CN110865065B - 采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置 - Google Patents

采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置，包括采样管、设置于所述采样管上的样品皿、套于所述样品皿上的暗箱以及部分收容于所述暗箱内并对应于所述样品皿的探头；所述采样管上开设有第一端口、第二端口、第三端口，所述采样管包括控制所述第一端口的第一阀门、控制所述第二端口的第二阀门与控制所述第三端口的第三阀门。本发明提供的采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置，不影响酿酒效率、不影响白酒质量且采样分析智能化与自动化程度高。

Description

采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置
【技术领域】
本发明涉及白酒酿造检测领域，尤其涉及一种采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置。
【背景技术】
白酒摘酒是将酿造生产线上的产品按照头酒、二段酒、尾酒等进行区分，并做进一步的处理，从而得到可饮用酒。传统的白酒摘酒环节主要依靠品酒师的品尝而将头酒、二段酒和尾酒进行区分。这种方式所区分的结果一致性不好，引入主观因素较多，不同品酒师区分结果存在一定差异，同一品酒师不同时间段区分结果也存在差异。
拉曼光谱分析技术为白酒的实时在线检测提供了一种技术手段，从而能够客观的开展白酒摘酒。但拉曼光谱分析对流体状态要求较高，而蒸馏过程中，白酒流动时会夹杂有气泡，这些气泡对拉曼光谱分析结果影响较大，所以流动的白酒不适合采用拉曼光谱技术进行分析检测。通常采用采样的方式对液体进行拉曼光谱分析检测，本专利为白酒的实时在线分析检测提供了一种采样装置。
现有技术方案主要包括两种：一种是在主管道上进行截流，使得流体暂时处于静止状态，该方案在测试采样时，把主管道直接堵塞，大大降低酿酒的工作效率，同时也容易造成主管道崩裂。一种是从主管道引出一支分支，在分支上进行截流，使得分支上的流体暂时处于静止状态，该方案中分支上的白酒相对主管道而言，分支的白酒有延时，所以在主管道和支路汇聚时，容易产生不同阶段白酒的混合，影响其最终质量。
鉴于此，实有必要提供一种新的采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置以克服上述缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种不影响酿酒效率、不影响白酒质量且采样分析智能化与自动化程度高的采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置。
为了实现上述目的，本发明提供一种采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置，包括采样管、设置于所述采样管上的样品皿、套于所述样品皿上的暗箱以及部分收容于所述暗箱内并对应于所述样品皿的探头；所述采样管上开设有第一端口、第二端口、第三端口，所述采样管包括控制所述第一端口的第一阀门、控制所述第二端口的第二阀门与控制所述第三端口的第三阀门。
在一个优选实施方式中，所述采样管通过所述第一端口与主管连通，所述采样管通过第二端口与清洗设备连通，所述第三端口用于截断或者排出所述采样管内的介质；所述第一阀门控制所述主管内的介质进入所述采样管的流量，所述第二阀门控制所述清洗设备内的介质进入所述采样管的流量，所述第三阀门截断或打通所述第三端口。
在一个优选实施方式中，所述采样管包括非采样状态、采样分析状态与清洗状态；当所述采样管处于非采样状态时，所述第一阀门、所述第二阀门及所述第三阀门均关闭；当所述采样管处于采样分析状态时，所述第一阀门打开，所述第二阀门与所述第三阀门关闭；当所述采样管处于清洗状态时，所述第一阀门关闭，所述第二阀门与所述第三阀门打开。
在一个优选实施方式中，若使所述采样管达到采样分析状态，首先需要打开所述第一阀门，并同时关闭所述第二阀门与所述第三阀门，直至所述样品皿中充满介质。
