便携式SPR检测器。该检测仪扫描角度范围广，不需要在使用前校正光路，可以直接进行测试，且单轴系统减小仪器的误差，结构简单，集成化程度高，误差小。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种单轴传动四杆机构的便携式SPR检测仪，包括支座1、螺杆2、滑块支撑杆3、滑块4、样品台5、四杆机构6、光源7、信号接收器8、步进电机和信号处理模块。

滑块支撑杆3同时与支座1两端的支撑板固定，滑块支撑杆3上滑动连接滑块4，使滑块4可沿滑块支撑杆3滑动，滑块4上开有螺孔，支座1一端的支撑板上固定步进电机，支座另一端的支撑板搭载样品台5，样品台5的工作台面与滑块支撑杆3垂直；螺杆2一端穿过支座步进电机端的支撑板与步进电机的转子连接，螺杆2另一端穿过滑块4的螺孔，与支座样品台端的支撑板活动连接，螺杆2与滑块支撑杆3平行；四杆机构6为四条等长的支撑杆，通过各支撑杆首尾活动连接，组成可沿对角线方向伸缩活动的菱形结构，四杆机构6的一组对角分别与样品台端的支撑板和滑块4活动连接，且四杆机构6组成的平面与样品台5的工作台面垂直，在四杆机构6样品台端的两条支撑杆上分别固定光源7和信号接收器8，四杆机构6中相邻两条支撑杆连接处设有限制伸缩活动角度的卡槽结构，用于限定扫描角度范围和防止光源碰撞检测器；信号处理模块同时与步进电机、信号接收器8连接，信号处理模块控制步进电机的转子转动，进而带动滑块4在螺杆2上运动，同时信号处理模块接收和处理信号接收器8收集到的信号。

所述的光源7为LED点光源或激光光源，所述的信号接收器8为CCD接收器或光电池接收器。

样平台5通过微调螺杆与微调手柄9相连，转动微调手柄，使样品台沿螺杆2方向前后移动，实现对样品台位置的微调。

工作过程

使用时，棱镜10放置在传感芯片11上，棱镜和传感芯片的组合结构覆盖于样品池12中心后，共同搭载于样品台5中心，选定并装上光源7和信号接收器8；信号处理模块控制步进电机，带动滑块4在螺杆2上运动，改变四杆机构6的构形，调节光源7和信号接收器8至所需的起始扫描角度，光源发出的光束经偏振片形成偏振光，射入棱镜10和传感芯片11的界面，经反射进入信号接收器8，信号传回信号处理模块进行分析处理。信号处理模块控制步进电机，带动滑块4以一定步长在螺杆2上连续移动，使光源7和信号接收器8由起始工作角度开始连续对称改变其所处位置，当入射光角度为共振角时引发SPR效应，反射光强度减至最弱，信号接收器8将收集到的信号传回信号处理模块，经信号处理模块处理得到实验数据。

有益效果