
技术摘要:
本发明涉及一种光源模块,可以包括基座,该基座具有支撑特征,该支撑特征从基座的表面突出,并固着光源以将辐射引导远离所述表面。透镜单元可以——可选地通过固着在套筒内——附接在该表面附近,该套筒在一个端部处附接到该表面。多导体部件可以包括电导体和接触基座 全部
背景技术:
现有光谱仪技术通常包括使用复杂的系统配置,这种配置在诸如用于遥感、过程 控制等的现场条件下可能难以操作和维护。例如,在利用基于光谱仪的感测的一些应用中, 多种安全和/或可用性特征中的一种或多种(例如,减小尺寸和/或功耗、更好的温度控制、 降低爆炸风险等)可以通过减小光源模块的尺寸和热质量来改进,该光源模块可连接到光 谱仪系统的控制器并且容纳光源、透镜和热控制设备。
技术实现要素:
在本公开的一个方面,一种用于组装光源模块的方法包括相对于基座定位多导体 部件以提供多个电导体,其中基座包括表面和从该表面突出的支撑特征,多导体部件包括 多个电导体和接触基座的基座温度传感器,基座温度传感器电连接到多个电导体中的至少 一个。该方法包括:将安装板连接到支撑特征,安装板具有附接到其的光源,光源被定向成 使得从光源发射的辐射被引导离开基座的表面,光源包括半导体激光器;以及将基座的与 表面相反的一侧安装到热或温度控制设备的冷侧,其中热或温度控制设备的相对热侧被安 装到热板。该方法进一步包括:将透镜单元固着在基座的表面附近,该透镜单元具有附接在 其中的透镜,其中该固着包括相对于从光源发射的辐射来定位和定向透镜单元;以及将电 连接到基座温度传感器的多个电导体中的至少一个进一步连接到光学点火安全保护系统, 该光学点火安全保护系统被配置成如果基座温度传感器指示光源的温度在安全范围之外 则中断到光源的电流。 在该方法的一些变型中,以下中的一个或多个可以可选地包括在任何可行的组合 中。在实施例中,基座温度传感器包括多个基座温度传感器,其被配置成向光学点火安全保 护系统提供信号,光学点火安全保护系统被配置成如果来自多个基座温度传感器的信号中 的任何指示光源的温度在安全范围之外,则中断到光源的电流。在另一实施例中,透镜单元 关于透镜单元轴线旋转对称。 在又一实施例中,透镜单元在基座的表面附近的固着包括:将至少部分地围绕透 镜单元的至少一部分的套筒在套筒的第一端部处附接到基座的表面;以及将透镜单元进一 步定位和保持在套筒内距基座的焦距处,以提供从光源到透镜的辐射的期望焦距长度。在 这样的实施例中,透镜单元在套筒内距基座的焦距处的定位和保持包括使用通过辐射和/ 或热中的任一者或两者固化的粘合剂,其中粘合剂被施加在透镜单元的外表面和套筒的内 表面之间以及套筒的第一端部和基座的表面之间。在这样的实施例中,该方法还可以包括: 相对于基座平移透镜单元和套筒的组合,以实现透镜单元的透镜和基座在x维度和y维度上 4 CN 111595441 A 说 明 书 2/14 页 的期望对准,其中x维度和y维度平行于基座的上表面;以及执行透镜单元相对于套筒的延 伸或缩回,以将透镜在垂直于x维度和y维度的z维度上定位在距光源的焦距处的位置。在这 样的实施例中,该方法可以进一步包括检查焦距,其中检查包括:使辐射由光源发射;以及 测试辐射的焦点,以确定透镜单元和透镜相对于套筒和光源的优选位置。在这样的实施例 中,该方法可以进一步包括:第一次固化粘合剂,第一次固化包括使固化辐射穿过套筒的至 少一部分,套筒包括可透射固化辐射的材料;以及随后通过另一技术第二次固化粘合剂。 在又一实施例中,热板包括一个或多个机械接合和配准特征,并且透镜单元在基 座的表面附近的固着进一步包括在相对于机械接合和配准特征的一组公差内建立从光源 发射的辐射的束角、极性和位置。在另一实施例中,安装板到支撑特征的连接包括在多导体 部件中的电导体和安装板上的导电元件之间进行电连接,其中安装板和多导体部件以近似 直角接合。 在本公开的另一方面,光源模块包括:基座,其包括导热材料并具有表面;支撑特 征,其热连接到基座并从表面突出;以及安装板,其附接到支撑特征,该安装板具有附接到 其的光源,光源在附接到支撑结构时在安装板上对准,以沿着远离基座的表面引导的辐射 轴线引导辐射,光源包括半导体激光器。