CN112400105A - 用于通过红外光谱和荧光光谱分析谷物的装置 - Google Patents

用于通过红外光谱和荧光光谱分析谷物的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112400105A
CN112400105A CN201980046130.XA CN201980046130A CN112400105A CN 112400105 A CN112400105 A CN 112400105A CN 201980046130 A CN201980046130 A CN 201980046130A CN 112400105 A CN112400105 A CN 112400105A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
sample
sub
analysis module
spectrum
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
Application number
CN201980046130.XA
Other languages
English (en)
Inventor
克莱门特·沃辛
奥利维尔·查尔斯-弗朗索瓦
帕布斯·布塔瓦口
蒙吉·梅萨奥迪
斯蒂芬·奥多斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Spectralys Innovation
Original Assignee
Spectralys Innovation
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Spectralys Innovation filed Critical Spectralys Innovation
Publication of CN112400105A publication Critical patent/CN112400105A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3563—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3554—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for determining moisture content
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6486—Measuring fluorescence of biological material, e.g. DNA, RNA, cells
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/02—Food
    • G01N33/10—Starch-containing substances, e.g. dough
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N2021/1734—Sequential different kinds of measurements; Combining two or more methods
    • G01N2021/1736—Sequential different kinds of measurements; Combining two or more methods with two or more light sources
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/85—Investigating moving fluids or granular solids
    • G01N2021/8592—Grain or other flowing solid samples
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/359—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/12—Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/129—Using chemometrical methods

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

一种用于对谷物样品进行光谱分析的装置(1)，所述装置包括用于红外分析的第一模块(200)、用于荧光分析的第二模块(300)、用于比重分析的第三模块(400)和处理模块(500)。所述第一模块和第二模块中的每个模块包括：用于接收样品的至少一部分的测量腔室、用于沿着样品的所述至少一部分的方向发射至少一个电磁辐射事件的激发子模块、用于获取样品的至少一个电磁谱的测量子模块、以及用于将样品引导到所述第三模块的排放系统。第三分析模块包括用于接收样品的容器以及用于测量样品的比重的测量子模块。处理模块包括：用于接收由通信网络(600)传输的数据的存储器(510)，所述数据包括获取的电磁谱以及测量的比重；和用于连接存储器中所接收的数据并用于从所连接的数据建立样品的质量指标的处理器(520)。

