專利名稱：便攜式近紅外檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及檢測(cè)設(shè)備，具體地說是一種利用近紅外光譜，檢測(cè)、分析 物質(zhì)品質(zhì)的便攜式近紅外檢測(cè)器。
技術(shù)背景
眾所周知，從20世紀(jì)50年代起近紅外光譜技術(shù)因其與生物及化學(xué)方法相 比速度快、無污染，且在工作時(shí)不需對(duì)樣品做任何化學(xué)和物理的預(yù)處理，可廣 泛用于復(fù)雜樣品，進(jìn)行非破壞性分析，所以在農(nóng)副產(chǎn)品分析中得到廣泛應(yīng)用，
國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的NIR光譜儀器廠很多，競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，由于近紅外技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng) 及在線分析領(lǐng)域應(yīng)用的日益廣泛，NIRS儀器不斷向?qū)Ｓ没?、小型化、固態(tài)化、 模塊化和快速實(shí)時(shí)方向發(fā)展，從分光器和檢測(cè)器看，便攜式NIRS儀器有兩類， 一類是由實(shí)驗(yàn)室儀器演化來的光柵掃描型，用PbS或InGaAs光敏元件做檢測(cè) 器，技術(shù)比較成熟價(jià)格也比較低，但其缺點(diǎn)是有移動(dòng)部件、影響可靠性，另一 類是由基于CCD型儀器演化而來，采用InGaAs光敏二極管陣列做檢測(cè)器、光 路固定，這類儀器的缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于光纖、CCD的 便攜式近紅外檢測(cè)器。
本實(shí)用新型可以通過如下措施達(dá)到
一種便攜式近紅外檢測(cè)器，其特征是包括光源系統(tǒng)、分光系統(tǒng)、樣品室、 檢測(cè)器、控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及記錄顯示系統(tǒng)組成，光源系統(tǒng)經(jīng)傳輸線與分光 系統(tǒng)相連接，分光系統(tǒng)經(jīng)傳輸線與樣品室相連接，樣品室經(jīng)傳輸線與檢測(cè)器相 連接，檢測(cè)器經(jīng)傳輸線與控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接，控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)經(jīng)
傳輸線分別與記錄顯示系統(tǒng)、光源系統(tǒng)、分光系統(tǒng)相連接。
本實(shí)用新型中的光源系統(tǒng)主要由光源和穩(wěn)壓電路組成，可以由溴鴉燈或LED 充當(dāng)光源。
本實(shí)用新型中的儀器的分光系統(tǒng)采用濾光片型，用干涉濾光片作為分光器 件，將光源發(fā)射的連續(xù)光變成單色光。
本實(shí)用新型中的樣品室包括載物臺(tái)和積分球，由積分球?qū)悠返耐干涔夂?漫反射光射入到檢測(cè)器內(nèi)。
本實(shí)用新型中的采用PbS光敏元件作檢測(cè)器，將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并 使用放大器放大。
本實(shí)用新型中的儀器的控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接由單片機(jī)構(gòu)成，通過電路 后接液晶顯示屏，這樣工作時(shí)就不用外接電腦，簡(jiǎn)單、便捷，達(dá)到便攜式的目 的。
本實(shí)用新型工作時(shí)，由切光器對(duì)光源發(fā)出的復(fù)合光進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的光 由分光系統(tǒng)分光后得到指定波段的進(jìn)紅外光線，該光線經(jīng)過積分球照射到位于 積分球另一端的樣品池上，與樣品發(fā)生作用后從其表面漫反射回來的光在積分 球內(nèi)部均勻后， 一部分照到傳感器上，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，由信號(hào)調(diào)理模塊調(diào)理后 通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過串口傳輸?shù)奖銛y機(jī)，上層軟件根據(jù)樣品 和白板，以及背景的檢測(cè)信號(hào)得出樣品的反射率或吸收光度光譜數(shù)據(jù)，并顯示 其光譜圖，然后利用分析軟件進(jìn)一步分析出樣品成分。
本實(shí)用新型基于光纖、CCD的便攜式進(jìn)紅外光譜檢測(cè)儀器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷、 體積小等優(yōu)點(diǎn)，適合現(xiàn)場(chǎng)及在線檢測(cè)，應(yīng)用范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述如圖所示， 一種便攜式近紅外檢測(cè)器，特征是包括光源系統(tǒng)1、分光系統(tǒng)2、 樣品室3、檢測(cè)器4、控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)5及記錄顯示系統(tǒng)6組成，其中，光 源系統(tǒng)1經(jīng)傳輸線與分光系統(tǒng)2相連接，分光系統(tǒng)2經(jīng)傳輸線與樣品室3相連 接，樣品室3經(jīng)傳輸線與檢測(cè)器4相連接，檢測(cè)器4經(jīng)傳輸線與控制和數(shù)據(jù)處 理系統(tǒng)5相連接，控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)5經(jīng)傳輸線分別與記錄顯示系統(tǒng)6、光源 系統(tǒng)l、分光系統(tǒng)2相連接，光源系統(tǒng)l主要由光源和穩(wěn)壓電路組成，可以由溴 鴇燈或LED充當(dāng)光源，儀器的分光系統(tǒng)2采用濾光片型，用干涉濾光片作為分 光器件，將光源發(fā)射的連續(xù)光變成單色光，樣品室3包括載物臺(tái)和積分球，由 積分球?qū)悠返耐干涔夂吐瓷涔馍淙氲綑z測(cè)器4內(nèi)，本實(shí)用新型采用PbS光 敏元件作檢測(cè)器4，將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并使用放大器放大，儀器的控制和 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)5直接由單片機(jī)構(gòu)成，通過電路后接液晶顯示屏，這樣工作時(shí)就 不用外接電腦，簡(jiǎn)單、便捷，達(dá)到便攜式的目的，記錄顯示系統(tǒng)6為一顯示器。