CN109738379A - 一种微型分子光谱识别装置 - Google Patents
一种微型分子光谱识别装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109738379A CN109738379A CN201910058602.5A CN201910058602A CN109738379A CN 109738379 A CN109738379 A CN 109738379A CN 201910058602 A CN201910058602 A CN 201910058602A CN 109738379 A CN109738379 A CN 109738379A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- infrared
- visible light
- spectrum
- sensor
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种微型分子光谱识别装置，包括盒体，所述盒体内部设有紫外可见近红外电路，盒体一侧内壁为光谱采样窗口，该近红外光谱采样窗口上设有与紫外可见近红外电路的近红外光谱传感器、可见光光谱传感器、紫外光谱传感器和紫外可见近红外LED光源；与所述红外光谱采样窗口相对侧为可透过紫外可见近红外的窗口玻璃，中间形成积分腔。将窗口玻璃压在样品上，窗口玻璃能将样品的表面压平整从而提高采样质量。压平整之后，紫外可见近红外LED光源发出光束直射或经过积分腔内壁反射到达样品的表面，经过紫外可见近红外光照射的样品对紫外可见近红外LED光源发出的光束进行了吸收，然后光线经过紫外可见近红外窗口玻璃被光谱传感器接收形成光谱。
Description
技术领域
本发明涉及分子光谱技术领域，具体的说，是一种微型分子光谱识别装置。
背景技术
近红外光谱分析技术是一种快速检测技术，采用化学计量学方法分析物体的近红外光谱，可以对物体的化学主成份以及物理形态信息进行定性和定量的分析。近红外光谱技术具备不需制样、无损、快速及多项指标同时检测出结果的优异特性，作为替代传统的理化分析技术手段，在制造领域已得到广泛应用。近红外光谱分析的主要目的是提取不同物体的理化信息对近红外光吸光度的响应，然后用不同物体的不同响应和物体本身的理化信息做相关性数学模型，来实现近红外光谱对物体理化信息的间接分析。现有的微型分子光谱仪由于产品尺寸的限制，波长分析范围窄，难以包含更多的光谱信息，对建模工作带来了困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微型分子光谱识别装置，用于解决现有技术中微型分子光谱仪由于产品尺寸的限制，波长分析范围窄，难以包含更多的光谱信息，对建模工作带来了困难的问题。
本发明通过下述技术方案解决上述问题：
一种微型分子光谱识别装置，包括盒体，所述盒体内部设有紫外可见近红外电路，盒体一侧内壁为光谱采样窗口，该近红外光谱采样窗口上设有与紫外可见近红外电路的近红外光谱传感器、可见光光谱传感器、紫外光谱传感器和紫外可见近红外LED光源；与所述红外光谱采样窗口相对侧为可透过紫外可见近红外的窗口玻璃，中间形成积分腔。使用时，将窗口玻璃压在样品上，窗口玻璃能将样品的表面压平整从而提高采样质量。压平整之后，紫外可见近红外LED光源发出光束，直射或经过积分腔内壁反射到达样品的表面，经过紫外可见近红外光照射的样品对紫外可见近红外LED光源发出的光束进行了吸收，然后反射和散射的光线经过紫外可见近红外窗口玻璃被近红外光谱传感器、可见光光谱传感器和紫外光谱传感器接收形成光谱，近红外光谱数据经过分析可得出样品的有机成分信息；可见光谱数据经过分析处理后可得出样品的颜色信息；紫外光谱数据经过分析处理后可得出样品的无机成分信息，综合即可得到样品的完整信息。可同时对近红外、紫外和可见光的光谱进行分析处理，波长的分析范围更宽，能得到更多的光谱信息，很好的解决了现有技术存在问题。
优选的，所述紫外可见近红外电路包括微处理器，所述近红外光谱传感器的IIC端口与微处理器的IIC端口相连，所述近红外光谱传感器的EN端与微处理器的IO端口相连；近红外光谱传感器的另一个IIC端口与可见光光谱传感器的IIC端口和紫外光谱传感器的IIC端口相连；还包括与微处理器IO口相连的DCDC的EN端。微处理器的IO口与近红外光谱传感器的EN端相连，控制近红外光谱传感器的开启和关闭，微处理器的IO口与DCDC的EN端口相连，控制紫外可见近红外光源的开启和关闭。
优选的，所述紫外可见近红外LED光源的表面设有透镜，透镜的主要作用是用来控制紫外可见近红外LED光源的发散角，以提升光发出来的光束在样品上的照射率，从而提升样品光谱采样质量。
