本發(fā)明涉及一種光度分析儀及其檢測(cè)方法，尤其涉及一種基于導(dǎo)光毛細(xì)管的光度分析儀及其檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

光度分析計(jì)被廣泛用于檢測(cè)液體（或氣體）樣品的成份（或微量物質(zhì)含量）（sensorsandactuatorsb，191，561-566（2014）），其工作原理是：把待測(cè)樣品于透明器皿中（如比色皿），探測(cè)光束通過含有待測(cè)樣品的器皿，從而檢測(cè)待測(cè)樣品對(duì)探測(cè)光束的吸收和散射所導(dǎo)致的損耗。

為了提高檢測(cè)精度，需要增加透明器皿的厚度，即增加待測(cè)樣品與探測(cè)光束的相互作用長(zhǎng)度（該長(zhǎng)度稱為“吸光長(zhǎng)度”或“傳輸光程”，以下簡(jiǎn)稱“光程”），這會(huì)使得透明器皿的體積增大、需要的待測(cè)樣品量也增多。對(duì)此，中國(guó)發(fā)明專利公開說明書cn104515743a公開了一種基于導(dǎo)光金屬毛細(xì)管的光度分析儀及其檢測(cè)方法，該光度分析儀利用導(dǎo)光金屬毛細(xì)管來取代透明器皿（如比色皿）。由于導(dǎo)光金屬毛細(xì)管的體積小、可彎曲、可長(zhǎng)達(dá)幾米，且探測(cè)光束在導(dǎo)光金屬毛細(xì)管中非線性傳輸，其光程可以遠(yuǎn)大于毛細(xì)管的物理長(zhǎng)度（scientificreports，5，10476（2015）），從而增加了待測(cè)樣品與探測(cè)光束相互作用的光程，從而提高了檢測(cè)精度。但是，發(fā)明人在研究的過程中發(fā)現(xiàn)，由于探測(cè)光束在導(dǎo)光毛細(xì)管非線性傳輸，探測(cè)光束多次的反射傳輸使得其以發(fā)散光束從導(dǎo)光毛細(xì)管中射出，即其出射角大小不一，而上述專利只是用光探測(cè)器正對(duì)著導(dǎo)光毛細(xì)管的出光口以檢測(cè)光強(qiáng)度，這只能檢測(cè)出射角較小的探測(cè)光束，對(duì)于出射角較大的探測(cè)光束，光探測(cè)器則無法測(cè)得。因此，光度分析儀的檢測(cè)精度不高。因此，如何檢測(cè)出具有特定光程的光線，從而獲得最佳的檢測(cè)性能，仍是目前所面臨的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種能夠提高檢測(cè)精度的基于導(dǎo)光毛細(xì)管的光度分析儀的檢測(cè)方法，并且提供該檢測(cè)方法賴以實(shí)施的光度分析儀。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

提供一種基于導(dǎo)光毛細(xì)管的光度分析儀，包括光源、光探測(cè)器和用于裝載待測(cè)樣品的導(dǎo)光毛細(xì)管，所述光源發(fā)射的探測(cè)光束經(jīng)所述導(dǎo)光毛細(xì)管的內(nèi)壁反射在所述導(dǎo)光毛細(xì)管中傳輸，該光度分析儀還包括用于把從所述導(dǎo)光毛細(xì)管中射出的探測(cè)光束進(jìn)行匯集的凸透鏡，所述光探測(cè)器接收至少一個(gè)所述凸透鏡的匯集點(diǎn)的探測(cè)光束。

其中，所述光探測(cè)器接收兩個(gè)所述凸透鏡的匯集點(diǎn)的探測(cè)光束。

其中，所述導(dǎo)光毛細(xì)管的外壁被擠壓以使其內(nèi)壁形成有用于反射光線的光滑起伏。

其中，所述導(dǎo)光毛細(xì)管的內(nèi)壁涂敷有厚度不均勻的膠水以形成有用于反射光線的光滑起伏。

其中，所述光探測(cè)器經(jīng)小孔板接收探測(cè)光束。

還提供一種基于導(dǎo)光毛細(xì)管的光度分析儀的檢測(cè)方法，該光度分析儀包括光源、光探測(cè)器和用于裝載待測(cè)樣品的導(dǎo)光毛細(xì)管，所述光源發(fā)射的探測(cè)光束經(jīng)所述導(dǎo)光毛細(xì)管的內(nèi)壁反射在所述導(dǎo)光毛細(xì)管中傳輸，該方法包括如下步驟：

