一种基于拉曼光谱的在线自动检测微塑料的便携式装置

摘要

本实用新型公开一种基于拉曼光谱的在线自动检测微塑料的便携式装置，包括进样组件，进样组件通过连接管连通有检测组件；进样组件包括固定座，固定座内转动连接有进样部，进样部与连接管一端连通；检测组件包括基底，基底内部转动设置有固液分离部，基底顶端可拆卸连接有检测部。本实用新型的装置结构简单，操作简便，安装拆卸方便，便于携带，能够对水体样品进行自动进样和检测，能够有效提高微塑料的现场检测效率。

说明书

技术领域

本实用新型属于微塑料检测设备技术领域，特别是涉及一种基于拉曼光谱的在线自动检测微塑料的便携式装置。

背景技术

近年来，微塑料(通常定义为粒径小于5mm的塑料颗粒)污染引起了越来越多的关注。微塑料通常来自于卫生和美容产品中产生的微粒，或者由较大的塑料颗粒分解和粉碎形成。产生的微塑料排放到水体中，会造成水生生物的过早死亡、摄食能力降低和免疫受损等危害，继而影响整个生态系统。目前的微塑料检测主要采用傅里叶变换红外光谱、气相色谱-质谱联用、液相色谱和拉曼光谱等技术。然而，前三种技术往往需要依托实验室的大型设备或复杂的前处理行为，不适用于复杂水体样品的现场检测。因此，需要设计一种基于拉曼光谱的在线自动检测微塑料的便携式装置以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于拉曼光谱的在线自动检测微塑料的便携式装置，以解决上述问题，达到简化微塑料检测步骤的目的。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：一种基于拉曼光谱的在线自动检测微塑料的便携式装置，包括进样组件，所述进样组件通过连接管连通有检测组件；

所述进样组件包括固定座，所述固定座内转动连接有进样部，所述进样部与所述连接管一端连通；

所述检测组件包括基底，所述基底内部转动设置有固液分离部，所述基底顶端可拆卸连接有检测部。

优选的，所述进样部包括转动座，所述转动座通过转动部与所述固定座转动连接，所述转动座内开设有第三容纳槽，所述第三容纳槽底端开设有第二容纳槽，所述第三容纳槽内可拆卸安装有注射器，所述注射器出液端与所述连接管端部连通，所述第二容纳槽内固定设置有推进部，所述推进部顶端与所述注射器推杆端对应设置。

优选的，所述推进部包括第一电机，所述第一电机固定设置在所述第二容纳槽内，所述第一电机的输出端固定连接有丝杠一端，所述丝杠另一端转动连接有支座，所述支座底端与所述第二容纳槽底壁固定连接，所述丝杠上螺纹连接有螺母，所述螺母顶端固定连接有推板底端，所述推板竖直设置，所述推板顶端与所述注射器推杆端对应设置。

优选的，所述转动部包括第二电机、转筒，所述第二电机固定设置在所述固定座侧壁内，所述第二电机的输出轴与所述转动座的侧壁固定连接，所述转筒一端与所述固定座另一侧壁固定连接，所述转筒另一端插入所述转动座侧壁内且与所述转动座转动连接，所述注射器出液端、所述第二电机、所述转筒同轴设置。

优选的，所述固液分离部包括旋转筒，所述旋转筒转动设置在所述基底内，所述旋转筒内可拆卸安装有海绵块，所述旋转筒外侧壁固定连接有旋转部，所述基底上部中心开设有第一通孔，所述第一通孔与所述海绵块上下对应设置。

优选的，所述旋转部包括第三电机，所述第三电机固定设置在所述基底内，所述第三电机的输出轴固定连接有主动齿轮，所述旋转筒外侧壁固定连接有从动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮相啮合。

优选的，所述检测部包括连接块，所述连接块底端与所述基底顶端可拆卸连接，所述连接块顶端可拆卸安装有检测仪，所述连接块底端开设有第二通孔，所述检测仪与所述第二通孔上下对应设置，所述第二通孔与所述第一通孔连通。

优选的，所述基底顶端固定连接有若干连接耳，所述连接块底端开设有若干滑槽，所述连接耳与所述滑槽相适配。

本实用新型具有如下技术效果：

1、本实用新型设置的进样部能够将水体样品通过连接管输送到检测组件内，水体样品流经固液分离部后，微塑料被截留在固液分离部表面，分离后的水及时排出固液分离部，在此过程中，通过设置拉曼检测仪的激光强度、积分时间、自动扫描的次数和扫描时间间隔，实现对微塑料的识别。

