[发明专利]一种手持式可调控SPR传感器装置

说明书

本发明涉及一种手持式可调控SPR传感器装置，包括探头组件、壳体、分别设置于壳体内的入射组件、信号采集组件和主控芯片，以及设置于壳体表面的显示屏，所述的探头组件包括探头外壳、反光镜和金属薄膜，所述的探头外壳包括相互活动连接的锥形头部和柱状尾部，所述的柱状尾部设置于壳体侧面，所述的反光镜和金属薄膜设置于锥形头部内侧面，且相互垂直形成SPR传感组，所述的入射组件和信号采集组件与探头外壳连接，且分别正对反光镜和金属薄膜，所述的主控芯片分别与信号采集组件和显示屏连接，与现有技术相比，本发明具有使用方便、适用范围广等优点。

技术领域

本发明涉及表面等离子共振传感器技术领域，尤其是涉及一种手持式可调控SPR传感器装置。

背景技术

表面等离子共振(Surface Plasma Resonance)技术因灵敏度高，成本较低成为近年来迅速发展起来的技术，表面等离子共振技术是通过测量样品折射率变化来检测样本的成分和浓度的一项技术，可以在SPR传感器芯片上或者SPR传感器探头上修饰敏感层使得传感器只对某种物质敏感，或者改变金属膜层厚度来控制折射率测量范围。

SPR传感器分为角度调制、波长调制、强度调制和相位调制。目前，表面等离子共振现象的测量方式大多数采用波长调制型和角度调制型，角度调制方法需要测量装置非常精密，要有精确的步进电机带动角度的调整，一般体积比较大；而若采用波长调制需要光谱仪，价格相对昂贵；相位调制方法测量的装置会十分的复杂。相对以上三种测量方式，光强度调制型测试系统具有结构简单，成本低的优势，并且没有使用复杂的角度控制装置及光谱仪，易于实现仪器的小型化。

专利申请公布号CN102252999A所发明的光纤SPR探头，只能进行单一范围物质的检测，如需测量其他的项目，则需要更换另一套设备，并且测得数据需要在计算机上观察，不方便野外测试等特定场景。因此，亟需一种将SPR传感器与探测装置集成于一个设备形成探测检测一体化手持式传感器。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种手持式可调控SPR传感器装置，该SPR传感器探头组部分通过在设备尖端套接一个可旋转式的装置，通过旋转的方式更改SPR传感表面，以低成本的方式对拥有不同折射率范围的项目进行测量，并且该传感器内置STM32单片机，将探测器测得数据直接显示在液晶显示屏上，方便观察。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种手持式可调控SPR传感器装置，包括探头组件、壳体、分别设置于壳体内的入射组件、信号采集组件和主控芯片，以及设置于壳体表面的显示屏，所述的探头组件包括探头外壳、反光镜和金属薄膜，所述的探头外壳包括相互活动连接的锥形头部和柱状尾部，所述的柱状尾部设置于壳体侧面，所述的反光镜和金属薄膜设置于锥形头部内侧面，且相互垂直形成SPR传感组，所述的入射组件和信号采集组件与探头外壳连接，且分别正对反光镜和金属薄膜，所述的主控芯片分别与信号采集组件和显示屏连接；

使用时，将该装置的探头组件设置于待检测环境介质中，所述的入射组件正对反光镜射入偏振激光，该偏振激光经反射镜反射到能够激发SPR的金属薄膜，当满足SPR激发条件时，改变光强度大小，所述的金属薄膜产生表面等离子共振现象，并将光反射至信号采集组件，所述的信号采集组件获取金属薄膜反射的光并发送至主控芯片进行计算，最后将计算得到的环境介质折射率通过显示屏显示。

进一步地，所述的反光镜和金属薄膜设置多个，两两相对分别设置于锥形头部内侧面，且相互垂直形成多组SPR传感组，所述的锥形头部能够沿柱状尾部的轴线转动，用于将不同的SPR传感组旋转至入射组件和信号采集组件正对的位置。

更进一步地，所述的多组SPR传感组中，每一组金属薄膜的折射率范围互不相同；

使用时，根据需要旋转锥形头部，切换不同折射率范围的SPR传感组。