CN103822900B - 一种近红外漫反射探头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种近红外漫反射探头。所述近红外漫反射探头包括主架、光纤和光源；所述主架的前端依次连接一前套筒和一前罩；所述前罩上固定有保护窗片；所述主架的腔体内连接一光纤架，所述光纤架上设有若干所述光纤；所述光纤为低羟基石英光纤；所述光源设于所述主架的腔体内且固定于所述光纤架上，所述光源发射的光可照射至所述保护窗片；所述光源为杯灯光源，所述光源的内部采用镀金处理。采用6点间隔60度光纤分布设计，大大的提高了信号采集范围，光纤的有效采集面积为直径5.5cm。本发明提供的近红外漫反射探头可以实现对肉块和胴体营养学指标的在场在线的无损测定，大大提高了工作效率，减少了经济损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种近红外漫反射探头。
背景技术
近红外光是指介于可见光和中红外光之间的电磁波，波长范围是780nm～2500nm，一般有机物在该区的近红外光谱吸收主要是含氢基团（-OH，-CH，-NH，-SH）等的倍频和合频吸收。由于肉类中的大多数有机化合物如蛋白质、脂肪、有机酸、碳水化合物等都含有不同的含氢基团，所以通过对其进行近红外光谱分析就可测定这些成分的含量。
近红外漫反射探头是近红外光谱检测仪的核心部件，现在肉类检测中普遍采用的近红外漫反射探头均采用单点光纤采集的形式，受此制约，现有探头的光源照射的有效面积直径也较小（大约为3.8cm左右），信号采集范围较小，光纤有效采集面积直径小（只有约1cm左右）。因此，样品必须粉碎为肉糜状才能够测定蛋白质、脂肪、水分含量等营养学指标，难以实现在场在线的无损检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种近红外漫反射探头，本发明可以实现对肉块和胴体营养学指标的在场在线的无损测定，可大大提高工作效率，减少经济损失。
本发明所提供的近红外漫反射探头，包括主架、光纤和光源；
所述主架的前端依次连接一前套筒和一前罩；所述前罩上固定有保护窗片；
所述主架的腔体内连接一光纤架，所述光纤架上设有若干所述光纤；所述光纤为低羟基石英光纤；
所述光源设于所述主架的腔体内且固定于所述光纤架上，所述光源发射的光可照射至所述保护窗片；所述光源为杯灯光源，所述光源的内部采用镀金处理。
上述的近红外漫反射探头中，所述光纤沿所述光纤架的周向均匀布置，且相邻所述光纤之间的夹角为60°；所述光纤用于传输测量光信号，本发明采用6点间隔60度光纤分布采集，可大大提高信号采集范围。
上述的近红外漫反射探头中，所述主架的后端连接一后盖，所述后盖上设有若干通孔，所述后盖的内侧连接一风扇；所述风扇可减少光源的热辐射，使空气循环起来以进行散热。
上述的近红外漫反射探头中，所述光源与所述保护窗片之间设有一毛玻璃，所述毛玻璃通过毛玻璃压板固定于所述光纤架上；所述毛玻璃能够使光源的光照更加均匀。
上述的近红外漫反射探头中，所述保护窗片通过保护窗片压圈固定于所述前罩上。
上述的近红外漫反射探头中，所述光纤架上连接一光纤固定架，所述光纤固定架上连接有若干光纤固定柱，所述光纤固定架和所述光纤固定柱均起到固定光纤防止其缠绕的作用。
上述的近红外漫反射探头中，所述主架上连接一手柄，所述光纤从所述手柄处引出，并用于手握。
本发明近红外漫反射探头的工作原理为：通过光源发光，照射到被测物质上，被测物质会吸收光源发出的光线，从而使被测物质内部发生能级的跃迁。由低能级跃迁到高能级，由于能级不稳定，瞬时间又会回到低能级，将能量释放出来，释放的能量通过光纤接收，从而绘制出被测物质的光谱图。
本发明采用杯灯光源，且光源内部采用镀金处理，能够有效地提供光源照度，光源照射的有效面积直径可达6cm；光纤材质采用低羟基石英光纤，可以减少羟基信号在近红外波段中的吸收；采用6点间隔60度光纤分布设计，大大的提高了信号采集范围，光纤的有效采集面积为直径5.5cm。本发明提供的近红外漫反射探头可以实现对肉块和胴体营养学指标的在场在线的无损测定，大大提高了工作效率，减少了经济损失。