Description

用于通过红外光谱和荧光光谱分析谷物的装置
技术领域
本发明涉及光谱分析的领域。特别地，本发明涉及一种用于通过荧光光谱和红外光谱来测量样品的特性的装置。
背景技术
本发明能够特别地但不唯一地应用于制药工业、环境工业或者还有食品工业。在食品工业中，工业程序需要对所分析样品的技术特性、营养特性和/或毒物学特性有明确的了解。在这种框架下，通过光谱技术对样品进行分析，使得能够从样品中提取具有高物理-化学信息内容的参数。
为了精确地并符合工业标准地测量这些参数，已知的光谱装置采取了不同的方法。特别地，在谷物样品的情况下，荧光光谱和红外光谱使得能够分别测量这些样品的不同参数。
然而，已知装置的缺点在于，这些装置仅被设计为在狭小空间中运行，例如在筒仓或工厂实验室中运行，其分析时间大大减少，即给每个样品大约1-3分钟。然而，测量必须进行两次：一方面，通过荧光光谱装置测量，另一方面，通过红外光谱装置测量。由于每个仪器由不同的处理方法和软件控制，因此这样的单独的装置涉及时间的增加、空间的增加、获取成本的增加以及更复杂的数据的管理，且要监控装置的后勤和更困难的测量地点。此外，由于这些测量在不同的样品上进行，因此显著地降低了由单独的装置进行测量的可靠性和一致性。
此外，另一个缺点在于，已知的装置使得从多种不同的光谱技术获得的测量值的联合处理显著地复杂化。因此，已知的装置通常被限于单独确定样品的参数，并不适于以组合的方式来测量参数，例如，不适于经由紫外场中的荧光光谱测量和红外光谱测量的联合处理来测量参数。
在已知的装置中，来自这两种类型的光谱的数据的测量和处理在单独的装置中执行且不耦合，这极大地限制了数据的测量和处理的联合使用，因此极大地限制了在数据分析中产生协同效应。两种获取模式之间缺乏技术融合，这也使任务更加困难和更加复杂。
发明内容
本发明旨在克服上述缺点中的至少一个。
为此，本发明提出了能够对同一个样品进行荧光光谱测量、红外光谱测量和比重测量的单个装置。
因此，本发明的一方面涉及一种用于对谷物样品进行光谱分析的装置，其特征在于，所述装置包括第一红外分析模块、第二荧光分析模块、第三比重分析模块和处理模块，所述第一模块和第二模块中的每个模块包括：
·测量腔室，该测量腔室被配置为接收样品的至少一部分；
·激发子模块，该激发子模块被配置为朝向样品的所述至少一部分发射至少一个电磁辐射；
·测量子模块，该测量子模块被配置为获取样品的至少一个电磁谱；
·排放系统，该排放系统被配置为朝向所述第三模块引导样品；
第三分析模块包括：
·容器，该容器被配置为接收样品；
·测量子模块，该测量子模块被配置为测量样品的比重；
所述处理模块通过通信网络连接到每个分析模块，该处理模块包括：
·存储器，该存储器被配置为接收由所述通信网络传输的数据，所述数据包括获取的电磁谱以及测量的比重；和
·处理器，该处理器被配置为组织和耦合存储器中所接收的数据，并根据耦合的数据确定样品的质量指标。
根据所述装置的、可以一起或分开使用的不同附加特征：
-第一红外分析模块的激发子模块被配置为发射其波长介于600纳米到2500纳米之间的至少一个电磁辐射，并且其中，第一红外分析模块的测量子模块包括光谱仪，该光谱仪被配置为获取至少一个吸收光谱和/或透射光谱；
-第二荧光分析模块的激发子模块被配置为发射其波长介于200纳米到800纳米之间的至少一个电磁辐射，且第二荧光分析模块的子模块包括光谱仪，该光谱仪被配置为获取选自以下光谱中的至少一个光谱：相对于样品的表面以介于30°到60°之间的角度获取的迎头模式的荧光光谱；以直角获取的传统荧光光谱，所述至少一个光谱的波长介于200纳米到800纳米之间；
-所述装置进一步包括漏斗，该漏斗被配置为朝向第一模块和第二模块引导样品的至少一部分；
-样品的所述质量指标选自：哈格伯格降落数值、霉菌毒素污染率、丙烯酰胺污染率、湿度率、蛋白质率、糖含量、硬度、烘烤强度或面粉的其他典型特征、粒径或者还有比重；
-装置的高度小于75厘米，优选地小于60厘米，装置的宽度小于70厘米，优选地小于55厘米，以及装置的深度小于55厘米，优选地小于50厘米。
有利地，装置能够连续和/或同时测量样品的光谱数据和比重数据，这带来了信息上的协同，改善了通常仅通过红外或荧光技术之一进行测量的质量指标预测的性能。
有利地，被配置为测量样品的比重的测量子模块的存在，提供了称重方法，该称重方法能够确定谷物质量的主要标准，例如考虑到确定这些谷物的价格和随后的用途而确定谷物质量的主要标准。
有利地，装置还能够确保在较宽的光谱范围内具有均匀的光谱质量，这有利于光谱的池化，以便稍后在融合期间使用。
有利地，装置可以小型化并物理地集成在包括多个分析模块、具有减小的体积和减小的重量的系统中。
有利地，装置能够处理大体积的样品，这在谷物的异质性很高时特别地有利，以便减少采样对校准和预测的质量的影响。
有利地，由于一次分析会生成两个光谱流出口，因此校准前的分析时间减少了两倍。
有利地，降低了装置的成本，这使得相对于分别实施红外光谱测量、荧光光谱测量和比重测量的两个或者甚至三个单独的装置，能够非常显著地降低装置的销售价格。
在下面的描述中，可以理解的是，样品的比重是该样品的每单位体积的重量，并以千克/百升为单位来测量，例如谷物。应注意，比重的定义特定于对全部谷物的测量，并符合现行标准：比重并不完全等于样品(例如流体或固体)的密度。
附图说明
本发明的其他特征和优点将从下面参考附图做出、但不具有限制性字符的描述中显现，附图示出了本发明的实施例示例。
在附图中：
-图1a和图1b分别表示根据本发明的实施例的装置的分配漏斗的侧视图和俯视图；
-图2a、图2b和图2c分别表示根据本发明的实施例的装置的第一分析模块的立体图、侧视图和俯视图；
-图3a和图3b分别表示根据本发明的实施例的装置的第二分析模块的立体图和俯视图；
-图4a、图4b和图4c分别表示根据本发明的实施例的装置的第三分析模块的立体图、侧视图和俯视图；
-图5表示根据本发明的实施例的装置的立体图；
-图6表示根据本发明的实施例的装置的侧视图；和
-图7以流程图的形式表示根据本发明的实施例的分析方法的步骤。
自然地，为了满足特定需求，本领域技术人员能够在以下描述中进行修改。尽管本发明涉及不同的实施例，但是本发明不限制于这些特定实施例，且对于相应技术领域的技术人员来说，对于本发明的应用领域的任何特定修改可以被认为是清楚的。
具体实施方式
图1a和图1b示出了根据本发明的装置1的分配漏斗100的侧视图和俯视图。如下所述，样品例如谷物样品在漏斗100上方倒入，然后漏斗100将谷物样品朝向装置1的其他元件引导。
以非限制性的方式，在下面的描述中将考虑倒入漏斗100中的样品是谷物样品。通常，该样品还可以包括任何谷物，面粉和/或粗粒小麦粉类型，例如大麦、小麦、麦芽、玉米、黑麦、油菜籽、燕麦、黑小麦、大豆、向日葵、荞麦、斯佩尔特小麦、豌豆、蚕豆、扁豆、野豌豆和/或大麻种子。
根据本发明的实施例，漏斗100具有漏斗的形状，例如包括四个面101、102、103和104的矩形漏斗。这四个面是倾斜的，并适于在重力的作用下将倒入的样品朝向漏斗100的下部引导。面101、102、103和104中的每个面连接到第一流出口120和第二流出口130中的至少一个流出口，这两个流出口的每个流出口都位于漏斗100的下部。
根据本发明的实施例，漏斗100的两个流出口120和130通过至少一个壁110例如包括两个面112和114的垂直壁彼此分开。两个面112和114被布置为将流入漏斗100的样品分离并分配成两个体积，第一体积经由第一流出口120被引导到漏斗100的外部，以及第二体积经由第二流出口130被引导到漏斗100的外部。通常，第一体积和第二体积不同。
漏斗100的面可以由单一类型的材料或不同类型的材料制成，这样的材料包括例如金属、不锈钢或塑料，且漏斗100的面被设计成使得流体能够连续地流动，并不会损失从漏斗的上部倒入、流向两个流出口120和130之一的样品。
