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原文传递一种基于液芯波导拉曼光谱的航天员尿液检测系统

专利名称：	一种基于液芯波导拉曼光谱的航天员尿液检测系统
摘要：	本发明公开了一种基于液芯波导拉曼光谱的航天员尿液检测系统，该系统基于液芯波导拉曼光谱检测，该系统主要由主控制器、收集子系统、光谱子系统和进样子系统组成；本发明的有益效果是，检测系统采用基于运动液芯波导拉曼光谱的检测方法，可实现对微弱拉曼信号的增强以及较大量样本的统计测量，使得对航天员尿液的成分检测更可靠；在废液收集中采用直流电场方法，满足微重力环境下的要求；在测试最后，采用净水进行液芯的清洁，满足环保卫生的要求。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	中国科学院上海技术物理研究所
发明人：	万雄;王泓鹏;袁汝俊;何强
专利状态：	有效
申请号：	CN201811268206.7
公开号：	CN109239053A
代理机构：	上海沪慧律师事务所 31311
代理人：	郭英
分类号：	G01N21/65(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	200083 上海市虹口区玉田路500号
主权项：	1.一种基于液芯波导拉曼光谱的航天员尿液检测系统，包括主控制器(25)、收集子系统(30)、光谱子系统(31)和进样子系统(32)组成；其特征在于：光谱子系统(31)负责激光发射及拉曼信号接收，它由液芯波导管(6)、窗口玻片(9)、显微物镜(10)、二向色镜(12)、干涉滤光片(13)、扩束镜(14)、拉曼激光器(15)、瑞利滤光片(16)、光纤耦合镜(17)、接收光纤(18)、拉曼光谱仪(19)、全反镜(26)及封口(27)组成；液芯波导管(6)的一端贴合窗口玻片(9)，另一端贴合全反镜(26)，全反镜(26)由封口(27)加强固定；进样子系统(32)用于将测试液体样(22)送入光谱子系统(31)中进行分析；进样子系统(32)由联接软管(20)、进液器(21)、电动活塞(23)、步机电机(24)、入流管(8)、进液口(34)和密封盖(35)组成；测试液体样(22)通过进液口(34)导入进液器(21)，导入完成后盖好密封盖(35)；入流管(8)与液芯波导管(6)连通，联接软管(20)将入流管(8)与进液器(21)相连；步机电机(24)可带动电动活塞(23)在进液器(21)中平移，将测试液体样(22)通过联接软管(20)及入流管(8)缓慢推入液芯波导管(6)；收集子系统(30)用于在空间站微重力环境下收集测试液体样(22)，防止污染环境；收集子系统(30)由直流电源(1)、电阴极(2)、球形罩(3)、出流管(5)、电阳极(28)与废液箱(29)组成；出流管(5)与液芯波导管(6)连通；球形罩(3)内壁有电阴极(2)，废液箱(29)入口为电阳极(28)；直流电源(1)的正负极分别与电阳极(28)电阴极(2)连接，维持电阳极(28)与电阴极(2)之间的电场；液芯波导管(6)中的测试液体样(22)通过出流管(5)，沿喷射轴线(4)喷射至电阴极(2)，从而带上负电荷，在电场的作用下，被吸引至电阳极(28)，进入废液箱(29)；拉曼激光器(15)可沿光学主轴(11)由右向左发射一定波长λ的连续激光束，经扩束镜(14)扩束(注：得到的激光束直径与显微物镜(10)的入瞳匹配)后，再经干涉滤光片(13)后获得窄频拉曼激光束，接着穿过二向色镜(12)，经显微物镜(10)并通过窗口玻片(9)后，可聚焦至液芯波导管(6)中测试液体样(22)，聚焦点处激发的拉曼前向散射信号沿液芯轴线(7)向左传输，并不断与测试液体样(22)中的分子碰撞，从而得到积累和加强，当传输到全反镜(26)后，经反射沿液芯轴线(7)向右传输，再次不断与测试液体样(22)中的分子碰撞，拉曼散射信号得到进一步加强，依次穿过窗口玻片(9)与显微物镜(10)后，经二向色镜(12)反射后，沿接收光轴(33)传输，经瑞利滤光片(16)滤去波长为λ的泵浦光后的拉曼散射光经光纤耦合镜(17)聚焦进入接收光纤(18)，传入拉曼光谱仪(19)进行分析；主控制器(25)用于开启及关闭直流电源(1)、拉曼激光器(15)以及拉曼光谱仪(19)，并用于给步机电机(24)发送控制指令，还用于设置拉曼光谱仪(19)工作参数，且接收拉曼光谱仪(19)的光谱数据进行分析。
所属类别：	发明专利