[發明專利]一種透射式溫度傳感近紅外探頭測量系統

在審

• 申請號: 201910729530.2
• 申請日: 2019-08-08
• 公開（公告）號: CN112432919A
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 朱志強;胡振環;馮恩波;任潔;劉建朋
• 申請（專利權）人: 北京藍星清洗有限公司
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359;G01K1/14;G01J3/42;G01J3/28;G01N21/01
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

本發明公開一種透射式溫度傳感近紅外探頭測量系統，近紅外光源發射的近紅外光信號，通過第一光纖傳輸至被測物體，透過被測物體后形成透射近紅外光信號，透射近紅外光信號通過第二光纖傳輸至近紅外光譜儀，形成近紅外光譜，并將近紅外光譜傳輸至計算機；溫度傳感器采集被測物體的溫度信息，并將溫度信息傳輸至計算機，計算機輸出在該溫度下的近紅外光譜圖。該系統在測量近紅外光譜的同時，可以檢測對應的溫度信息，并實時對近紅外光譜進行溫度補償校正，提高了近紅外光譜分析技術的測量準確性。

技術領域

本發明涉及近紅外光譜測量領域，特別是涉及一種透射式溫度傳感近紅外探頭測量系統。

背景技術

近紅外光譜技術由于快速、無損、高通量，廣泛應用石油化工、材料、生命科學、農業食品等領域。但是近紅外光譜屬于分子光譜，是能量光譜，對溫度比較敏感，溫度變化不僅導致吸光度強度的變化，也導致譜帶位移。因而在建立分子光譜定量或者定性分析模型時，當介質溫度變化較大時則會導致預測結果誤差較大。在實驗室中通常是通過嚴格控制樣品溫度達到準確測量的目的，然而對于原位在線測量或者現場便攜式設備，難以有效控制測試溫度，尤其對于石油化工行業，便攜式設備在極端惡劣情況下使用，同一樣品最高溫度可能300℃以上，而最低溫度可能-30℃，這嚴重影響模型的預測或者識別準確性。

因此在測量時需要對光譜進行溫度補償校正，這就需要在測定光譜時，實時獲知溫度信息。在實際應用時通常是建立不同溫度下的全局定量或者定性分析模型來校正溫度對模型預測或者識別精度的影響，但是這種方法在低含量分析或者樣品光譜或者性質差異較小時，尤其是在物理性質的定量分析或者定性分析時效果較差。

例如，褚小立等人以重整汽油/辛烷值/苯含量為研究體系,考察了光譜預處理、波長選擇以及溫度補償校正集三種方法對建立穩健分析模型的有效性。但是該研究是使用的短波近紅外光譜(700～1100nm)，而且該體系分子間作用力較小，無氫鍵變化，光譜變形較小。王冬等人[3,4]分別研究了溫度對煙草總植物堿和復配乳油的近紅外定量分析模型的影響，發現使用全局模型可以提高模型的預測精度，但是這種方法不僅建模工作量大，而且所述方法對模型預測精度提高效果較小。

目前尚無一種設備能同時測量近紅外光譜和溫度，導致近紅外光譜分析技術在物料溫度差異較大時測量準確性較低，極大的限制了近紅外光譜在線測量技術和便攜式設備的發展。

發明內容

本發明的目的是提供一種透射式溫度傳感近紅外探頭測量系統，可同時測量近紅外光譜和溫度，提高了近紅外光譜分析技術的測量準確性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種透射式溫度傳感近紅外探頭測量系統，所述系統包括：

近紅外光源，用于產生近紅外光；

第一光纖，與所述近紅外光源連接，用于傳輸所述近紅外光；所述近紅外光透過被測物體后形成透射近紅外光；

第二光纖，用于傳輸所述透射近紅外光；

紅外光譜儀，與所述第二光纖連接，用于根據所述透射近紅外光形成近紅外光譜；

殼體，用于容納所述第一光纖和所述第二光纖；所述殼體上開設有用于容納所述被測物體的樣品槽，且所述樣品槽包括至少一對對應設置的第一側壁和第二側壁以及底壁，所述第一光纖與所述第一側壁的外壁接觸設置，所述第二光纖與所述第二側壁接觸設置；

溫度傳感器，設置于所述殼體內，用于采集所述被測物體的溫度信息；

計算機，分別與所述近紅外光譜儀和所述溫度傳感器連接，用于將所述近紅外光譜與所述溫度信息匹配，得到對應溫度下的近紅外光譜圖。

可選的，所述溫度傳感器與所述樣品槽接觸設置。