匯集光束步驟：把從所述導(dǎo)光毛細(xì)管中射出的探測(cè)光束進(jìn)行匯集；

檢測(cè)步驟：所述光探測(cè)器接收至少一個(gè)匯集點(diǎn)的探測(cè)光束，記錄所述光探測(cè)器測(cè)得的光強(qiáng)度。

其中，所述匯集光束步驟具體為：通過凸透鏡把從所述導(dǎo)光毛細(xì)管中射出的探測(cè)光束進(jìn)行匯集。

其中，所述檢測(cè)步驟具體為：所述光探測(cè)器接收兩個(gè)匯集點(diǎn)的探測(cè)光束。

其中，還包括光滑起伏形成步驟：擠壓所述導(dǎo)光毛細(xì)管的外壁以使其內(nèi)壁形成有用于反射光線的光滑起伏。

其中，還包括光程調(diào)節(jié)步驟：根據(jù)預(yù)設(shè)的傳輸光程來控制所述光滑起伏的大小及分布位置。

有益效果：本發(fā)明提供了一種基于導(dǎo)光毛細(xì)管的光度分析儀的檢測(cè)方法和該檢測(cè)方法賴以實(shí)施的光度分析儀，該方法把從導(dǎo)光毛細(xì)管中射出的探測(cè)光束進(jìn)行匯集，從而使本來出射角較大的探測(cè)光束也被匯集起來，光探測(cè)器接收匯集點(diǎn)的探測(cè)光束，從而提高光度分析儀的檢測(cè)精度。此外，本發(fā)明巧妙地利用凸透鏡的聚光原理，在導(dǎo)光毛細(xì)管與光探測(cè)器之間設(shè)置凸透鏡，凸透鏡把導(dǎo)光毛細(xì)管不同的出射角的探測(cè)光束匯集起來，光探測(cè)器接收匯集點(diǎn)的探測(cè)光束，不需要增加其他價(jià)格昂貴的光學(xué)器件，因此只需增加價(jià)格便宜的凸透鏡的情況下就能夠提高檢測(cè)精度。

附圖說明

利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例采用的一種基于導(dǎo)光毛細(xì)管的光度分析儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例采用的形成光滑起伏的結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖1和圖2中包括：1——導(dǎo)光毛細(xì)管，2——長(zhǎng)光程探測(cè)光束，3——短光程探測(cè)光束，4——光滑起伏，5——小孔板，6——光探測(cè)器，7——凸透鏡，8——外力。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

本發(fā)明具體實(shí)施方式基于如圖1所示的基于導(dǎo)光毛細(xì)管的光度分析儀，光源（圖1中未畫出）發(fā)出探測(cè)光束，該探測(cè)光束以發(fā)散角分為長(zhǎng)光程探測(cè)光束2和短光程探測(cè)光束3，導(dǎo)光毛細(xì)管1裝載有待測(cè)樣品。探測(cè)光束從導(dǎo)光毛細(xì)管1的左端入射，當(dāng)長(zhǎng)光程探測(cè)光束2入射到導(dǎo)光毛細(xì)管1內(nèi)壁的光滑起伏4時(shí)，長(zhǎng)光程探測(cè)光束2的入射角會(huì)發(fā)生改變，從而使長(zhǎng)光程探測(cè)光束2在導(dǎo)光毛細(xì)管1內(nèi)多次反射傳輸以增加其傳輸光程，該光程遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于導(dǎo)光毛細(xì)管1的物理長(zhǎng)度l。短光程探測(cè)光束3則平行通過導(dǎo)光毛細(xì)管1，其光程等于導(dǎo)光毛細(xì)管1的物理長(zhǎng)度l。