优选的，所述积分腔的内壁表面经过高反射处理，积分腔内壁经高反射处理后经过光束在经内壁反射时的反射率更高被吸收的部分更少，使反射到样品表面的光束更多，提升样品光谱采样质量。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明中，窗口玻璃能将样品的表面压平整从而提高采样质量。压平整之后，紫外可见近红外LED光源发出光束，直射或经过积分腔内壁反射到达样品的表面，经过紫外可见近红外光照射的样品对紫外可见近红外LED光源发出的光束进行了吸收，然后反射和散射的光线经过紫外可见近红外窗口玻璃被近红外光谱传感器、可见光光谱传感器和紫外光谱传感器接收形成光谱，近红外光谱数据经过分析可得出样品的有机成分信息；可见光谱数据经过分析处理后可得出样品的颜色信息；紫外光谱数据经过分析处理后可得出样品的无机成分信息，综合即可得到样品的完整信息。可同时对近红外、紫外和可见光的光谱进行分析处理，波长的分析范围更宽，能得到更多的光谱信息，很好的解决了现有技术存在问题。
(2)本发明中，紫外可见近红外LED光源的表面设有透镜，透镜的主要作用是用来控制紫外可见近红外LED光源的发散角，以提升光发出来的光束在样品上的照射率，从而提升样品光谱采样质量。
(3)本发明中，积分腔的内壁表面经过高反射处理，积分腔内壁经高反射处理后经过光束在经内壁反射时的反射率更高被吸收的部分更少，使反射到样品表面的光束更多，提升样品光谱采样质量。
附图说明
图1是本发明光谱采样窗口的结构简图；
图2是本发明近红外光能量照射样品的示意图；
图3是本发明紫外可见近红外电路框图示意图；
图4是本发明的分子光谱分析方法示意图；
附图中标记：100-光谱采样窗口；101-近红外光谱传感器；102-紫外可见近红外LED光源；103-可见光光谱传感器；104-紫外光谱传感器；201-窗口玻璃；202-样品；203-反射光线；204-散射光线；205-经积分腔内壁反射的光线；206-直射光线；207-直射光线；301-微处理器的IIC端口；302-微处理器的IO口；303-近红外光谱传感器的IIC端口；304-近红外光谱传感器的另一个IIC端口；305-可见光光谱传感器的IIC端口；306-可见光光谱传感器的IIC端口；307-微处理器的另一个IO口；308-DCDC的EN端；401-近红外光谱数据；402-可见光谱数据；403-紫外光谱数据；404-F1(X)算法；405-F2(X)算法；406-F3(X)算法；407-样品有机成分信息；408-样品颜色信息；409-样品无机成分信息；410-样品完整信息。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
结合附图1和2所示，一种微型分子光谱识别装置，包括盒体，所述盒体内部设有紫外可见近红外电路，如图3所示，紫外可见近红外电路包括微处理器，所述近红外光谱传感器的IIC端口303与微处理器的IIC端口301相连，所述近红外光谱传感器101的EN端与微处理器的IO口302相连；近红外光谱传感器的另一个IIC端口304与可见光光谱传感器的IIC端口305和紫外光谱传感器的IIC端口306相连；还包括与微处理器的另一个IO口307相连的DCDC的EN端308。微处理器的IO口302与近红外光谱传感器101的EN端相连，控制近红外光谱传感器101的开启和关闭，微处理器的另一个IO口与DCDC的EN端308口相连，控制紫外可见近红外光源的开启和关闭；盒体一侧内壁为光谱采样窗口100，该近红外光谱采样窗口100上设有与紫外可见近红外电路的近红外光谱传感器101、可见光光谱传感器103、紫外光谱传感器104和紫外可见近红外LED光源102，且紫外可见近红外LED光源102的表面设有透镜，透镜的主要作用是用来控制紫外可见近红外LED光源102的发散角，以提升光发出来的光束在样品202上的照射率，从而提升样品202光谱采样质量；与所述红外光谱采样窗口100相对侧为可透过紫外可见近红外的窗口玻璃201，中间形成积分腔，积分腔的内壁表面经过高反射处理，积分腔内壁经高反射处理后经过光束在经内壁反射时的反射率更高被吸收的部分更少，使反射到样品202表面的光束更多，提升样品202光谱采样质量。
结合图2和图4所示，使用时，将窗口玻璃201压在样品202上，窗口玻璃201能将样品202的表面压平整从而提高采样质量。压平整之后，紫外可见近红外LED光源102发出光线，直射光线206、207和经积分腔内壁反射的光线205到达样品202的表面，经过紫外可见近红外光照射的样品202对紫外可见近红外LED光源102发出的光束进行了吸收，经过反射和散射的产生反射光线203和散射光线204经过紫外可见近红外窗口玻璃201被近红外光谱传感器101、可见光光谱传感器103和紫外光谱传感器104接收形成光谱，近红外光谱数据401经过F1(X)算法404分析可得出样品有机成分信息407；可见光谱数据402经过F2(X)算法405分析处理后可得出样品颜色信息408；紫外光谱数据403经过F3(X)算法406分析处理后可得出样品无机成分信息409，综合即可得到样完整信息410。
