[發明專利]基于可見/近紅外光譜技術的化肥在線多點檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 201810096735.7
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108375546B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 汪六三;王儒敬;魯翠萍;孫恒輝;黃偉;王鍵;劉洋;宋良圖;崔超遠;張正勇;汪玉冰
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/31
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 婁岳

本發明提供一種基于可見/近紅外光譜技術的化肥在線多點檢測裝置及其檢測方法，包括光譜檢測系統、數據處理顯示單元、樣品傳送帶，以及沿長度方向布置在樣品傳送帶上方的多個光纖探頭，多個光纖探頭通過光纖連接單元將采集到的光譜信號輸送至光譜檢測系統，光譜檢測系統將光譜信號進行分光和光電轉換后送入數據處理顯示單元中進行定量分析。采用多探頭分布于傳送帶不同位置檢測樣品，光纖探頭可以自動實現光譜儀暗背景、參考光譜的測量，降低了裝置受外界環境的干擾，并采用兩個不同波段的光譜儀測量，共同提高了裝置對化肥質量的檢測精度。

技術領域

本發明涉及化肥質量檢測技術領域，具體涉及一種基于可見/近紅外光譜技術的化肥在線多點檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

我國是化肥生產、消費大國。據國家統計局公布的數據，2015年我國的化肥生產量為7627.36萬噸。目前，化肥生產過程中的質量監控仍采用傳統的離線方式，即在生產現場人工采樣后，送到實驗室進行傳統的化學分析。這一過程操作復雜且費時，通常需要幾個小時才能獲得分析結果，因此滯后于生產過程，難以即時發現生產過程的問題，不能滿足生產質量實時監控的需求。

可見/近紅外光譜分析技術是光譜學、化學計量學和計算機科學等多學科知識的一種現代分析技術。相對于傳統的化學分析技術，可見/近紅外光譜分析技術能夠快速、同時獲取待測樣品中多種成分的含量；同時無需對樣品作任何預處理或作簡單處理，可現實在線無損檢測。但由于傳統裝置中的探頭與被測樣品直接接觸，導致測量窗口易受被測樣品污染，且在連續工作時光源易漂移，減低了檢測精度。

發明內容

為了解決現有檢測裝置中探頭與樣品直接接觸容易污染、光源長時間工作易漂移的問題，本發明提供一種基于可見/近紅外光譜技術的化肥在線多點檢測裝置及其檢測方法，提高了裝置檢測精度。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種基于可見/近紅外光譜技術的化肥在線多點檢測裝置，包括光譜檢測系統、數據處理顯示單元、樣品傳送帶，以及沿長度方向布置在樣品傳送帶上方的多個光纖探頭，多個光纖探頭通過光纖連接單元將采集到的光譜信號輸送至光譜檢測系統，光譜檢測系統將光譜信號進行分光和光電轉換后送入數據處理顯示單元中進行定量分析。

進一步地，所述光譜檢測系統包括可見光譜儀、近紅外光譜儀，以及用于電性連接可見光譜儀、近紅外光譜儀和光纖探頭的控制單元，所述光纖連接單元輸送的光譜信號分成兩路分別進入可見光譜儀和近紅外光譜儀。

進一步地，所述光纖探頭包括豎直設置的殼體以及布置在殼體內的光源、準直透鏡和漫反射光收集器，其中光源與準直透鏡中心同軸并與漫反射光收集器平行間隔布置，所述漫反射光收集器與設置在殼體上端的光纖接口相連，殼體下端設置有檢測窗口，所述光源發射的光信號通過準直透鏡進入檢測窗口，樣品漫反射后的光信號通過漫反射光收集器進入光纖接口。

優選地，所述準直透鏡和漫反射光收集器與檢測窗口之間的光路上布置有標準參考白板，該標準參考白板能夠通過微型電機左右移動。

優選地，所述漫反射光收集器內置有微型光學快門和聚焦透鏡，該微型光學快門置于聚焦透鏡與光纖接口之間的光路上。

優選地，所述化肥在線多點檢測裝置還包括壓縮空氣發生器，該壓縮空氣發生器通過氣管與設置在所述光纖探頭的殼體下端的噴嘴連通，該噴嘴用于對所述檢測窗口進行吹灰。

優選地，所述殼體的外側或內壁上設置有制冷器，該制冷器用于對光源進行冷卻。

優選地，所述檢測窗口的下端鏡面相對水平方向傾斜設置。

優選地，所述光纖探頭通過探頭固定支架安裝在樣品傳送帶上。

本發明還提供一種化肥在線多點檢測方法，包括如下步驟：

S1、開啟電源，將所有光纖探頭中光源發出的光照射于樣品傳送帶上的樣品；