探測(cè)光束從導(dǎo)光毛細(xì)管1的右端出射后，經(jīng)凸透鏡7進(jìn)行匯集，長(zhǎng)光程探測(cè)光束2和短光程探測(cè)光束3分別匯集在b點(diǎn)與a點(diǎn)。因此，不同光程（即不同出射角）的探測(cè)光束，經(jīng)凸透鏡7進(jìn)行匯集后，在不同的空間位置聚焦，從而把不同光程的探測(cè)光束區(qū)分開來。為了檢測(cè)不同光程的探測(cè)光束的光強(qiáng)度，先把光探測(cè)器6放置在a點(diǎn)以檢測(cè)短光程探測(cè)光束3的光強(qiáng)度，然后把光探測(cè)器6放置在b點(diǎn)以檢測(cè)長(zhǎng)光程探測(cè)光束2的光強(qiáng)度，這樣光探測(cè)器6既可以把短光程探測(cè)光束3（出射角較小的探測(cè)光束）匯集起來進(jìn)行檢測(cè)，又可以把長(zhǎng)光程探測(cè)光束2（出射角較大的探測(cè)光束）匯集起來進(jìn)行檢測(cè)，從而提高了提高光度分析儀的檢測(cè)精度。

為了減少環(huán)境光線對(duì)檢測(cè)精度的影響，探測(cè)光束經(jīng)過小孔板5以濾除一部分環(huán)境光線后再被光探測(cè)器6接收，其中，小孔板5的孔徑在0.01mm至5mm之間，優(yōu)選0.3mm至0.5mm。也可以采用小面積的光探測(cè)器（即光探測(cè)器的入光面積等于小孔的面積）以省去小孔板5。

導(dǎo)光毛細(xì)管1可以由單一材質(zhì)構(gòu)成，也可以由多種材質(zhì)構(gòu)成，對(duì)于由多種材質(zhì)構(gòu)成的導(dǎo)光毛細(xì)管，其內(nèi)壁由多層材料堆疊而成，除了在內(nèi)壁表面具有光滑起伏之處，在不同材質(zhì)的界面處也可以具有光滑起伏4，不同材質(zhì)界面處的光滑起伏4，同樣可以改變探測(cè)光束的入射角。

光滑起伏4是指在導(dǎo)光毛細(xì)管1的內(nèi)壁表面形成的凸起或凹坑，凸起或凹坑的大小要大于探測(cè)光束的波長(zhǎng)，凸起或凹坑的表面粗糙度小于探測(cè)光束的波長(zhǎng)（波長(zhǎng)一般在100納米至100微米之間）的十分之一，這樣既可以減少探測(cè)光束的散射損耗，又可以增加探測(cè)光束的傳輸光程。

光滑起伏4可以通過以下的方法制備：

1、在導(dǎo)光毛細(xì)管1的內(nèi)壁涂敷膠水；

2、擠壓導(dǎo)光毛細(xì)管1的外壁以使其內(nèi)壁形成光滑起伏4。

對(duì)于第1種方法，由于在導(dǎo)光毛細(xì)管1的內(nèi)壁涂敷厚度不均勻的膠水，使得膠水表面存在高低起伏。由于膠水具有黏性，可以產(chǎn)出厚度起伏，又由于膠水具有流動(dòng)性，使得膠水表面光滑，因此，在膠水表面可以獲得光滑起伏4。

對(duì)于第2種方法，如圖2所示，在導(dǎo)光毛細(xì)管1的外壁施加外力8，使得導(dǎo)光毛細(xì)管1局部彎曲變形，從而使導(dǎo)光毛細(xì)管1的內(nèi)壁形成有光滑起伏4。由于光滑起伏4的大小和分布位置會(huì)直接影響長(zhǎng)光程探測(cè)光束2在導(dǎo)光毛細(xì)管1的傳輸光程，因此用戶可以在光度分析儀預(yù)先設(shè)定所需的傳輸光程，光度分析儀根據(jù)該傳輸光程算計(jì)光滑起伏4大小和分布位置，從而控制擠壓導(dǎo)光毛細(xì)管1的外壁的相應(yīng)力度和位置，以獲得相應(yīng)的大小和分布位置的光滑起伏4，從而獲得所需的光程，這樣用戶就可以根據(jù)需求靈活和準(zhǔn)確的獲得所需的傳輸光程。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。