漏斗100的两个流出口120和130通过运输引导件例如管道、滑块或传送带连接到至少一个分析模块，该运输引导件被配置为朝向这个或这些分析模块引导样品。为了改善样品的引导，可以在漏斗的流出口和运输引导件之间布置分流轮140和150，以使谷物从漏斗朝向运输引导件流通。
根据本发明的实施例，第一流出口120和第二流出口130是分配轮。优选地，第一流出口120连接到第一分析模块200，以及第二流出口130连接到第二分析模块300。在一种变体中，第一流出口120和第二流出口130还连接到第三分析模块400。
根据本发明的其他未示出的实施例，漏斗100具有圆形漏斗的形状。以非限制性的方式，漏斗100包括任意数量的面，所述面可以具有各种形状，并形成锥形、圆柱形或正方形的漏斗。两个流出口110和120以及壁130可以适合于这些不同的示例。
参照图1b，当在漏斗100上方倒入的谷物样品沿着面102或沿着面103的一部分流动时，谷物样品朝向第一流出口120被引导，以及当在漏斗100上方倒入的谷物样品沿着面104、沿着面103的一部分或沿着面101的一部分流动时，谷物样品朝向第二流出口130被引导。根据另一未示出的示例，当在漏斗100上方倒入的谷物样品沿着漏斗的面102和沿着面103流动时，谷物样品朝向第一流出口120被引导，以及当在漏斗100上方倒入的谷物样品沿着面104和沿着面101流动时，谷物样品朝向第二流出口130被引导。
根据本发明的实施例，考虑到修改将样品分成两个体积的方式，壁110能够移动和/或定向，因此限定经由第一流出口120引导到漏斗100的外部的第一体积的特定值和经由第二流出口130引导到漏斗100的外部的第二体积的特定值。例如，壁110可以通过控制装置移动和/或定向，以便改变第一流出口120和第二流出口130的布置或相对尺寸。
图2a、图2b和图2c示出了根据本发明的实施例的装置1的第一分析模块200的立体图、侧视图和俯视图。
特别地，第一分析模块200是红外分析模块，该红外分析模块被配置为在近红外中从样品获取一个或多个光谱，例如一个或多个吸收光谱和/或透射光谱。所述红外分析模块还可以被配置为获取一个或多个反射光谱。
在红外光谱原理的框架中，通过使其波长介于600纳米到2500纳米之间的电磁束穿过该样品，来建立样品的红外或近红外光谱。根据本发明的实施例，电磁束由连续的宽宽频带源发射。在一种变体中，可以使用其他类型的光源，例如一个或多个单色源。
样品经受一个或多个红外波长源，然后发射电磁辐射谱。通过对这些电磁辐射和相应能量的量的分析，能够从样品中推断出样品的吸收光谱和/或透射光谱，随后，能够测量样品的参数例如湿度率、蛋白质率和糖含量、硬度或者还有粒径。
第一分析模块200包括第一测量腔室210，该第一测量腔室被被配置为接收并容纳样品。根据本发明的实施例，第一腔室210包括流入口211，该流入口用于接收该样品，特别是被引导到漏斗100的外部的样品的第一体积。优选地，流入口211包括漏斗，该漏斗适合于将样品手动地或自动地朝向第一腔室210的内部引导且无损失地填充第一腔室210。
根据本发明的实施例，第一腔室210包括检测元件，例如光学、机械或电子检测器，该检测元件被配置为确定并指示第一腔室210中是否存在样品，以及优选地确定并指示该样品的体积。这些检测元件包括例如结合红外发射器和光电二极管的检测传感器，以使得能够检测样品在第一腔室210中的存在，并由此推断出第一腔室210是否全部充满，部分地填充或未填充。
根据本发明的实施例，第一腔室210在第一端包括第一壁214，在第二端包括第二壁216。
根据本发明的实施例，壁214和壁216的一部分包括透明窗口，例如玻璃窗口或塑料窗口。两个壁214和216中的至少一个对电磁辐射部分地或完全地透明。优选地，壁216的窗口带有磨砂，以便对红外电磁辐射部分地或完全地透明。有利地，使用至少一个这样磨砂的窗口可以改善样品的可测量光谱的质量，并限制了这些光谱和在没有样品时测量的参照光谱之间的动态范围。
在图2a、图2b和图2c中，壁216布置在第一激发子模块220的侧面，以及壁214布置在测量子模块230的侧面。同样地，第一激发子模块220是照明子模块。
第一腔室210包括第三流出口212，该第三流出口将样品排出并引导到第一腔室210的外部，以及朝向装置1的另一元件将样品引导到第一分析模块200的外部，或者引导到装置1的外部。例如，第三流出口212可以朝向第二分析模块300或第三分析模块400的流入口引导样品。第三流出口212能够被手动地或自动地控制，可处于打开位置或处于闭合位置。
根据本发明的实施例，通过第一排放系统213来执行对第一分析模块200的第三流出口212的控制，该第一排放系统213包括例如能够被控制以自动地打开和关闭第三流出口212的马达。
根据本发明的实施例，第一壁214是移动壁，第二壁216是固定壁。特别地，壁214可通过马达240沿着第一分析模块200的主轴线移动。壁214相对于壁216的位移使得能够增加或减小第一腔室210的尺寸，从而改变可容纳在第一腔室210中的样品的厚度或最大体积。壁214相对于壁216的位移可自动进行，使得壁214能够在几秒钟内以低于0.05毫米的精度定位。
由于能够通过当前装置进行分析的样品的多样性很大，例如构成该样品的谷物的尺寸的多样性很大，因此在不同情况下，第一腔室210中包含的样品的体积密度和该样品的光扩散性能可能有很大的变化。例如，小麦、玉米和大麦样品的光谱扩散、吸收和放大性能可以非常不同。有利地，当第一分析模块200是红外分析模块，该红外分析模块被配置为在红外或近红外中获取样品的一个或多个吸收或透射光谱时，根据当前样品对第一腔室210的尺寸的调节使得能够优化由第一分析模块200进行的测量的质量。
第一分析模块200进一步包括第一激发子模块220和第二测量子模块230。根据本发明的实施例，当第一红外分析模块200被配置为获取一个或多个透射光谱时，这两个子模块中的每个布置在第一腔室210的一侧上。在一种变体中，这两个子模块可以放置在第一腔室210的同一侧上，例如使得两个子模块能够获取反射光谱。
第一激发子模块220被配置为发射电磁辐射，特别是其波长处于红外中的电磁辐射。该辐射由第一激发子模块220沿着第一腔室210和第二测量子模块230的方向发射。第一子模块220、第一腔室210和第二子模块230沿着如下轴线对齐，该轴线基本上限定由第一激发子模块220发射、然后穿过第一腔室210并被第二测量子模块230接收的辐射的路径。
根据本发明的实施例，第一激发子模块220包括连续的宽频带光源，所述光源被配置为发射电磁辐射，该电磁辐射的波长介于600纳米到2500纳米之间。
例如，激发子模块220包括石英-钨-卤素(QTH)灯，该石英-钨-卤素灯从加热的钨丝发射光辐射。优选地，所述石英-钨-卤素灯被配置为供应有介于25瓦到50瓦之间的功率，以及被配置为发射其波长范围介于240纳米到2700纳米之间的辐射。
第一激发子模块220优选地被布置为使得辐射沿着样品的方向发射。然后，如下所述，这些辐射被样品吸收或被样品扩散，并由第二测量子模块230检测。第二测量子模块230被配置为朝向处理模块传输在任何时间进行的测量。
吸收光谱基于这样的原理，根据该原理，经受入射辐射例如红外辐射的任何材料都能够反射这些辐射中的一些辐射，或者吸收这些辐射中的一些辐射，或者透射这些辐射中的一些辐射。特别地，样品吸收辐射，导致样品产生一个或多个吸收和/或透射光谱。
第二测量子模块230被布置和配置为接收由第一激发子模块220发射的电磁辐射以及来自第一腔室210和/或来自该第一腔室210中容纳的样品的电磁辐射。根据本发明的实施例，第二测量子模块230包括高灵敏度光谱仪，该光谱仪被配置为例如在近红外中获取一个或多个光谱。
根据本发明的实施例，第二测量子模块230的光谱仪以CMOS技术集成在例如绝缘体上硅(SOI)上。根据本发明的另一实施例，第二测量子模块230的光谱仪包括CCD型传感器例如具有约200微米的缝隙的BI-CCD检测条。有利地，这种光谱仪对由宽范围的样品发射的红外电磁辐射敏感，特别是对其波长范围介于850纳米到1100纳米之间的红外电磁辐射敏感。