本實(shí)用新型工作時(shí)，由切光器對(duì)光源發(fā)出的復(fù)合光進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的光 由分光系統(tǒng)分光后得到指定波段的進(jìn)紅外光線，該光線經(jīng)過積分球照射到位于 積分球另一端的樣品池上，與樣品發(fā)生作用后從其表面漫反射回來的光在積分 球內(nèi)部均勻后， 一部分照到傳感器上，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，由信號(hào)調(diào)理模塊調(diào)理后 通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過串口傳輸?shù)奖銛y機(jī)，上層軟件根據(jù)樣品 和白板，以及背景的檢測(cè)信號(hào)得出樣品的反射率或吸收光度光譜數(shù)據(jù)，并顯示 其光譜圖，然后利用分析軟件進(jìn)一步分析出樣品成分。為了配合本實(shí)用新型，測(cè)控軟件采用儀器采用微處理器進(jìn)行儀器的底層驅(qū) 動(dòng)，PC機(jī)或PDA進(jìn)行上層控制，并通過RS232或USB 口令進(jìn)行指令和數(shù)據(jù)的傳 輸。上層測(cè)控軟件包括系統(tǒng)自檢、光譜掃描、儀器參數(shù)設(shè)置、光譜處理、幫助 等五大模塊，分析軟件為開發(fā)的近紅外光譜半定量分析軟件PISA-VIEW,包括 建立用戶模型和調(diào)用已知模型分析未知樣品兩大功能，本實(shí)用新型的樣品制備，以干海參為例1、在干海參的制作過程中要經(jīng)過
去內(nèi)臟、清洗、加熱、拌鹽、拌灰和晾干等諸多環(huán)節(jié)，樣品進(jìn)行切片，并且盡
量均勻地在海參樣品上均勻取得樣品切片，2數(shù)據(jù)采集及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，用儀 器觀測(cè)的三種海參不同部位平均光譜圖，主要體現(xiàn)在被測(cè)的兩個(gè)反射峰的相對(duì) 強(qiáng)度的大小，在其它波段的區(qū)別不是很明顯，再用儀器觀測(cè)的海參與食鹽的光 譜數(shù)據(jù)對(duì)比，不同品種海參的光譜結(jié)構(gòu)存在了一定的差異，該差異可以作為區(qū) 分不同品種海參的依據(jù)，從而證實(shí)儀器對(duì)海參品種進(jìn)行鑒別的可行性。通過對(duì) 光譜數(shù)據(jù)的聚類分析，可以發(fā)現(xiàn)分類的結(jié)果只有一個(gè)被誤判， 一個(gè)可以作為奇 異數(shù)據(jù)剔除，說明了儀器的可用性本實(shí)用新型基于光纖、CCD的便攜式進(jìn)紅外 光譜檢測(cè)儀器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷、體積小等優(yōu)點(diǎn)，適合現(xiàn)場(chǎng)及在線檢測(cè)，應(yīng)用范 圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1、一種便攜式近紅外檢測(cè)器，其特征是包括光源系統(tǒng)、分光系統(tǒng)、樣品室、檢測(cè)器、控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及記錄顯示系統(tǒng)組成，光源系統(tǒng)經(jīng)傳輸線與分光系統(tǒng)相連接，分光系統(tǒng)經(jīng)傳輸線與樣品室相連接，樣品室經(jīng)傳輸線與檢測(cè)器相連接，檢測(cè)器經(jīng)傳輸線與控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接，控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)經(jīng)傳輸線分別與記錄顯示系統(tǒng)、光源系統(tǒng)、分光系統(tǒng)相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式近紅外檢測(cè)器，其特征在于光源系統(tǒng) 主要由光源和穩(wěn)壓電路組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式近紅外檢測(cè)器，其特征在于儀器的 分光系統(tǒng)采用濾光片型。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式近紅外檢測(cè)器，其特征在于樣品室 包括載物臺(tái)和積分球，由積分球?qū)悠返耐干涔夂吐瓷涔馍淙氲綑z測(cè)器內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式近紅外檢測(cè)器，其特征在于檢測(cè)器 采用PbS光敏元件，將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，采用放大器放大。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式近紅外檢測(cè)器，其特征在于儀器的 控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接由單片機(jī)構(gòu)成，通過電路后接液晶顯示屏。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種便攜式近紅外檢測(cè)器，其特征是包括光源系統(tǒng)、分光系統(tǒng)、樣品室、檢測(cè)器、控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及記錄顯示系統(tǒng)組成，光源系統(tǒng)經(jīng)傳輸線與分光系統(tǒng)相連接，分光系統(tǒng)經(jīng)傳輸線與樣品室相連接，樣品室經(jīng)傳輸線與檢測(cè)器相連接，檢測(cè)器經(jīng)傳輸線與控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接，控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)經(jīng)傳輸線分別與記錄顯示系統(tǒng)、光源系統(tǒng)、分光系統(tǒng)相連接，本實(shí)用新型基于光纖、CCD的便攜式進(jìn)紅外光譜檢測(cè)儀器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷、體積小等優(yōu)點(diǎn)，適合現(xiàn)場(chǎng)及在線檢測(cè)，應(yīng)用范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N21/35GK201177600SQ20082001893
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月12日
發(fā)明者李赫君, 武中臣 申請(qǐng)人:李赫君