在一个优选实施方式中，所述采样管还包括控制结构；所述控制结构包括定时器模块及控制模块，所述定时器模块用于调节所述控制模块的操作周期，所述控制模块分别控制所述第一阀门、第二阀门与第三阀门的关闭与打开。
在一个优选实施方式中，每个操作周期内，所述采样管均包括非采样状态、采样分析状态与清洗状态；所述控制模块控制所述第一阀门、所述第二阀门及所述第三阀门关闭，所述采样管处于非采样状态；所述控制模块控制所述第一阀门打开，所述第二阀门与所述第三阀门关闭，所述采样管处于采样分析状态；所述控制模块控制所述第一阀门关闭，所述第二阀门与所述第三阀门打开，所述采样管处于清洗状态。
在一个优选实施方式中，所述采样管还包括第一支管、第二支管与第三支管；所述第一端口设置于所述第一支管的一端，所述第一阀门设置于所述第一支管上；所述第二端口设置于所述第二支管的一端，所述第二阀门设置于所述第二支管上；所述第三端口设置于所述第三支管的一端，所述第三阀门设置于所述第三支管上；所述第一支管远离所述第一端口的一端、所述第二支管远离所述第二端口的一端与所述第三支管远离所述第三端口的一端互相连通。
在一个优选实施方式中，所述采样管呈“T”形，所述第一支管与所述第二支管位于同一条直线上，所述第三支管垂直于所述第一支管。
在一个优选实施方式中，所述样品皿为环状透明结构并镶嵌于所述第三支管上，所述样品皿设置于所述第三阀门与所述第三支管远离所述第三端口的一端之间。
在一个优选实施方式中，所述暗箱套于所述第三支管上，所述探头穿过所述暗箱并对应于所述样品皿。
本发明提供的采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置，通过设置在所述采样管上设置第一阀门、第二阀门与第三阀门，一方面保证所述采样管采样分析时不影响酿酒效率，另一方面通过清洗装置的设置不影响白酒质量；另外所述第一阀门、第二阀门与第三阀门通过所述控制结构控制，使得采样分析智能化与自动化程度高。本发明提供的采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置，不影响酿酒效率、不影响白酒质量且采样分析智能化与自动化程度高。
【附图说明】
图1为本发明提供的采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置的示意图。
图2为图1所示的采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置中采样管中控制结构的结构图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
请参照图1，本发明提供一种采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置100，包括采样管10、设置于所述采样管10上的样品皿20、套于所述样品皿20上的暗箱30以及部分收容于所述暗箱30内并对应于所述样品皿20的探头40。本实施方式中，所述样品皿20为环状透明结构，方便所述探头40照射并进行拉曼光谱分析；所述暗箱30为拉曼光谱检测提供了一个封闭的光学检测环境，使得测量结果更为精确。
具体的，所述采样管10上开设有第一端口101、第二端口102、第三端口103，所述采样管10包括控制所述第一端口101的第一阀门11、控制所述第二端口102的第二阀门12与控制所述第三端口103的第三阀门13。所述第一阀门11、第二阀门12与所述第三阀门13分别控制对应的第一端口101、第二端口102与第三端口103的关闭与打开，进而实现对所述采样管10的非采样状态、采样分析状态及清洗状态的控制。
本实施例中，所述采样管10通过所述第一端口101与主管200连通，所述主管200中的流动介质例如白酒经所述第一端口101进入所述采样管10中。所述采样管10通过第二端口102与清洗设备(图未示)连通，所述清洗设备的清洗液例如水经所述第二端口102进入所述采集管10中。所述第三端口103用于截断或者排出所述采样管10内的介质。
所述第一阀门11控制所述主管200内的介质进入所述采样管10的流量，使得所述主管200中的介质譬如酒能够进入到样品皿20中。所述第二阀门12控制所述清洗设备内的介质进入所述采样管10的流量，使得所述清洗设备的清洗液能够进入所述采样管10中。本实施方式中，所述第一阀门11与所述第二阀门12不能同时处于打开状态。所述第三阀门13截断所述第三端口103，方便所述探头40分析所述样品皿20中的介质。所述第三阀门13打通所述第三端口103，用于将所述采样管10中的介质譬如酒或者水排出。