光谱仪的动态范围限定了光谱仪的检测范围，该范围对应于可由该光谱仪测量的最大信号的强度与最小信号的强度之比。特别地，第二测量子模块230的光谱仪的特征在于，动态范围等于可由该光谱仪测量的信号的最大电平除以最小电平，在没有信号的情况下进行的测量与测量最小电平的信号相对应。通常，在没有信号的情况下进行测量可以如下实施：在没有信号的情况下使用光谱的一次或多次获取，例如25到50次获取，并通过计算这些获取的平均值、有效值和/或二次值来限定光谱仪的动态范围。
根据本发明的实施例，第一分析模块200的元件以固定的方式布置，以避免除了壁214以外的光学部件的任何移动，除非壁214固定。此外，第二测量子模块230的光谱仪可以由一个或多个机械支撑件固定到第二测量子模块。有利地，这样的配置提供了光学链，该光学链使得能够稳定且精确地获取透射光谱，特别是在近红外中获取透射光谱。
根据本发明的实施例，第一腔室210包括扩散元件216。这些扩散元件216可以放置在第一腔室的流入口处，邻近壁216和第一激发子模块220，和/或邻近壁214和第二测量子模块230。当第一腔室210中存在样品时，由第一激发子模块220发射的电磁辐射的大部分被样品吸收，且该辐射的小部分沿着第二测量子模块230的方向传输。通常，被红外辐射照射的样品吸收了该辐射的大部分，这限制了由光谱仪测量的信号的强度。
有利地，在第一腔室210的流入口和/或流出口布置扩散元件特别是红外元件，能够改善由第二测量子模块230在红外场和近红外场中测量的透射光谱的质量。特别地，扩散元件的放置减小了动态范围，以检测至少一个数量级而不会显著地改变获取光谱所需的时间，该时间大约为总测量时间的1％。
根据本发明的实施例，扩散元件216包括由选自硅、二氧化硅、蓝宝石或任何类型的材料中的一种或多种材料制成的扩散表面，该扩散表面使得在红外和近红外的波长范围内的电磁辐射的透射能够增加。例如，由硅材料制成的扩散元件优选地透射红外辐射，而不透射可见光辐射。有利地，考虑到多个扩散元件结合，以获得减小动态范围和限制所测量的信号的损失之间的最佳折中，能够改变和选择扩散元件216的粒度。
为了测量最小水平的光谱和/或信号，第二测量子模块230的光谱仪包括挡板232例如板或不透明元件，该挡板连接到旋转元件234例如马达，以移动挡板。挡板232可在远离光谱仪的流入口的位置和位于该光谱仪的流入口的前方的位置之间手动地或自动地移动。当挡板232位于遥远位置时，光谱仪没有被隐藏并接收朝向光谱仪发射的所有电磁辐射；当挡板232位于光谱仪的流入口的前方时，光谱仪被隐藏且不能通过光谱仪测量电磁辐射。这种机制使得当光谱仪没有被隐藏时，光谱仪能够获取来自第一腔室210中容纳的样品的光谱，而当光谱仪被隐藏时，光谱仪能够获取最小水平的光谱或噪声。
根据本发明的实施例，第一分析模块200进一步包括板250，该板250用于分开和隔离第一腔室210的第二测量子模块230。板250包括允许电磁辐射通过的开口。根据本发明的另一实施例(未示出)，在第二测量子模块230和第一腔室210之间没有分隔板。
图3a和图3b示出了根据本发明的实施例的装置1的第二分析模块300的立体图和俯视图。
特别地，第二分析模块300是荧光分析模块，该荧光分析模块被配置为获取样品的一个或多个荧光光谱，例如一个或多个迎头荧光光谱。
在荧光光谱原理的框架中，样品由例如在可见光或紫外场中具有确定波长的光辐射激发。荧光光谱优选地在介于200纳米到800纳米之间的光谱范围内延伸。在常规框架内或迎头荧光光谱法中使用这些波长，能够测量例如哈格伯格降落数值或霉菌毒素、丙烯酰胺污染率等参数。哈格伯格降落数值特别是能够测量小麦谷物中存在的α-淀粉酶活性，和/或在样品进入筒仓时快速检测被污染或损坏的样品以及品种纯度。
响应于该激发，样品发射辐射，辐射的性能取决于该样品中所包含的组分。然后，基于该发射辐射的测量，能够从测量中推断相应的荧光光谱。优选地在介于200纳米到800纳米之间的光谱范围内获取这些荧光光谱，通过开发或其他方式使用预处理、分解和建模工具来处理这些荧光光谱，能够获取例如哈格伯格降落数值、霉菌毒素污染等其他参数信息，这些参数表征了样品体积中所包含的谷物的发芽程度。
第二分析模块300包括第二测量室310，该第二测量室被配置为接收并容纳样品。根据本发明的实施例，第二腔室310包括流入口311，该流入口用于接收该样品，例如，样品的第二体积被引导到漏斗100的外部。优选地，流入口311包括漏斗，该漏斗适合于将样品手动地或自动地朝向第一腔室310的内部引导以无损失地填充第一腔室310。
第二腔室310包括第四流出口312，该第四流出口将样品排出并朝向装置1的另一元件将样品引导到第二分析模块300的外部，例如朝向第三分析模块400的流入口引导样品。第四流出口312能够被手动地或自动地控制，可处于打开位置或处于闭合位置。特别地，第四流出口312的打开和/或关闭能够通过第二排放系统313手动地或自动地执行，第二排放系统313可以是电动的。
第二分析模块300连接到装置1。特别地，第四流出口312通过引导件连接到至少一个分析模块。优选地，第四流出口312连接到第三分析模块400。
根据本发明的实施例，第二腔室310进一步包括检测元件，例如光学、机械或电子检测器，该检测元件用于确定第二腔室310中是否存在样品，以及优选地确定存在的该样品的体积。
第二分析模块300进一步包括第三激发子模块320和第四测量子模块330，优选地，这两个子模块中的每个的配置使得两个子模块布置在第二测量室310的同一侧上，使得能够测量迎头荧光光谱。
在一种变体中，可以考虑其他配置，使得能够获取传统或迎头荧光光谱。例如，在设置成获取迎头荧光光谱的配置的情况下，第二腔室310的开口314布置在与第三激发子模块320和第四测量子模块330相同的一侧。在一种变体中，对于其他配置的情况，第三激发子模块320和第四测量子模块330能够放置在第二腔室310的不同侧。
第三激发子模块320被配置为沿着第二腔室310的方向形成并发射至少一个电磁辐射，特别是其波长介于200纳米到800纳米之间的可见光或紫外电磁辐射。
第三激发子模块320稳定地固定在第二分析模块300中并包括光机械部件321。该光机械部件321包括一个或多个光源，该一个或多个光源被配置为发射具有预定照明波长的电磁辐射。优选地，该光源或每个光源沿着第二腔室320中容纳的样品的方向发射具有给定波长的单色辐射。根据光源的数量，这些电磁辐射能够粗略地(数十个波长)或精细地(数百个波长)获取样品的光谱范围，例如覆盖可见光和紫外场的光谱范围。
以非限制性的方式，光机械部件321的光源包括单色辐射源或多色辐射源。例如，这些光源包括发光二极管或激光源。第三激发子模块320和/或光机械部件321可以包括其他光学元件例如聚焦元件或扩散元件，例如透镜。例如，光机械部件321包括透镜，该透镜被配置为聚焦或扩散从中穿过的电磁辐射。
根据本发明的实施例，光机械部件321包括开口，该开口被配置为允许电磁辐射通过，特别是允许由位于第二腔室310中的样品沿着第四测量子模块330的方向发射的电磁辐射通过。
根据本发明的实施例，光机械部件321是圆形的并包括给定数量的光源，该数量在一到二十之间，优选地在一到十之间。
在图3a和图3b中，第三激发子模块320包括沿着圆形光机械部件321的圆周布置的六个发光二极管。六个发光二极管322到327包括：四个二极管322、323、324和325，这四个二极管被配置为发射其中心波长等于275±5纳米的紫外辐射；二极管326，该二极管被配置为发射其中心波长等于338±3纳米的紫外辐射；二极管327，该二极管被配置为发射其中心波长等于385±3纳米的紫外辐射。通常，每个二极管可以被配置为提供介于5毫瓦到1瓦之间的功率。第三激发子模块320还可以包括第七二极管，该第七二极管被配置为发射其中心波长等于420±5纳米的紫外辐射。
当辐射到达第二腔室320中容纳的样品时，由光机械部件321的光源之一发射的电磁辐射引起样品的激发。当该样品被去激发时，样品在所有方向上，特别是沿着第四测量子模块330的方向发射完整的荧光光谱。