2、本实用新型的装置实现了水体样品从进样、截留、检测到出样的全自动过程，节省大量人力，降低了认为操作的不确定性，实现了信号的稳定获取。

3、本实用新型的装置各部件均便携可拆卸，适用于各类现场检测环境，并且能够实时扫描，实现对微塑料的快速在线检测。

4、本实用新型的装置能够快速截留富集微塑料，检测部能够对检测信号进行放大，提高检测灵敏度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型装置整体结构示意图；

图2为图1中A的局部放大图。

其中，1、固定座；2、转动座；3、基底；4、连接块；5、注射器；6、检测仪；7、第一电机；8、丝杠；9、支座；10、螺母；11、推板；12、第二电机；13、转筒；14、连接管；15、旋转筒；16、第三电机；17、主动齿轮；18、从动齿轮；19、海绵块；20、连接耳；21、第一通孔；22、第二通孔；23、第一容纳槽；24、第二容纳槽；25、第三容纳槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1-2，本实用新型公开一种基于拉曼光谱的在线自动检测微塑料的便携式装置，包括进样组件，进样组件通过连接管14连通有检测组件；

进样组件包括固定座1，固定座1内转动连接有进样部，进样部与连接管14一端连通；

检测组件包括基底3，基底3内部转动设置有固液分离部，基底3顶端可拆卸连接有检测部。

进一步的，固定座1的顶端开设有第一容纳槽23，进样部转动设置在第一容纳槽23内。

进一步优化方案，进样部包括转动座2，转动座2通过转动部与固定座1转动连接，转动座2内开设有第三容纳槽25，第三容纳槽25底端开设有第二容纳槽24，第三容纳槽25内可拆卸安装有注射器5，注射器5出液端与连接管14端部连通，第二容纳槽24内固定设置有推进部，推进部顶端与注射器5推杆端对应设置。

进一步优化方案，推进部包括第一电机7，第一电机7固定设置在第二容纳槽24内，第一电机7的输出端固定连接有丝杠8一端，丝杠8另一端转动连接有支座9，支座9底端与第二容纳槽24底壁固定连接，丝杠8上螺纹连接有螺母10，螺母10顶端固定连接有推板11底端，推板11竖直设置，推板11顶端与注射器5推杆端对应设置。

进一步优化方案，转动部包括第二电机12、转筒13，第二电机12固定设置在固定座1侧壁内，第二电机12的输出轴与转动座2的侧壁固定连接，转筒13一端与固定座1另一侧壁固定连接，转筒13另一端插入转动座2侧壁内且与转动座2转动连接，注射器5出液端、第二电机12、转筒13同轴设置。

使用注射器5吸取水体样品，然后将装有水体样品的注射器5安装到第三容纳槽25，使注射器5的出液端位于转筒13的轴线上，然后通过控制器(图中未画出)设定注射器5的出液速度为12mL/h，设定完成后，第一电机7工作带动丝杠8旋转，丝杠8旋转的过程中带动螺母10在丝杠8上移动，螺母10移动的过程中带动推板11对注射器5的推杆端进行推动，实现注射器5的自动出液，第二电机12为正反转电机，注射器5出液的过程中，第二电机12带动注射器5旋转，防止注射器5内的水体样品因微塑料颗粒堆积而影响检测结果。

进一步优化方案，固液分离部包括旋转筒15，旋转筒15转动设置在基底3内，旋转筒15内可拆卸安装有海绵块19，旋转筒15外侧壁固定连接有旋转部，基底3上部中心开设有第一通孔21，第一通孔21与海绵块19上下对应设置。

海绵块19为金组装海绵，金组装海绵表面具有大量的碗状结构，能够有效地将微塑料截留在表面上，快速完成微塑料从水体样品的分离，微塑料与金纳米颗粒接触后产生大量热点，可以实现拉曼信号的数量级放大。

进一步优化方案，旋转部包括第三电机16，第三电机16固定设置在基底3内，第三电机16的输出轴固定连接有主动齿轮17，旋转筒15外侧壁固定连接有从动齿轮18，主动齿轮17与从动齿轮18相啮合。

海绵块19为水体样品进行固液分离时，可以控制第三电机16动作带动旋转筒15不断转动，使微塑料颗粒均匀的停留在海绵块19表面上，防止海绵块19表面同一位置停留的微塑料颗粒过多而影响检测结果。

进一步优化方案，检测部包括连接块4，连接块4底端与基底3顶端可拆卸连接，连接块4顶端可拆卸安装有检测仪6，连接块4底端开设有第二通孔22，检测仪6与第二通孔22上下对应设置，第二通孔22与第一通孔21连通。

检测仪6为市售便携拉曼仪，型号为Accuman-SR510。

进一步优化方案，基底3顶端固定连接有若干连接耳20，连接块4底端开设有若干滑槽，连接耳20与滑槽相适配。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。