[發明專利]一種用于谷物檢測的可采集圖像的光譜探頭

在審

• 申請號: 202211386628.0
• 申請日: 2022-11-07
• 公開（公告）號: CN115900946A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 王治樂;夏磊;張樹青;何曉博;劉廣森;于濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/02;G01N21/84;G01N21/01
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 張利明

一種用于谷物檢測的可采集圖像的光譜探頭，屬于光譜分析儀技術領域，本發明為解決現有光譜儀只能對谷物進行光譜分析，若想采集被測物的外觀信息，則需要單獨拍照，費時費力的問題。本發明方案：一號入射光纖和二號入射光纖出射光束照射在被測谷物，所述被測谷物的漫反射光和反射光同時入射至筒形外殼內腔中，光束經過成像鏡頭后，再由分光片分為兩束光，根據兩束光實現樣品外觀和樣品成分的同步檢測：其中一束光經一號濾光片濾掉紅外光，保留可見光的光束從筒形外殼出光側輸出并將在探測器上成像形成樣品圖像，所述樣品圖像用于分析被測谷物的外觀是否合格；另一束光經二號濾光片及出射光纖傳導至光譜檢測單元，用于分析被測谷物的樣品成分。

技術領域

本發明涉及谷物外觀檢測及光譜檢測技術，屬于光譜分析儀技術領域。

背景技術

谷物檢測中，谷物的成分和外觀都是用于評價谷物質量的重要信息，現有發明方案CN107356526A(一種紅外光譜儀外置入射接收光纖探頭裝置)、CN107917890A(一種用于固體顆粒光譜無損檢測的LED漫透射式探頭)都是使光譜直接進入探頭設備，對于待測光的能量利用率不高，CN103245416A(一種添加集光結構的哈達瑪變換近紅外光譜儀)提出了準直透鏡和柱面鏡結合的集光措施，但是單純采集了被測物的光譜，并沒有成像功能，分析過程中仍會存在誤差，如對被測物中的雜質產生的光譜進行測量，產生錯誤的分析結果；谷物的外觀并不合格，而對谷物評價為合格等，若想采集被測物的外觀信息，則需要單獨拍照，費時費力。

因此，針對以上不足，需要提供一種檢測技術，在不增加設備復雜度、不增加設備體積的前提下，能夠同時進行光譜檢測和外觀檢測。

發明內容

針對現有光譜儀只能對谷物進行光譜分析，若想采集被測物的外觀信息，則需要單獨拍照，費時費力的問題，本發明提供一種用于谷物檢測的可采集圖像的光譜探頭。

本發明所述一種用于谷物檢測的可采集圖像的光譜探頭，包括筒形外殼11、一號入射光纖1、二號入射光纖2、成像鏡頭3、一號濾光片6、二號濾光片7、出射光纖8和分光片9；

一號入射光纖1、二號入射光纖2對稱安裝筒形外殼11外側壁；

筒形外殼11內腔下部設置成像鏡頭3，筒形外殼11內腔上部設置有分光片9，筒形外殼11上部側壁開有出光通孔，出射光纖8通過該出光通孔安裝在筒形外殼11側壁上；

一號入射光纖1和二號入射光纖2出射光束照射在被測谷物5，所述被測谷物5的漫反射光和反射光同時入射至筒形外殼11內腔中，光束經過成像鏡頭3后，再由分光片9分為兩束光，根據兩束光實現樣品外觀和樣品成分的同步檢測：

其中一束光經一號濾光片6濾掉紅外光，保留可見光的光束從筒形外殼11出光側輸出并將在探測器上成像形成樣品圖像，所述樣品圖像用于分析被測谷物5的外觀是否合格；

另一束光經二號濾光片7及出射光纖8傳導至光譜檢測單元，用于分析被測谷物5的樣品成分。

優選地，一號入射光纖1、二號入射光纖2接入寬光譜光源。

優選地，寬光譜光源選用鹵鎢燈，選擇波長范圍為350nm-2500nm。

優選地，二號濾光片7為帶通濾光片。

優選地，二號濾光片7的帶通波長為900-1700nm。

優選地，一號入射光纖1、二號入射光纖2和出射光纖8均設置有光纖保護外殼10，兩個入射光纖的光纖保護外殼10與筒形外殼11入光側下端口平齊。

優選地，還包括保護玻璃4，筒形外殼11入光側下端口連同一號入射光纖1、二號入射光纖2的光纖保護外殼10光線出射端口共同設置一個保護玻璃4，筒形外殼11出光側上端口、側壁的出光通孔各安裝一個保護玻璃4。