根据本发明的实施例，第二腔室310、第三激发子模块320和第四测量子模块330沿着如下轴线对齐，该轴线对应于由第二腔室320中的样品沿着第四测量子模块330的方向发射的电磁辐射的路径的轴线。放置第四测量子模块330，以便能够在激发该样品之后接收来自第二腔室310中容纳的样品的电磁辐射。第四测量子模块330被配置为朝向处理模块传输在任何时间进行的测量。
根据本发明的实施例，第四测量子模块330包括光谱仪，该光谱仪被配置为测量一个或多个荧光光谱，例如在紫外和可见光中并对应于介于200纳米到800纳米之间的波长的迎头荧光光谱。第四测量子模块330的光谱仪基本上布置在与第三激发子模块320相同的一侧，使得能够获取迎头荧光光谱。与其他类型的荧光光谱相比，迎头荧光光谱的获取能够避免产生与样品、样品的制备或者温度或压力等外部条件相关的太大的分析误差；因此，获得的结果较为精确并可以更快地确定。
就像第二测量子模块230的光谱仪一样，第四测量子模块330的光谱仪被配置为进一步获取最小水平光谱和/或信号。通过当第三激发子模块320的光源关闭时进行测量，可以在不需要任何挡板的情况下实施该获取。
根据本发明的实施例，第四测量子模块330的光谱仪包括CCD型传感器，该传感器具有约500微米的缝隙和约10纳米的分辨率。
根据其他未示出的实施例，第三激发子模块320能够布置在第二分析模块300中的不同位置和方向。例如，第三激发子模块320能够沿着基本上垂直于穿过第二腔室310并经过第二测量子模块330的另一轴线的轴线布置，以便获取直角的荧光光谱。
根据本发明的实施例，第二腔室310、第三激发子模块320和第四测量子模块330通过一个或多个机械支撑件固定在第二分析模块330中。该配置避免了机械部件的任何运动并提供了光学链，该光学链使得能够稳定且精确地获取荧光光谱，特别是迎头荧光光谱和/或其他类型的光谱。有利地，第二分析模块300较为紧凑并不集成任何移动光学部件。在获取荧光光谱期间，这种紧凑性和稳定性提高了测量的灵敏度和可重复性，同时促进仪器的标准化。
根据本发明的实施例，第二腔室310的填充、由激发子模块320对样品的激发以及由第二测量子模块330对荧光光谱的获取，机械地和电子地自动进行。
根据本发明的实施例，第二分析模块300的第四流出口312的控制由第二排放系统313来执行，该第二排放系统313包括例如能够被控制以打开和关闭第四流出口312的马达。
图4a、图4b和图4c示出了根据本发明的实施例的装置1的第三分析模块400的立体图、侧视图和俯视图。根据本发明的实施例，第三分析模块400是用于测量重量的模块，该模块被配置为测量样品的比重。
第三分析模块400连接到装置1的其余部分。根据本发明的实施例，第三分析模块400连接到第一腔室210的第三流出口212和第二腔室310的第四流出口312，以测量与来自第一分析模块200和第二分析模块300的样品相同的样品的比重。在一种变体中，第三分析模块400连接到漏斗100的第一流出口120和/或第二流出口130。
第三分析模块400包括容器410，该容器被配置为接收并容纳样品的一部分。容器410的底部由平台416支撑，该平台使容器稳定且该平台可以具有不同的尺寸和几何形状。
根据本发明的实施例，容器410是具有圆柱形、平行六面体或者还有锥形形状的容器。该容器的填充体积介于100毫升到1000毫升之间，优选地为500毫升。
根据本发明的实施例，第三分析模块400包括布置在容器410下方的第五测量子模块430。第五测量子模块430包括一个或多个重量传感器，该一个或多个重量传感器被配置为当容器410是空的或者部分地或完全地填充样品时，测量容器410的重量。
根据本发明的实施例，第三分析模块400包括检测元件，例如光学或机械检测器，该检测元件用于确定容器410中是否存在样品，以及优选地，确定该样品的体积是多少。
根据本发明的实施例，第三测量模块400包括校平元件415，例如校平条或校平弹簧，该校平元件被配置为在容器410的上方移动或在该容器410内移动，以改造容器410中容纳的样品。
校平元件415的位移自动进行，确保了对容器410中容纳的样品的重量的测量，该测量具有很好的可重复性。
根据本发明的实施例(未示出)，校平元件415包括清洁元件和/或复位元件。
第五测量子模块430被配置为朝向处理模块传输在任何时间进行的测量，以从测量的重量和样品的测量体积来计算容器410中容纳的任何样品的比重。有利地，第三分析模块400提供紧凑且精确的方式来高精度地测量谷物样品的比重，使得能够在谷物筒仓的外部或内部的位置上再现测量。
容器410包括第五流出口412，该流出口用于将样品排出并引导到第五流出口的外部，以及例如朝向装置1的外部将样品引导到第三分析模块400的外部。第五流出口412能够被手动地或自动地控制，可处于打开位置或处于闭合位置。根据本发明的实施例，第三分析模块400的第五流出口412的控制由第三排放系统413来执行，该第三排放系统413包括例如能够被控制以打开和关闭第五流出口412的马达。
根据本发明的实施例(未示出)，第三分析模块400包括清洁系统，该清洁系统被配置为在将样品排出到容器410的外部之前或之后，清洁平台416和/或清洁容器410的内部。
因此，第三分析模块400使得能够从对容器中样品的重量的测量中获得对容器410中容纳的样品的比重的精确测量。此外，第三分析模块400能够测量皮重，即当容器为空时容器的重量。因此，通过在样品存在的情况下获得的重量减去测量的皮重，并通过使用校准方程，能够精确地确定样品的比重。
图5和图6分别示出了根据本发明的装置1的立体图和侧视图，该装置1包括如上所述的漏斗100、第一分析模块200、第二分析模块300和第三分析模块400。
根据本发明的实施例，分配漏斗100和第三分析模块400各自通过引导件连接到第一分析模块200和第二分析模块300，以便能够将样品从分配漏斗100朝向第一分析模块200和朝向第二分析模块300引导，然后，在重力的作用下，使样品从第一分析模块200和第二分析模块300中的每个模块朝向第三分析模块400移动。然后，将样品排出到第三分析模块400下方。
装置1进一步包括处理模块500。在图5和图6中，处理模块500表示为笔记本电脑，但是该处理模块也可以是任何类型的电子或计算机处理装置，例如处理器、台式计算机、智能手机或类似于具有控制屏幕、USB棒、移动存储卡或任何其他相似技术的终端的任何装置。优选地，处理模块500是嵌入式计算机。
处理模块500通过通信网络600连接到装置1，特别是连接到装置1的一个或多个分析模块。通信网络600使得处理模块500能够连接到分析模块200、300和400。例如，通信网络600是局域网，例如有线网、蓝牙网、Wi-Fi网或者还有以太网。在任何情况下，通信网络600被配置为在处理模块500与装置1的每个分析模块之间传输信息。
根据本发明的实施例，处理模块500被配置为例如经由分析模块200、300和400和/或漏斗100的流入口和流出口的控制来控制样品在装置1的不同元件中的流通。有利地，处理模块500能够通过例如以下关于图7描述的方法步骤来手动地或自动地管理由装置1进行的测量。
处理模块500包括存储器510，该存储器被配置为接收由通信网络600传输的数据。该数据可以包括由分析模块测量的任何类型的信息，例如在任何一个分析模块中由样品发射的辐射的波长、测量得到的这些辐射的强度，由第三分析模块400测量的相应的电磁谱或者还有皮重和比重。
在图5和图6中，不连续的箭头表示第一元件通过通信网络600朝向第二元件的数据传输的方向。例如，通信网络600朝向处理模块500传输由第一分析模块200获取的红外光谱、朝向处理模块500传输由第二分析模块300获取的荧光光谱、或者还朝向处理模块500传输由第三分析模块400测量的比重。
处理模块500进一步包括处理器520，该处理器被配置为对存储器510中容纳的数据执行操作。可以使用安装在处理器520上的不同软件来执行这些操作。特别地，处理器520被配置为执行谱的耦合，例如执行来自第一分析模块200的红外光谱和来自第二分析模块300的荧光光谱的耦合，以产生混合谱。此外，处理模块500的处理器520被配置为从该数据或这些谱确定样品的质量的至少一个指标。