上述的算法中，F1(X)算法404的目的是依照近红外光谱数据401对样品202有机成分信息407进行回归计算，其中，X为近红外光谱数据矩阵，F1(X)＝B+W·X，其中B为偏移系数矩阵，W为回归系数矩阵；F2(X)算法405的目的是依照可见光谱数据402对样品202颜色信息408进行比对计算，X为可见光谱数据矩阵，F2(X)＝T·PT+E，其中，T为光谱数据得分矩阵，P为光谱数据载荷矩阵，E为光谱数据误差矩阵；F3(X)算法406的目的是依照紫外光谱数据403对样品202的无机成分信息409进行回归计算，F3(X)＝aK+b，其中a为算子系数，K为光谱数据映射函数，b为偏置参数。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。
Claims (4)
1.一种微型分子光谱识别装置，包括盒体，其特征在于：所述盒体内部设有紫外可见近红外电路，盒体一侧内壁为光谱采样窗口，该近红外光谱采样窗口上设有与紫外可见近红外电路的近红外光谱传感器、可见光光谱传感器、紫外光谱传感器和紫外可见近红外LED光源；与所述红外光谱采样窗口相对侧为可透过紫外可见近红外窗口玻璃，中间形成积分腔。
2.根据权利要求1所述的微型分子光谱识别装置，其特征在于：所述紫外可见近红外电路包括微处理器，所述近红外光谱传感器的IIC端口与微处理器的IIC端口相连，所述近红外光谱传感器的EN端与微处理器的IO端口相连；近红外光谱传感器的另一个IIC端口与可见光光谱传感器的IIC端口和紫外光谱传感器的IIC端口相连；还包括与微处理器IO口相连的DCDC的EN端。
3.根据权利要求1所述的微型分子光谱识别装置，其特征在于：所述紫外可见近红外LED光源的表面设有透镜。
4.根据权利要求1所述的微型分子光谱识别装置，其特征在于：所述积分腔的内壁表面经过高反射处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910058602.5A CN109738379A (zh) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | 一种微型分子光谱识别装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910058602.5A CN109738379A (zh) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | 一种微型分子光谱识别装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109738379A true CN109738379A (zh) | 2019-05-10 |
Family
ID=66365613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910058602.5A Pending CN109738379A (zh) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | 一种微型分子光谱识别装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109738379A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1480721A (zh) * | 2003-07-16 | 2004-03-10 | 吉林大学 | 便携式近红外矿物分析仪 |
| CN2676188Y (zh) * | 2004-03-02 | 2005-02-02 | 江苏静安科技公司 | 便携式近红外光谱仪 |
| CN204044057U (zh) * | 2014-08-20 | 2014-12-24 | 刘鸿飞 | 一种微型红外汽车尾气分析仪 |
| CN105593651A (zh) * | 2013-08-02 | 2016-05-18 | 威利食品有限公司 | 光谱测定系统和方法、光谱设备和系统 |
| CN205506679U (zh) * | 2016-01-14 | 2016-08-24 | 昆明睿意铂科技股份有限公司 | 一种便携式近红外光谱检测系统 |
| CN106461461A (zh) * | 2014-01-03 | 2017-02-22 | 威利食品有限公司 | 光谱测定系统、方法和应用 |
| CN206696177U (zh) * | 2017-03-14 | 2017-12-01 | 林舒怀 | 一种便携式近红外多通道光谱仪 |
-
2019
- 2019-01-22 CN CN201910058602.5A patent/CN109738379A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1480721A (zh) * | 2003-07-16 | 2004-03-10 | 吉林大学 | 便携式近红外矿物分析仪 |
