[發(fā)明專利]基于積分球的農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)特性自動(dòng)檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510082011.3
• 申請(qǐng)日: 2015-02-15
• 公開（公告）號(hào): CN104677845B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅霞萍;方振歡;何學(xué)明;汪小耀;饒秀勤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/31
• 分類號(hào): G01N21/31;G01N21/01
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 林超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種光學(xué)特性檢測(cè)裝置，尤其涉及了一種基于積分球的農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)特性自動(dòng)檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)

光譜分析技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)分析領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，考慮到農(nóng)產(chǎn)品形態(tài)的多樣性和結(jié)構(gòu)的復(fù)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(tǒng)計(jì)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(guān)模型，進(jìn)而預(yù)測(cè)未知樣品的濃度信息。

Cheong等人在1990年總結(jié)了一份測(cè)量生物組織光學(xué)參數(shù)的清單，其中列舉了大量的生物組織光學(xué)參數(shù)測(cè)量結(jié)果及其相應(yīng)的測(cè)量方法，為后續(xù)的研究工作提供了豐富的參考；然而，這些研究的對(duì)象大多集中在人體組織或者動(dòng)物組織，對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品生物組織來說目前較少見到相應(yīng)的報(bào)道。所以，我們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品生物組織光學(xué)參數(shù)的檢測(cè)研究就顯得十分重要。

在已授權(quán)專利一種農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)特性檢測(cè)裝置CN201420229142.0中，我們采用基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)控制光源切換裝置在多個(gè)光源之間自由切換，通過多個(gè)光源之間的互補(bǔ)，在整個(gè)連續(xù)檢測(cè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)光束都有較高的能量密度，能夠滿足檢測(cè)的需求，可以獲取更寬的連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)特性參數(shù)。解決了連續(xù)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的農(nóng)產(chǎn)品樣品的光學(xué)特性參數(shù)的測(cè)量問題。但是無論是單積分技術(shù)還是雙積分技術(shù)在檢測(cè)樣品的光學(xué)特性參數(shù)時(shí)，多采用手動(dòng)放置樣品，樣品放置過程中操作比較繁瑣且容易觸動(dòng)光學(xué)光路影響測(cè)量的穩(wěn)定性，特別是單積分球系統(tǒng)，在測(cè)試過程中需要改變光路的布置，安裝拆卸積分球蓋，增加了測(cè)試過程中受到人為因素干擾的可能性，且測(cè)量過程比較耗時(shí)，不適合大樣本的測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種基于積分球的農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)特性自動(dòng)檢測(cè)裝置，檢測(cè)裝置可根據(jù)需求在單積分球與雙積分球之間轉(zhuǎn)換，自動(dòng)完成不同厚度樣品的反射率與透射率的檢測(cè)，對(duì)于每個(gè)樣品可以根據(jù)不同需要進(jìn)行多點(diǎn)檢測(cè)，并自動(dòng)保存檢測(cè)數(shù)據(jù)，從而大大簡(jiǎn)化基于積分球系統(tǒng)的光學(xué)特性檢測(cè)裝置的檢測(cè)流程，在保證精度的同時(shí)大大提高了農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)特性的檢測(cè)速度。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明包括光源、中性密度濾光片、第一積分球、自動(dòng)樣品臺(tái)、自動(dòng)附件臺(tái)、運(yùn)動(dòng)控制箱、光譜儀、上位機(jī)PC和檢測(cè)光纖；光源、中性密度濾光片和第一積分球依次同軸安裝，第一積分球檢測(cè)口的轉(zhuǎn)接球蓋通過檢測(cè)光纖與光譜儀連接，自動(dòng)附件臺(tái)和自動(dòng)樣品臺(tái)分別與運(yùn)動(dòng)控制箱連接，光譜儀、運(yùn)動(dòng)控制箱均與上位機(jī)PC連接；自動(dòng)樣品臺(tái)包括第一電動(dòng)平移臺(tái)、第二電動(dòng)平移臺(tái)、第一滑塊、橫向支板、樣品支桿、比色皿夾、樣品夾、參比夾、遮光板夾和遮光板夾支桿；第一電動(dòng)平移臺(tái)正交垂直安裝在第二電動(dòng)平移臺(tái)上方，第一電動(dòng)平移臺(tái)底部與第二電動(dòng)平移臺(tái)的滑塊固定連接；橫向支板固定在第一電動(dòng)平移臺(tái)的第一滑塊上，橫向支板方向與第一電動(dòng)平移臺(tái)的第一滑塊移動(dòng)方向相同，樣品夾、參比夾和遮光板夾依次固定安裝橫向支板上，遮光板固定在遮光板夾上。

所述的樣品夾替換為比色皿夾。

所述自動(dòng)檢測(cè)裝置工作于單積分球模式或者雙積分球模式。

當(dāng)所述自動(dòng)檢測(cè)裝置工作于單積分球模式時(shí)，所述的自動(dòng)附件臺(tái)包括第三電動(dòng)平移臺(tái)、可升降支桿、積分球蓋支架和積分球蓋；積分球蓋支架通過可升降支桿支撐連接在第三電動(dòng)平移臺(tái)的第二滑塊上，積分球蓋同軸粘接在積分球蓋支架上，積分球蓋與第一積分球同軸。

當(dāng)所述自動(dòng)檢測(cè)裝置工作于雙積分球模式時(shí)，所述的自動(dòng)附件臺(tái)包括第三電動(dòng)平移臺(tái)、可升降支桿和第二積分球，第二積分球通過可升降支桿支撐連接在第三電動(dòng)平移臺(tái)的第二滑塊上，第二積分球與第一積分球同軸。

所述的比色皿夾包括比色皿夾固定片和比色皿夾活動(dòng)片，比色皿夾固定片一側(cè)面設(shè)置有導(dǎo)槽，比色皿夾活動(dòng)片中部嵌入導(dǎo)槽，導(dǎo)槽下側(cè)的比色皿夾固定片側(cè)面開有第二通孔，比色皿夾活動(dòng)片側(cè)面設(shè)有與第二通孔配合的第三通孔，比色皿夾固定片的第二通孔與比色皿夾活動(dòng)片的第三通孔可調(diào)節(jié)地栓接。

所述的樣品夾包括平行相對(duì)安裝的樣品夾固定片與樣品夾活動(dòng)片，樣品夾固定片底部開有用于與樣品支桿連接的螺孔，樣品夾固定片和樣品夾活動(dòng)片的四角均開有相互配合的螺孔，樣品夾固定片和樣品夾活動(dòng)片中心均開有一個(gè)圓孔。

所述的遮光板夾為U型夾，底部和側(cè)面各設(shè)有一個(gè)螺孔。

所述的運(yùn)動(dòng)控制箱內(nèi)裝有第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、第三電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、PLC和單片機(jī)；上位機(jī)PC經(jīng)單片機(jī)與PLC連接，PLC分別與第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、第三電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接，第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與第一電動(dòng)平移臺(tái)連接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與第二電動(dòng)平移臺(tái)連接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，第三電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與第三電動(dòng)平移臺(tái)連接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。