处理器520被配置为组织数据和谱，以便对数据和谱执行数字和计算机处理，特别是对由分析模块200、300和400获取的荧光光谱、红外光谱和比重执行数字和计算机处理。例如，处理器520将荧光数据组织成三维数学表，这三个维度分别对应于所使用的激发电磁辐射的波长、由光谱仪响应于该激发测量的样品的发射辐射的波长和该发射辐射的强度。处理器520将红外数据组织成单独的数学表，例如组织成二维或三维数学表。
处理器520被配置为执行数据和谱的耦合，更具体地，执行在数学表中组织的数据的耦合。例如，第一技术包括将荧光数据和红外数据的数学表连接到同一个数学表中。有利地，该第一技术返回以使在所获取的光谱的整个波长范围内与该数据相对应的光谱并列。第二技术包括从荧光光谱和红外光谱的组合构建样品的光谱图像。有利地，这种组合使得能够获得三维图像，该三维图像保留了相关荧光数据的数学表的三维结构。第三技术包括构建由第一技术和第二技术的组合产生的二维光谱图像。
为了执行光谱数据的耦合以及确定质量指标，例如哈格伯格降落数值、霉菌毒素污染率、丙烯酰胺污染率、湿度率、蛋白质率、糖含量、硬度、烘烤强度或面粉的其他典型特征、粒径或者还有比重，对于来自红外光谱的数据，可以参考由D.Bertrand和E.Dufour著作的“La spectroscopie infrarouge et ses applications analytiques(红外光谱学及其分析应用)”(2006)，而对于来自荧光光谱的数据，可以参考由J.Sadecka和J.Tothova在期刊Czech Journal of Food Sciences 25(4):159-173(2007)上发表的“FluorescenceSpectroscopy and Chemometrics in the Food Classification-A Review(食品分类中的荧光光谱和化学计量学-综述)”。对于数据融合，可以参考期刊Analytica Chimica Acta2015,891,1-14中提到的不同方法“Data fusion methodologies for food and beverageauthentication and quality assessment–A review(用于食品和饮料认证和质量评估的数据融合方法–综述)”。
然后，考虑到预测一个或多个质量指标，通过应用从本技术领域已知的多元或多路径统计模型来实施融合之前或之后的数据分解。来自第三分析模块400的比重的测量值使得用户或处理模块500能够更精确地选择与被分析的样品的类型相对应的统计模型。
此外，处理器520被配置为从通过这些技术中的一种或其它技术耦合的数据和谱中确定样品的至少一个质量指标。根据本发明的实施方式，这些质量指标选自：哈格伯格降落数值、霉菌毒素污染率、丙烯酰胺污染率、蛋白质率、糖含量、烘烤强度或面粉的其他特征、硬度、粒径或者还有比重。
有利地，从耦合数据中(而不是从单独获得的数据中)计算样品的质量指标，能够提高从湿度率、蛋白质率、霉菌毒素污染率、哈格伯格降落数值或者还有比重中选择的质量指标的预测精度。已知在第三分析模块400中测量的样品的比重，能够通过选择适合于由装置1分析的样品的统计模型来进一步提高该预测精度。
根据本发明的实施例，装置1的最大尺寸是75厘米高、70厘米宽以及55厘米深。例如，装置1的尺寸约为71厘米高、65厘米宽和45厘米深。优选地，装置1的尺寸约为60厘米高、55厘米宽和50厘米深。
根据本发明的实施例，装置1和/或其一些元件容纳在密封的壳体中，以便将装置1和/或其一些元件与外部条件隔离，例如与灰尘的存在、温度的起伏或者还有与装置的运输相关的影响隔离。
图7以流程图的形式示出了根据本发明的实施例的用于分析样品的方法的步骤。根据本发明的实施例，该方法包括第一分离步骤E100，在第一分离步骤E100中，倒入装置1的漏斗100中的样品被分离并朝向第一分析模块200和朝向第二分析模块300被引导。然后，依次或同时执行第二分析步骤E200和第三分析步骤E300。
根据本发明的实施例，由第一分析模块200实施的第二分析步骤E200旨在获取样品的红外或近红外光谱，该第二分析步骤包括以下步骤：由样品填充第一腔室210的子步骤E210、由第一分析模块200的检测元件检测第一腔室210的填充的子步骤E210b、由第一激发子模块220激发样品的子步骤E220、由第一获取模块230获取经过第一测量模块230的至少一个红外或近红外光谱的子步骤E230、经由第一排放系统213将样品排出到第一腔室210的外部并朝向第三分析模块400排放的子步骤E213、当第一模块230的光谱仪被挡板232阻挡时，获取被第一模块230阻挡的至少一个光谱的子步骤E240、以及将在步骤E200期间获取的光谱朝向处理模块500传输的子步骤E250。
根据本发明的实施例，获取参照光谱的步骤，即获取空源的光谱的步骤，在填充子步骤E210之前。在一种变体中，获取参照光谱的该步骤可以直接跟随排出样品的子步骤E213。
在一种变体中，能够在获取至少一个被阻挡的光谱的子步骤E240和传输子步骤E250中的一个或另一个子步骤之后实施排出样品的子步骤E213。根据另一变体，获取至少一个被阻挡的光谱的子步骤E240可以在由样品填充第一腔室210的子步骤E210之前实施。填充子步骤E210可以进一步包括通过第一分析模块200的检测元件检测第一腔室210的填充的子步骤E210b。
根据本发明的实施例，由第二分析模块300实施的第三分析步骤E300旨在经由以下子步骤获取样品的至少一个荧光光谱并获取被阻挡的光谱：由样品填充第二腔室310的子步骤E310、由第三激发子模块320激发样品的子步骤E320、由第四测量子模块330获取至少一个荧光光谱的获取子步骤E330、经由第二排放系统313将样品排出到第二腔室310的外部的子步骤E313，当第三激发子模块320的光源被关闭时，由第四测量子模块330获取至少一个被阻挡的光谱的子步骤E340、以及将在第三步骤E300期间获取的光谱朝向处理模块500传输的子步骤E350。在一种变体中，能够在获取至少一个被阻挡的光谱的子步骤E340和传输子步骤E350中的一个或另一个子步骤之后实施排出样品的子步骤E313。填充子步骤E310可以进一步包括通过第二分析模块300的检测元件检测第二腔室310的填充的子步骤E310b。
根据本发明的实施例，由第三分析模块400实施的第四分析步骤E400旨在经由以下子步骤测量样品的至少一个比重和皮重：测量与容器410的空重相对应的皮重的子步骤E405、由样品填充容器的子步骤E410、由校平元件415校平样品的表面的子步骤E415、测量容器中容纳的样品的比重的子步骤E420、通过第三排放系统413将样品排出到容器410的外部的子步骤E440、以及将获得的比重和皮重的测量值传输到处理模块500的子步骤E450。填充子步骤410可以进一步包括通过第三分析模块400的检测元件检测样品对容器410的填充的子步骤E410b。
根据本发明的实施例，由处理模块500实施的第五处理步骤E500旨在经由以下子步骤确定样品的质量指标：接收来自第一分析模块200、第二分析模块300以及第三分析模块400的数据的子步骤E510、耦合这些数据的子步骤E520、应用至少一个多路径统计模型的子步骤E530、以及基于前述子步骤预测至少一个质量指标的子步骤E540。此外，第五处理步骤E500可以包括在图7中未示出的子步骤E525，该子步骤包括根据在子步骤E450期间传输到处理模块500的样品的比重的值来确定至少一个多路径统计模型，所述子步骤E525在应用至少一个多路径统计模型的子步骤E530之前实施。
自然地，为了满足特定需求，本发明领域的技术人员可以在前面的描述中应用修改。尽管已经在上面参照特定实施例描述了本发明，但是本发明不限于特定实施例，且在本发明的应用领域中发现的修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的。