| CN2676188Y (zh) * | 2004-03-02 | 2005-02-02 | 江苏静安科技公司 | 便携式近红外光谱仪 |
| CN105593651A (zh) * | 2013-08-02 | 2016-05-18 | 威利食品有限公司 | 光谱测定系统和方法、光谱设备和系统 |
| CN106461461A (zh) * | 2014-01-03 | 2017-02-22 | 威利食品有限公司 | 光谱测定系统、方法和应用 |
| CN204044057U (zh) * | 2014-08-20 | 2014-12-24 | 刘鸿飞 | 一种微型红外汽车尾气分析仪 |
| CN205506679U (zh) * | 2016-01-14 | 2016-08-24 | 昆明睿意铂科技股份有限公司 | 一种便携式近红外光谱检测系统 |
| CN206696177U (zh) * | 2017-03-14 | 2017-12-01 | 林舒怀 | 一种便携式近红外多通道光谱仪 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103487396B (zh) | 一种光照参数可调的近红外水果糖度无损检测装置 | |
| US9052232B2 (en) | Spheroid sample cell for spectrometer | |
| He et al. | Discrimination of varieties of tea using near infrared spectroscopy by principal component analysis and BP model | |
| JP3436093B2 (ja) | 葉の成分測定装置 | |
| CN106841103A (zh) | 近红外光谱检测水果内部品质方法及专用检测系统 | |
| CN104501960B (zh) | 一种基于led光源的分光测色仪及其实现方法 | |
| CN110546482B (zh) | 红外光谱学系统 | |
| WO2014130857A1 (en) | A device for evaluation of fluids using electromagnetic energy | |
| CN110108648A (zh) | 一种陈皮的鉴别方法和鉴别系统 | |
| Gorton et al. | Measurement of the optical properties of leaves under diffuse light | |
| CN101852725A (zh) | 一种全谱段透射式植物生化参数无损检测装置和方法 | |
| CN209372679U (zh) | 用于气体浓度检测的长光程样品池 | |
| CN103940766B (zh) | 农产品组织光学特性检测装置 | |
| Fonseca et al. | A multichannel photometer based on an array of light emitting diodes for use in multivariate calibration | |
| CN102519915A (zh) | 一种光伏玻璃光谱雾度的分光测量装置及测量方法 | |
| CN107607495B (zh) | 一种土壤总氮含量检测系统和方法 | |
| CN107044958A (zh) | 一种基于紫外宽带二级吸收光谱的氧气浓度测量系统及测量方法 | |
| CN103644968B (zh) | 自动充气舱及具有自动充气舱的太赫兹时域光谱系统 | |
| CN105606562B (zh) | 一种近红外漫反射自动校正探头 | |
| Burgess | The basis for good spectrophotometric UV–visible measurements | |
| CN109738379A (zh) | 一种微型分子光谱识别装置 | |
| CN203561585U (zh) | 便携式近红外分析仪 | |
| CN103424369A (zh) | 一种光纤结构污染气体差分吸收光谱测量系统 | |
| CN103105369A (zh) | 液态物质光谱基线校正定量分析方法 | |
| US11828654B2 (en) | Spectroscopic analyzer and spectroscopic analysis method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190510 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |