[發明專利]一種檢測谷物營養成分的光譜分析系統及方法

無效

• 申請號: 201110460138.6
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN103185703A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 張銀橋;趙博;王輝;張愛國;張小超
• 申請（專利權）人: 中國農業機械化科學研究院
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35;G01N21/01
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;尚群

1.一種檢測谷物營養成分的光譜分析系統，其特征在于，包括近紅外光學系統、CCD圖像系統、樣品臺及數據處理系統，所述樣品臺設置在所述近紅外光學系統和所述CCD圖像系統之間，所述CCD圖像系統分別與所述近紅外光學系統及所述數據處理系統連接，所述近紅外光學系統照射所述樣品臺上的樣品以產生所述樣品的近紅外吸收光譜，所述CCD圖像系統采集所述近紅外吸收光譜并傳輸至所述數據處理系統，所述數據處理系統分析所述近紅外吸收光譜以得到所述樣品的待測成分及其含量。

2.如權利要求1所述的檢測谷物營養成分的光譜分析系統，其特征在于，所述近紅外光學系統包括光源、光源控制系統、光纖及固定光柵系統，所述光源對應于所述固定光柵系統及所述樣品臺設置，所述光源控制系統與所述光源連接，所述光纖用于所述光源、所述樣品及所述固定光柵系統之間的光傳遞。

3.如權利要求2所述的檢測谷物營養成分的光譜分析系統，其特征在于，所述固定光柵系統包括分光部件、光柵及反射鏡，所述反射鏡包括對應于所述分光部件的入射縫隙及所述光柵設置的第一反射鏡和對應于所述CCD圖像系統及所述光柵設置的第二反射鏡。

4.如權利要求2或3所述的檢測谷物營養成分的光譜分析系統，其特征在于，所述光纖為超低羥基石英光纖。

5.如權利要求1、2或3所述的檢測谷物營養成分的光譜分析系統，其特征在于，所述CCD圖像系統包括CCD圖像傳感器、驅動控制系統、信號采集系統和溫度控制系統，所述驅動控制系統、所述信號采集系統及所述溫度控制系統分別與所述CCD圖像傳感器連接，所述信號采集系統及所述驅動控制系統分別與所述數據處理系統連接。

6.如權利要求4所述的檢測谷物營養成分的光譜分析系統，其特征在于，所述溫度控制系統包括溫度控制器、溫度傳感器和熱電制冷器，所述溫度傳感器及所述熱電制冷器分別與所述CCD圖像傳感器連接，所述溫度控制器分別與所述熱電制冷器及所述溫度傳感器連接。

7.如權利要求5所述的檢測谷物營養成分的光譜分析系統，其特征在于，所述熱電制冷器采用多級制冷片結構，所述多級制冷片通過一金屬片直接粘貼在所述CCD圖像傳感器的散熱器上。

8.如權利要求1、2、3、6或7所述的檢測谷物營養成分的光譜分析系統，其特征在于，所述樣品臺包括驅動部件、控制部件及旋轉臺，所述驅動部件分別與所述控制部件及所述旋轉臺連接。

9.如權利要求8所述的檢測谷物營養成分的光譜分析系統，其特征在于，所述旋轉臺包括支架、旋轉平臺和樣品杯，所述旋轉平臺安裝在所述支架上，所述樣品杯安裝在所述旋轉平臺上，所述驅動部件包括電機、主動皮帶輪和從動皮帶輪，所述從動皮帶輪及所述主動皮帶輪分別安裝在所述支架上，所述從動皮帶輪分別與所述旋轉平臺及所述主動皮帶輪連接，所述電機通過電機架安裝在所述支架上并與所述主動皮帶輪連接。

10.一種上述權利要求1、2、3、6、7或9所述的檢測谷物營養成分的光譜分析系統的光譜分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

a、生成近紅外吸收光譜，啟動所述近紅外光學系統照射所述樣品臺上的樣品，以產生所述樣品的近紅外吸收光譜；

b、采集并傳輸所述近紅外吸收光譜，啟動所述CCD圖像系統采集所述近紅外吸收光譜，并將該近紅外吸收光譜的光信號轉換為模擬的電信號，傳輸至所述數據處理系統；

c、得到檢測樣品的待測成分和/或含量，所述數據處理系統接收并分析所述近紅外吸收光譜的模擬電信號，并與谷物營養成分分析校正模型對比，得到所述樣品的待測成分和/或含量。