Claims (6)

1.用于对谷物样品进行光谱分析的装置(1)，其特征在于，所述装置包括第一红外分析模块(200)、第二荧光分析模块(300)、第三比重分析模块(400)和处理模块(500)，所述第一模块(200)和第二模块(300)中的每个模块包括：
·测量腔室(210，310)，所述测量腔室被配置为接收所述样品的至少一部分；
·激发子模块(220，320)，所述激发子模块被配置为朝向所述样品的所述至少一部分发射至少一个电磁辐射；
·测量子模块(230，330)，所述测量子模块被配置为获取所述样品的至少一个电磁谱；
·排放系统(213，313)，所述排放系统被配置为朝向所述第三模块(400)引导所述样品；
所述第三分析模块(400)包括：
·容器(410)，所述容器被配置为接收所述样品；
·测量子模块(430)，所述测量子模块被配置为测量所述样品的比重；
所述处理模块(500)通过通信网络(600)连接到每个所述分析模块(200，300，400)，所述处理模块包括：
·存储器(510)，所述存储器被配置为接收由所述通信网络(600)传输的数据，所述数据包括由所述第一模块(200)和所述第二模块(300)获取的电磁谱以及由所述第三分析模块(400)测量的比重；和
·处理器(520)，所述处理器被配置为组织和耦合所述存储器中所接收的数据，并根据耦合的数据确定所述样品的质量指标。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一红外分析模块(200)的激发子模块(220)被配置为发射其波长介于600纳米到2500纳米之间的至少一个电磁辐射，并且其中，所述第一红外分析模块(200)的测量子模块(230)包括光谱仪，所述光谱仪被配置为获取至少一个吸收光谱和/或透射光谱。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述第二荧光分析模块(300)的激发子模块(320)被配置为发射其波长介于200纳米到800纳米之间的至少一个电磁辐射，且所述第二荧光分析模块(300)的子模块(330)包括光谱仪，所述光谱仪被配置为获取选自以下光谱中的至少一个光谱：相对于所述样品的表面以介于30°到60°之间的角度获取的迎头模式的荧光光谱；以直角获取的传统荧光光谱，所述至少一个光谱的波长介于200纳米到800纳米之间。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述装置进一步包括漏斗(100)，所述漏斗被配置为朝向所述第一模块(200)和所述第二模块(300)引导所述样品的至少一部分。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述样品的所述质量指标选自：哈格伯格降落数值、霉菌毒素污染率、丙烯酰胺污染率、湿度率、蛋白质率、糖含量、硬度、粒径或者还有比重。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述装置(1)的高度小于75厘米，优选地小于60厘米，所述装置(1)的宽度小于70厘米，优选地小于55厘米，以及所述装置(1)的深度小于55厘米，优选地小于50厘米。
CN201980046130.XA 2018-07-13 2019-07-12 用于通过红外光谱和荧光光谱分析谷物的装置 Pending CN112400105A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1856531A FR3083866B1 (fr) 2018-07-13 2018-07-13 Dispositif d'analyse de spectroscopie de fluorescence et infrarouge
FR1856531 2018-07-13
PCT/EP2019/068916 WO2020012029A1 (fr) 2018-07-13 2019-07-12 Dispositif d'analyse de grains par spectroscopie de fluorescence et infrarouge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112400105A true CN112400105A (zh) 2021-02-23

