[發(fā)明專利]一種用于固體顆粒物光譜無損檢測(cè)的雙探針透射式探頭

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711370932.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN107941746A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高洪智;王動(dòng)民;丁海泉;蘇建全;于新洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東星創(chuàng)眾譜儀器有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/359
• 分類號(hào): G01N21/359
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44245
• 代理人: 黃磊,陳宏升

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及近紅外光譜分析領(lǐng)域，特別涉及一種用于固體顆粒物光譜無損檢測(cè)的雙探針透射式探頭。

背景技術(shù)

對(duì)糧食、油料作物種子、飼料顆粒等固體顆粒物的某幾種成份信息進(jìn)行快速檢測(cè)有重要意義。比如，獲取糧食等農(nóng)作物部分成份的含量信息在糧食的收獲、收購(gòu)、儲(chǔ)運(yùn)、加工等階段有重要意義，收購(gòu)商可以根據(jù)小麥蛋白質(zhì)含量信息按質(zhì)論價(jià)，面粉生產(chǎn)商可以根據(jù)小麥的蛋白質(zhì)含量信息調(diào)整生產(chǎn)。

近紅外光譜分析技術(shù)利用近紅外光對(duì)物質(zhì)成分進(jìn)行檢測(cè)，使用這一技術(shù)對(duì)糧食等固體顆粒物進(jìn)行檢測(cè)不需要試劑、不損壞樣品、速度快，精度也較高。這一技術(shù)從上世紀(jì)60、70年代開始在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家得到大量應(yīng)用，國(guó)外很多糧食加工廠、飼料加工廠、藥廠等有近紅外光譜分析儀，近幾十年國(guó)內(nèi)也開始使用這一技術(shù)。很多國(guó)家，如美國(guó)、加拿大、中國(guó)等已將一些近紅外檢測(cè)糧食成分的方法定為標(biāo)準(zhǔn)方法(如AACC Method 39-25)。

目前使用近紅外分析技術(shù)檢測(cè)糧食等固體顆粒物主要使用透射方法和漫反射方法，具。對(duì)于很多固體顆粒物樣品，透射方式效果更好，應(yīng)用較多，一般用于臺(tái)式儀器(US patent 5241178、FOSS，Infratec TM 1241)。目前使用透射方法檢測(cè)固體顆粒物，需要將樣品置于樣品池中，需要取樣、裝樣等操作過程。糧食的很多檢測(cè)需求屬于現(xiàn)場(chǎng)分析，如交易現(xiàn)場(chǎng)、倉庫等，繁瑣的操作更適合實(shí)驗(yàn)室而不是現(xiàn)場(chǎng)分析應(yīng)用。近紅外光譜分析的很多現(xiàn)場(chǎng)分析應(yīng)用如水果收獲時(shí)成熟度檢測(cè)、化工原料的倉庫管理，已經(jīng)開始大量使用手持式近紅外光譜分析儀，如Felix Instruments Inc.的F-750，國(guó)內(nèi)也有這類探頭或儀器的專利(CN101799401A、CN103822900A、CN104034674A)，這些設(shè)備不需要裝樣操作，可以對(duì)水果或固體粉末進(jìn)行直接檢測(cè)，但這些設(shè)備并不能用于檢測(cè)糧食等固體顆粒物，目前仍然缺乏不需要裝樣操作、能夠直接對(duì)糧食進(jìn)行檢測(cè)的光譜分析儀，特別是手持式儀器。要解決近紅外光譜分析難于用于糧食現(xiàn)場(chǎng)分析的問題，必須尋找新的檢測(cè)方式，替代現(xiàn)有的裝樣檢測(cè)方式。糧食油料作物種子等大固體顆粒物樣品有一定流動(dòng)性，檢測(cè)時(shí)可以當(dāng)成流體，可以設(shè)計(jì)特殊的探頭，插入樣品中采用透射方式進(jìn)行檢測(cè)，但是目前近紅外光譜分析儀器中缺乏可以將儀器或探頭直接插入糧食等固體顆粒物中進(jìn)行檢測(cè)的透射式檢測(cè)裝置。目前近紅外分析領(lǐng)域有多種用于液體檢測(cè)的透射式探頭，如US patent 5418615的設(shè)計(jì)。但是糧食等固體顆粒物的顆粒較大，需要較大光程使透射光更加均勻，目前的透射式探頭將光路布置在一個(gè)探針內(nèi)，光程太小，甚至沒有一些糧食的直徑大，僅適合檢測(cè)液體，并不適合用于糧食等固體顆粒物樣品檢測(cè)。單純?cè)黾訂蝹€(gè)探針的體積以增加光程會(huì)造成探頭體積過大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種用于固體顆粒物光譜無損檢測(cè)的雙探針透射式探頭，能夠?qū)Z食、油料作物種子、飼料顆粒等固體顆粒物進(jìn)行無損檢測(cè)，屬于近紅外光譜分析儀的附件，適合與便攜式及臺(tái)式近紅外分析儀配合使用。

本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于固體顆粒物光譜無損檢測(cè)的雙探針透射式探頭，包括光源探針、檢測(cè)探針、固定裝置，其中光源探針、檢測(cè)探針平行設(shè)置在固定裝置上，光源探針上設(shè)置的出射窗正對(duì)著檢測(cè)探針上設(shè)置的入射窗；光源探針內(nèi)安裝有出射光線發(fā)出裝置，檢測(cè)探針內(nèi)安裝有檢測(cè)裝置，出射光線發(fā)出裝置將出射光傳導(dǎo)至出射窗進(jìn)入到固體顆粒物，出射光經(jīng)過固體顆粒物形成的透射光經(jīng)入射窗進(jìn)入即得到入射光線，入射光線被檢測(cè)裝置接收，檢測(cè)裝置將接收到入射光線的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸出去。檢測(cè)裝置將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸?shù)教筋^外的采集、處理、顯示系統(tǒng)，進(jìn)行進(jìn)一步的處理。

所述檢測(cè)裝置包括分光元件、陣列探測(cè)器，入射窗、分光元件、陣列探測(cè)器依次排列；入射光線經(jīng)過分光元件分光后到達(dá)陣列探測(cè)器，陣列探測(cè)器將入射光線的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸出去。

所述分光元件光纖陣列板、濾光片陣列，入射窗、光纖陣列板、濾光片陣列、陣列探測(cè)器依次排列。

所述光纖陣列板為M個(gè)平行排列的短光纖，用于限制進(jìn)入濾光片陣列的入射光線的角度，其中M≥1；所述濾光片陣列為N個(gè)窄帶濾光片或者線性漸變?yōu)V光片組成的陣列，其中N≥1。

所述濾光片陣列為一維濾光片陣列，所述陣列探測(cè)器為線陣列探測(cè)器，或者所述濾光片陣列為二維濾光片陣列，所述陣列探測(cè)器為面陣列探測(cè)器。