进一步的，所述采样管10包括非采样状态、采样分析状态与清洗状态。当所述采样管10处于非采样状态时，所述第一阀门11、所述第二阀门12及所述第三阀门13均关闭，所述采样管10与所述主管200及所述清洗设备隔离。
当所述采样管10处于采样分析状态时，所述第一阀门11打开，所述第二阀门12与所述第三阀门13关闭，所述主管200中的介质进入所述采样管10及所述样品皿20中，进而使得所述探头40对所述样品皿20中的介质进行分析。更进一步的，若使所述采样管10达到采样分析状态，首先需要打开所述第一阀门11，并同时关闭所述第二阀门12与所述第三阀门13，直至所述样品皿20中充满介质，一方面保证所述待测介质能够进入所述样品皿20中，另一方面确保所述待测介质能够稳定的收容于所述样品皿20中。
当所述采样管10处于清洗状态时，所述第一阀门11关闭，所述第二阀门12与所述第三阀门13打开，使所述采样管10中的介质自所述第三端口103流出，另外所述清洗设备中的介质流入所述采集管10中并对所述采集管10内壁附着的介质残渣进行清洗，防止所述采集管10内壁的介质残渣影响后续的测量结果。
请一并参照图2，本实施例中，所述采样管10还包括控制结构14，所述控制结构14包括定时器模块141及控制模块142。所述定时器模块141用于调节所述控制模块142的操作周期，其中所述操作周期可根据用户需求自主设定。所述控制模块142分别控制所述第一阀门11、第二阀门12与第三阀门13的关闭与打开。
每个操作周期内，所述采样管10均包括非采样状态、采样分析状态与清洗状态，所述非采样状态、采样分析状态与清洗状态循环往复，保证所述采集管10每个周期的采集分析结果互不影响。
进一步的，所述控制模块142控制所述第一阀门11、所述第二阀门12及所述第三阀门13关闭，所述采样管10处于非采样状态。所述控制模块142控制所述第一阀门11打开，所述第二阀门12与所述第三阀门13关闭，所述采样管10处于采样分析状态。所述控制模块142控制所述第一阀门11关闭，所述第二阀门12与所述第三阀门13打开，所述采样管10处于清洗状态。
同样的，若使所述采样管10达到采样分析状态，首先需要打开所述第一阀门11，并同时关闭所述第二阀门12与所述第三阀门13，直至所述样品皿20中充满介质，一方面保证所述待测介质能够进入所述样品皿20中，另一方面确保所述待测介质能够稳定的收容于所述样品皿20中。
本实施例中，所述采样管10还包括第一支管14、第二支管15与第三支管16。所述第一端口101设置于所述第一支管14的一端，所述第一阀门11设置于所述第一支管14上。所述第二端口102设置于所述第二支管15的一端，所述第二阀门12设置于所述第二支管15上。所述第三端口103设置于所述第三支管16的一端，所述第三阀门13设置于所述第三支管16上。所述第一支管14远离所述第一端口101的一端、所述第二支管15远离所述第二端口102的一端与所述第三支管16远离所述第三端口103的一端互相连通。所述第一支管14、第二支管15及所述第三支管16的分开设置，便于区别所述第一端口101、第二第二端口102及第三端口103的分工。本实施方式中，所述采样管10呈“T”形，所述第一支管14与所述第二支管15位于同一条直线上，所述第三支管16垂直于所述第一支管14，一方面便于生产制造，另一方面便于所述第一支管14的清洗。在其他实施方式中，所述采样管10呈“Y”形。
本实施例中，所述样品皿20为透明结构并镶嵌于所述第三支管16上，所述第三阀门13设置于所述样品皿20与所述第三端口103之间，方便所述待测介质的检测及所述样品皿20的清洗。
进一步的，所述暗箱30套于所述第三支管16上，所述探头40穿过所述暗箱30并对应于所述样品皿20。所述暗箱30仅需要套于所述第三支管16上，能够所述暗箱30的体积，减小暗箱30的占用空间。
本实施例中，所述第一阀门11、第二阀门12及所述第三阀门13为电磁阀。所述控制结构14为FPGA、DSP、ARM、CPLD等芯片中的一种。