Family

ID=63896335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980046130.XA Pending CN112400105A (zh) 2018-07-13 2019-07-12 用于通过红外光谱和荧光光谱分析谷物的装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11965829B2 (zh)
EP (1) EP3821231A1 (zh)
JP (1) JP2021524592A (zh)
CN (1) CN112400105A (zh)
CA (1) CA3105752A1 (zh)
FR (1) FR3083866B1 (zh)
WO (1) WO2020012029A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113310948A (zh) * 2021-05-11 2021-08-27 中国农业科学院农产品加工研究所 一种智能化快速测定菜肴食品营养含量的检测装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11304368B2 (en) * 2020-05-07 2022-04-19 Wisconsin Alumni Research Foundation Apparatus for assessing and harvesting peas
FR3113523A1 (fr) * 2020-08-21 2022-02-25 Spectralys Innovation Dispositif d’analyse spectroscopique d’un echantillon et procede d’analyse d’un echantillon au moyen d’un tel dispositif
WO2022082300A1 (en) * 2020-10-19 2022-04-28 Hexo Operations Inc. Use of spectroscopy in manufacturing hashish-based consumer products
WO2022082299A1 (en) * 2020-10-19 2022-04-28 Hexo Operations Inc. Use of spectroscopy in manufacturing cannabis-based consumer products
CN114813631B (zh) * 2022-06-23 2022-09-06 中化现代农业有限公司 小麦品种纯度检测方法、装置和电子设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005010505A1 (de) * 2003-07-18 2005-02-03 Hans Joachim Bruins Verfahren zur spektroskopischen messung an partikelproben und messeinrichtung zur durchfürhrung des verfahrens
EP1850117A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-31 FOSS Analytical A/S Optical analyser
US20100014070A1 (en) * 2008-07-21 2010-01-21 Hans Joachim Bruins Measuring instrument and method for the measuring of properties of a particulate sample
WO2013116760A1 (en) * 2012-02-03 2013-08-08 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Optical analysis of emissions from stimulated liquids
CN103630523A (zh) * 2012-08-21 2014-03-12 杭州希玛诺光电技术有限公司 一种用于水质光学分析仪表的激光诱导光谱生成装置
WO2017134050A1 (fr) * 2016-02-02 2017-08-10 Spectralys Innovation Procédé et appareil d'analyse spectroscopique, utilisant un traitement multivoies de données spectrales en infrarouge et en fluorescence

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0815140A (ja) * 1994-06-27 1996-01-19 Iseki & Co Ltd 穀物評価装置
JP2001038231A (ja) * 1999-07-30 2001-02-13 Kubota Corp 穀物の品質測定装置
DE10119763A1 (de) * 2001-04-23 2002-10-24 Hans Joachim Bruins Verfahren und Vorrichtung zur Getreideanalyse
US8072596B2 (en) * 2008-04-09 2011-12-06 S.A.E. Afikim Milking System Agricultural Cooperative Ltd System and method for on-line analysis and sorting of milk coagulation properties

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005010505A1 (de) * 2003-07-18 2005-02-03 Hans Joachim Bruins Verfahren zur spektroskopischen messung an partikelproben und messeinrichtung zur durchfürhrung des verfahrens
DE10332800B3 (de) * 2003-07-18 2005-05-04 Bruins, Hans Joachim Verfahren zur spektroskopischen Messung an Partikelproben und Messeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP1850117A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-31 FOSS Analytical A/S Optical analyser
US20100014070A1 (en) * 2008-07-21 2010-01-21 Hans Joachim Bruins Measuring instrument and method for the measuring of properties of a particulate sample
EP2148185A2 (de) * 2008-07-21 2010-01-27 Hans Joachim Bruins Messgerät und Verfahren zur Messung von Eigenschaften einer partikulären Probe
WO2013116760A1 (en) * 2012-02-03 2013-08-08 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Optical analysis of emissions from stimulated liquids
CN103630523A (zh) * 2012-08-21 2014-03-12 杭州希玛诺光电技术有限公司 一种用于水质光学分析仪表的激光诱导光谱生成装置
WO2017134050A1 (fr) * 2016-02-02 2017-08-10 Spectralys Innovation Procédé et appareil d'analyse spectroscopique, utilisant un traitement multivoies de données spectrales en infrarouge et en fluorescence

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113310948A (zh) * 2021-05-11 2021-08-27 中国农业科学院农产品加工研究所 一种智能化快速测定菜肴食品营养含量的检测装置
CN113310948B (zh) * 2021-05-11 2023-03-14 中国农业科学院农产品加工研究所 一种智能化快速测定菜肴食品营养含量的检测装置

Also Published As

Publication number Publication date
FR3083866B1 (fr) 2020-10-23
FR3083866A1 (fr) 2020-01-17
WO2020012029A1 (fr) 2020-01-16
EP3821231A1 (fr) 2021-05-19
US20210123861A1 (en) 2021-04-29
US11965829B2 (en) 2024-04-23
CA3105752A1 (fr) 2020-01-16
JP2021524592A (ja) 2021-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112400105A (zh) 用于通过红外光谱和荧光光谱分析谷物的装置
CA2931138C (en) An optical sampling apparatus and method for utilizing the sampling apparatus
EP2831566B1 (en) Optical analyzer for identification of materials using transmission spectroscopy
EP1264170B1 (en) Optical probes and methods for spectral analysis
EP2831565A1 (en) Optical analyzer for identification of materials using reflectance spectroscopy
EP1991857B1 (en) SYSTEM FOR DETECTING ONE OR MORE PREDETERMlNED OPTICALLY DERIVABLE CHARACTERISTICS OF A SAMPLE
JP2018526647A (ja) テストサンプルについての光吸収測定、および、基準サンプルについてのコンプライアンス測定を実施するための装置および方法
EP3746755B1 (en) A method for calibrating an integrating cavity
EP1484600A2 (en) Optical probes and methods for spectral analysis
US20240027339A1 (en) Device for spectroscopic analysis of a sample and method analyzing a sample by means of such a device
Sparén et al. Light leakage effects with different sample holder geometries in quantitative near-infrared transmission spectroscopy of pharmaceutical tablets
RU2410671C1 (ru) Спектрометрический экспресс-анализатор показателей качества молока и молочного напитка
CA2618209C (en) Optical probes and methods for spectral analysis
US20180313859A1 (en) Device for the automated analysis of solids or fluids

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