光源模块包括:透镜单元,其具有旋转对称形状和 在其上支撑透镜的透镜支撑件,该透镜单元固着在基座的表面附近的透镜单元位置中,使 得辐射轴线穿过支撑在透镜支撑件上的透镜;以及套筒,其至少部分地环绕透镜单元,该套 筒具有接触并被固着到基座的表面的端部,其中套筒被固着到透镜单元,使得透镜单元的 外表面固着到套筒的内表面。光源模块进一步包括多导体部件,该多导体部件包括多个电 导体,该多个电导体提供到安装板上的多个导电元件的多个电连接,该多导体部件还包括 基座温度传感器,该基座温度传感器被配置成向光学点火安全保护系统提供信号,该光学 点火安全保护系统被配置成当来自基座温度传感器的信号指示光源的温度在安全范围之 外时中断到光源的电流。 在光源模块的一些变型中,以下中的一个或多个可以可选地包括在任何可行的组 合中。在一个实施例中,基座温度传感器包括多个基座温度传感器,其被配置成向光学点火 安全保护系统提供信号,光学点火安全保护系统被配置成当来自一个或多个基座温度传感 器的任何信号指示光源的温度在安全范围之外时中断到光源的电流。在另一个实施例中, 安装板和多导体部件以近似直角接合。在又一个实施例中,透镜单元关于透镜单元轴线旋 转对称。 在一个实施例中,透镜单元被固着在套筒内基座的表面附近,并且其中透镜单元 被定位和保持在套筒内距基座的焦距处,以提供从光源到透镜的辐射的期望焦距长度。在 这样的实施例中,透镜单元由粘合剂固着在套筒内,该粘合剂通过辐射和/或热中的任一者 或两者固化,其中粘合剂被施加在透镜单元的外表面和套筒的内表面之间以及套筒的端部 和基座的表面之间。在这样的实施例中,套筒包括可透射固化粘合剂中使用的固化辐射的 材料。 在另一实施例中,光源模块进一步包括热或温度控制设备,该热或温度控制设备 具有与基座的与表面相反的一侧热连通的冷侧。在这样的实施例中,热或温度控制设备的 相对热侧被安装到热板。在这样的实施例中,热板包括一个或多个机械接合和配准特征,并 且其中将透镜单元固着在基座的表面附近还包括在相对于机械接合和配准特征的一组公 5 CN 111595441 A 说 明 书 3/14 页 差内建立从光源发射的辐射的束角、极性和位置。 附图说明 本文所述主题的一个或多个变型的细节在附图和下面的描述中阐述。本文所述主 题的其他特征和优点将从描述和附图以及权利要求中显而易见。 并入本说明书中并构成其一部分的附图示出了本文公开的主题的某些方面,并且 与描述一起有助于解释与所公开的实施方式相关联的一些原理。在附图中, 图1示出了图示与当前主题的实施方式一致的示例光源模块的特征的分解图; 图2示出了图示与当前主题的实施方式一致的示例光源模块的特征的横截面图; 图3示出了与安装到其他光谱仪组件的当前主题的实施方式一致的示例光源模块 的侧正视图; 图4示出了与安装到其他光谱仪组件的当前主题的实施方式一致的示例光谱仪的 一部分的侧横截面视图; 图5示出了与当前主题的实施方式一致的多导体部件和安装板之间的示例连接以 及其他特征的详细视图; 图6示出了与当前主题的实施方式一致的多导体部件和安装板之间的示例连接以 及其他特征的详细侧横截面视图; 图7示出了与当前主题的实施方式一致的多导体部件和安装板之间的示例连接以 及其他特征的另一详细视图; 图8示出了图示与当前主题的实施方式一致的示例安装板的平面图; 图9示出了光源模块的基座上的示例支撑特征的详细视图,该支撑特征被配置用 于接收与当前主题的实施方式一致的安装板; 图10和图11示出了图示与当前主题的实施方式一致的替代光源模块配置的示例 特征的视图; 图12、图13和图14示出了光谱仪系统的视图,与当前主题的实施方式一致的光源 模块可以并入该光谱仪系统中; 图15示出了图示具有与当前主题的实施方式一致的一个或多个特征的方法的各 方面的过程流程图;以及 图16和图17示出了与当前主题的实施方式一致的光源模块的组装过程的特征。 当可行时,相似的附图标记表示相似的结构、特征或元件。