附图说明
图1为本发明近红外漫反射探头的结构示意图。
图中各标记如下：
1前罩、2前罩筒、3主架、4光纤架、5后盖、6风扇、7保护窗片、8保护窗片压圈、9毛玻璃、10毛玻璃压板、11灯压板、12光纤固定架、13杯灯光源、14光纤固定柱、15手柄、16光纤。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示，本发明提供的近红外漫反射探头包括主架3、光纤16和杯灯光源13。主架3采用全铝材质，表面采用喷砂氧化处理。该主架3的前端依次连接一前套筒2和一前罩1，且在前罩1上固定有保护窗片7，该保护窗片7通过保护窗片压圈8固定于前罩1上，所设置的保护窗片7可以防止被测物进入探头内部以污染光源和光纤。在主架3的腔体内连接一光纤架4，所述光纤架上连接有6条光纤16，光纤16为低羟基石英光纤，用于传输测量光信号；光纤16沿光纤架4的周向均匀布置，且相邻光纤16之间的夹角为60°，可大大提高信号采集范围。在本发明中，为了防止光纤16缠绕，在光纤架4上连接一光纤固定架12，然后再该光纤固定架12上连接6个光纤固定柱14。
本发明中，杯灯光源13的内部采用镀金处理，以提高光源的照度；杯灯光源13设于主架3的腔体内且通过灯压板11固定于光纤架4上，杯灯光源13发射的光可照射至保护窗片7。为了使光源的光照更加均匀，在杯灯光源13与保护窗片7之间设置一毛玻璃9，且该毛玻璃9通过毛玻璃压板10固定于光纤架4上。
本发明中，为了减少光源热辐射，使空气循环起来以进行散热，在主架3的后端连接一后盖5，该后盖5上设有多个通孔（图中未标），且后盖5的内侧连接一风扇6。
本发明中，主架3上连接一手柄15，光纤16从该手柄15处引出，并用于手握。
本发明提供的近红外漫反射探头可以按照如下步骤进行安装：
（1）、将6条光纤16安装到光纤架4上，并锁紧光纤16。
（2）、将杯灯光源13安装到光纤架4上并用灯压板1）固定好光源。
（3）、将毛玻璃9安装到光纤架4上并用毛玻璃压板10固定好毛玻璃9。
（4）、将光纤固定柱14安装到光纤固定架12上，将光纤固定架12安装到光纤架4上，将安装好的光纤固定到光纤固定柱12上以防止光纤缠绕。
（5）、将保护窗片7通过保护窗片压圈8固定到前罩1上，将前罩1安装到前罩筒2上并固定紧，然后安装到主架3上。
（6）、将光纤架4安装到主架3上，然后将光纤16从主架3中穿出并通过手柄15，并将手柄15固定到主架3上。
（7）、将风扇6安装到后盖5上，连接好电源线后将后盖5安装到主架3上，探头安装完成。
本发明近红外漫反射探头具有如下特点：
1、外壳采用全铝材质，表面采用喷砂氧化处理美观大方。
2、整体采用光源前部密封后部散热的方式，减少空气中尘土在光源上的附着，从而延长光源照度减弱的时间。
3、采用12V、20W杯灯光源，光源内部采用镀金处理，能够有效的提供光源照度。
4、光源照射的有效性面积为直径6cm。
5、光纤材质采用低羟基石英光纤，减少羟基信号在近红外波段中的吸收。
6、采用6点间隔60°光纤分布采集，大大提高了信号采集范围。
7、光纤的有效采集面积为直径5.5cm。
Claims (1)
1.一种近红外漫反射探头，其特征在于：所述漫反射探头包括主架、光纤和光源；
所述主架的前端依次连接一前套筒和一前罩；所述前罩上固定有保护窗片；
所述主架的腔体内连接一光纤架，所述光纤架上设有若干所述光纤；所述光纤为低羟基石英光纤；
所述光纤沿所述光纤架的周向均匀布置，且相邻所述光纤之间的夹角为60°；
所述光源设于所述主架的腔体内且固定于所述光纤架上，所述光源发射的光可照射至所述保护窗片；所述光源为杯灯光源，所述光源的内部采用镀金处理；
所述主架的后端连接一后盖，所述后盖上设有若干通孔，所述后盖的内侧连接一风扇；
所述光源与所述保护窗片之间设有一毛玻璃，所述毛玻璃通过毛玻璃压板固定于所述光纤架上；
所述保护窗片通过保护窗片压圈固定于所述前罩上；
所述光纤架上连接一光纤固定架，所述光纤固定架上连接有若干光纤固定柱；
所述主架上连接一手柄。
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