[發明專利]農產品組織光學特性檢測裝置

有效

• 申請號: 201410189307.0
• 申請日: 2014-05-06
• 公開（公告）號: CN103940766A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 傅霞萍;方振歡;何學明;饒秀勤;應義斌
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/01
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及光學特性檢測裝置，尤其涉及一種農產品組織光學特性檢測裝置。

背景技術

光譜分析技術在農產品品質分析領域的應用已經十分廣泛,考慮到農產品形態的多樣性和結構的復雜性給定量分析帶來的不便,目前它所采用的分析方法多為統計建模,即通過掃描大量樣品光譜來建立樣品濃度和吸光度之間的相關模型,進而預測未知樣品的濃度信息。

Cheong等人在1990年總結了一份測量生物組織光學參數的清單,其中列舉了大量的生物組織光學參數測量結果及其相應的測量方法,為后續的研究工作提供了豐富的參考；然而,這些研究的對象大多集中在人體組織或者動物組織,對于農產品生物組織來說目前較少見到相應的報道。所以,我們對農產品生物組織光學參數的檢測研究就顯得十分重要。

可用于農產品組織光學特性檢測的方法主要有：基于連續光源的空間分辨技術和積分球技術。基于連續光源的空間分辨技術采用在適當的組織表面范圍內通過光纖或CCD檢測器獲取漫射光分布的變化情況，然后通過非線性擬合算法推算出組織的光學參數。實用于對農產品的快速無損檢測。積分球技術相較空間分辨漫反射技術具有更高的精度，積分球技術包括單積分球和雙積分球。

雙積分球檢測樣品時，能同時得到漫反射率Rd、漫透射率Td和準直透射率Tc，通過計算得到樣品的光學特性參數。單積分球檢測樣品時，分步得到漫反射率Rd、漫透射率Td和準直透射率Tc。通過計算得到樣品的光學特性參數。

上述兩種技術在檢測樣品的光學特性參數時，光源通常采用激光器，已有激光器的波長數較少，無法獲得連續的波長范圍內的農產品樣品的光學特性參數，如使用單個的連續光源，則由于光源能譜密度的限制，在檢測波長范圍較寬時，在特定波長范圍內的能量密度較小，無法滿足檢測的需要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種農產品組織光學特性檢測裝置，檢測光源可在多個光源之間自由切換，通過多個光源之間的互補，在整個連續檢測波長范圍內光束都有較高的能量密度，能夠滿足檢測的需求，以獲取更寬的連續波長范圍內的農產品組織光學特性參數。

本發明的技術方案如下：

本發明包括光源裝置、U形樣品夾、積分球和光譜儀，光源裝置、U形樣品夾和積分球同軸安裝，積分球的檢測口的轉接球蓋通過檢測光纖與光譜儀連接，光譜儀與計算機相連；所述的光源裝置為光源切換裝置，包括步進電機、彈性聯軸器、絲桿、滑臺、光纖支座、擋板、通光孔、兩根導向滑軌、底座和反射式光電開關；兩根導向滑軌平行固定在底座上方的兩側，位于兩根導向滑軌間的絲桿安裝在底座上方，兩根導向滑軌與絲桿平行，絲桿的一端通過彈性聯軸器與步進電機轉軸連接，滑臺下底面與絲桿構成螺旋副，滑臺下底面與兩根導向滑軌構成滑動副，光纖支座固定在滑臺上，光纖支座上表面水平且等距安裝有多根光源光纖，多根光源光纖與絲桿相垂直，擋板安裝在靠近積分球一側的底座側面，反射式光電開關固定在擋板上，與光源光纖中心同一水平面的擋板上設有通光孔，通光孔位于絲桿中點對應的位置上，通光孔中心、光源光纖中心與U形樣品夾中心位于同一個平面，步進電機與控制系統連接。

所述的控制系統：包括單片機、顯示屏、鍵盤、電機驅動器；顯示屏、鍵盤、反射式光電開關與單片機相連接，單片機通過電機驅動器與步進電機相連。

當測量樣品組織總漫反射時，所述U形樣品夾緊貼在遠離光源切換裝置的積分球一側的樣品口側面。

當測量樣品組織總透射時，所述U形樣品夾緊貼在靠近光源切換裝置的積分球一側的樣品口側面。

當測量樣品組織準直透射時，所述U形樣品夾位于光源切換裝置和積分球之間。

所述U形樣品夾的正反兩面中心位置各有一個圓孔，其中一面設有螺孔，U形樣品夾的底部設有螺孔。

本發明的有益效果是：

采用基于單片機的控制系統控制光源切換裝置在多個光源之間自由切換，通過多個光源之間的互補，在整個連續檢測波長范圍內光束都有較高的能量密度，能夠滿足檢測的需求，可以獲取更寬的連續波長范圍內的農產品組織光學特性參數。

附圖說明

圖1是本發明的結構立體圖。

圖2是圖1光源切換裝置結構斜視圖。

圖3是本發明積分球-U形樣品夾-光源切換裝置的局部剖面圖。

圖4是U形樣品夾的主視圖。

圖5是圖4的左視圖。

圖6是圖4的俯視圖。

圖7是控制系統結構框圖。

圖8是系統工作流程圖。

圖9是測試總漫反射時的布置圖。