本发明提供的采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置100，通过设置在所述采样管10上设置第一阀门11、第二阀门12与第三阀门13，一方面保证所述采样管10采样分析时不影响酿酒效率，另一方面通过清洗装置的设置不影响白酒质量；另外所述第一阀门11、第二阀门12与第三阀门13通过所述控制结构14控制，使得采样分析智能化与自动化程度高。本发明提供的采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置100，不影响酿酒效率、不影响白酒质量且采样分析智能化与自动化程度高。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (5)

1.一种采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置，其特征在于：包括采样管、设置于所述采样管上的样品皿、套于所述样品皿上的暗箱以及部分收容于所述暗箱内并对应于所述样品皿的探头；所述采样管上开设有第一端口、第二端口、第三端口，所述采样管包括控制所述第一端口的第一阀门、控制所述第二端口的第二阀门与控制所述第三端口的第三阀门；
所述采样管通过所述第一端口与主管连通，所述采样管通过第二端口与清洗设备连通，所述第三端口用于截断或者排出所述采样管内的介质；所述第一阀门控制所述主管内的介质进入所述采样管的流量，所述第二阀门控制所述清洗设备内的介质进入所述采样管的流量，所述第三阀门截断或打通所述第三端口；
所述采样管包括非采样状态、采样分析状态与清洗状态；当所述采样管处于非采样状态时，所述第一阀门、所述第二阀门及所述第三阀门均关闭；当所述采样管处于采样分析状态时，所述第一阀门打开，所述第二阀门与所述第三阀门关闭，所述主管中的介质进入所述采样管及所述样品皿中，进而使得所述探头对所述样品皿中的介质进行分析；当所述采样管处于清洗状态时，所述第一阀门关闭，所述第二阀门与所述第三阀门打开；
所述采样管还包括控制结构；所述控制结构包括定时器模块及控制模块，所述定时器模块用于调节所述控制模块的操作周期，所述控制模块分别控制所述第一阀门、第二阀门与第三阀门的关闭与打开；
每个操作周期内，所述采样管均包括非采样状态、采样分析状态与清洗状态，所述非采样状态、采样分析状态与清洗状态循环往复，保证所述采样管每个周期的采样分析结果互不影响；
所述采样管还包括第一支管、第二支管与第三支管；所述第一端口设置于所述第一支管的一端，所述第一阀门设置于所述第一支管上；所述第二端口设置于所述第二支管的一端，所述第二阀门设置于所述第二支管上；所述第三端口设置于所述第三支管的一端，所述第三阀门设置于所述第三支管上；所述第一支管远离所述第一端口的一端、所述第二支管远离所述第二端口的一端与所述第三支管远离所述第三端口的一端互相连通；
所述样品皿为环状透明结构并镶嵌于所述第三支管上，所述样品皿设置于所述第三阀门与所述第三支管远离所述第三端口的一端之间。
2.如权利要求1所述的采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置，其特征在于：若使所述采样管达到采样分析状态，首先需要打开所述第一阀门，并同时关闭所述第二阀门与所述第三阀门，直至所述样品皿中充满介质。
3.如权利要求1所述的采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置，其特征在于：所述控制模块控制所述第一阀门、所述第二阀门及所述第三阀门关闭，所述采样管处于非采样状态；所述控制模块控制所述第一阀门打开，所述第二阀门与所述第三阀门关闭，所述采样管处于采样分析状态；所述控制模块控制所述第一阀门关闭，所述第二阀门与所述第三阀门打开，所述采样管处于清洗状态。
4.如权利要求1所述的采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置，其特征在于：所述采样管呈“T”形，所述第一支管与所述第二支管位于同一条直线上，所述第三支管垂直于所述第一支管。
5.如权利要求1所述的采用拉曼光谱分析的实时采样分析装置，其特征在于：所述暗箱套于所述第三支管上，所述探头穿过所述暗箱并对应于所述样品皿。
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