CN112525853A - 一种简易成分鉴定的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于食品、农业、生物、药品、液态产品检测领域，公开了一种简易成分鉴定的方法。是一种利用LED搭配荧光粉形成broadband近红外光去照射物品，再采用带有滤波器的近红外探测器来鉴定成分的方法；以达到确认蔬果肉类的新鲜度、食物的热量、蛋白质含量、药品酒类的真假，此鉴定方法可广泛的运用于各类食品药品和健康检测相关需求的产品；便于客户自己使用鉴别，具有实用性和推广性。
Description
技术领域
本发明属于食品、农业、生物、药品、液态产品检测领域，本发明涉及一种简易成分鉴定的方法。
背景技术
目前由于生活水平的提高人们更加重视食品的安全和身体的健康，包含蔬果肉类的新鲜度、食物的热量、蛋白质含量、药品酒类的真假的信息就变得特别重要。
现有技术包含使用近红外光谱检测技术检测食品成份，主要有利用双集成卤素灯作为光源，利用1mm InGaAs DLP(数字光处理，这种技术要先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来)chip on DMD(数字微镜芯片)作为检测组件，但这种检测组件较为昂贵，导致成本太高。还有利用红外LED作为光源利用多个图像传感器滤波器作为检测组件，但是目前的检测波段不够宽，导致检测产品有限，并且售价仍然不够便宜。因而造成技术不易推广使用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种简易成分鉴定的方法，是一种利用LED搭配荧光粉形成broadband近红外光去照射物品，再采用带有滤波器的近红外探测器来鉴定成分的方法；以达到确认蔬果肉类的新鲜度、食物的热量、蛋白质含量、药品酒类的真假，此鉴定方法可广泛的运用于各类食品药品和健康检测相关需求的产品；便于客户自己使用鉴别，具有实用性和推广性。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种简易成分鉴定的方法；包括LED搭配荧光粉或者量子点的broadband近红外光光源、环形近红外光检测器、若干个不同波段的滤波器、隔绝干扰光的外罩、电路控制系统、智能型手机；其中，电路控制系统连接控制光源和检测器，外罩罩住光源和检测器隔绝外界干扰光，当打开光源照射样品，其反射出来的光通过滤波器到达检测器就可以形成漫反射光谱，再通过蓝牙将数据传到手机。
所述简易成分鉴定的方法包括：
a.LED搭配荧光粉或者量子点形成broadband近红外光去照射物品；
b.利用若干个搭配有滤波器的探测器来量测经过物品的近红外光反射率光谱；
c.将所量测到的反射率光谱透过手机与已知的数据参数作比对；
d.依照反射率光谱比对结果作成分鉴定。
所述的已知的数据是提前对样品检测后录入的标准数据。
进一步的，所述的近红外光光源，其发光波长在700-2500nm之间；
进一步的，所述的近红外光光检测器，其侦测光谱波长区间为700-2500nm；
进一步的，所述的滤波器的指定波段在700-2500nm之间；
进一步的，所述的近红外光源LED制作包含InGaAs系列LED和InGaN系列LED+荧光粉或者量子点，具体的可以是：InGaAs系列LED搭配荧光粉、InGaAs系列LED搭配量子点、InGaN系列LED搭配荧光粉、InGaN系列LED搭配量子点这四种组合；
本发明利用不可见近红外光光谱分析被检测物质成分的原理，利用近红外光波段的光源照射产品，透过产品反射率光谱的分析数据讯息经由手机传到云端对比数据库的数据推算出物品的成分。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
本发明可根据客户需求设计不同波长、不同滤波器的简易红外光成分分析仪。本发明将近红外光检测器设计成环形，使其收光更全更均匀，并且结构紧凑设计，节省安装空间。将根据不同的待测物品和客户的精准度需求调整LED波长和荧光粉及量子点的成分和比例搭配滤波器的波段和个数的选择来满足客户需求。
本发明利用近红外光光谱分析能检测物质成分的原理；利用近红外光LED光源的调变搭配带有滤波器的近红外探测器的设计，照射产品产生不同光谱、对指定波段的探测以及结合既有云端数据的分析来获得相关讯息。
本发明提供的检测成分方法，单纯的LED搭配荧光粉或量子点形成broadband近红外光源，若干近红外光检测器和波段的滤波器，分别量测不同波长反射率，因此可以以非常低廉的成本制作量测仪器；并可以依照客户产品的需求灵活地更换滤波器来测试不同产品。
附图说明
图1是本发明简易成分鉴定的方法的整体示意图。
图2是不同待测物的近红外光光谱图。
图中：101.LED搭配荧光粉或量子点形成broadband近红外光源；201.环形近红外光检测器；301.若干波段的滤波器；401.隔绝外罩；501.电路控制系统；601.智能型手机。
具体实施方式
下面通过具体实施例详述本发明，但不限制本发明的保护范围。如无特殊说明，本发明所采用的实验方法均为常规方法，所用实验器材、材料、试剂等均可从商业途径获得。
实施例1
一种简易成分鉴定的方法；如图1所示，包括如下部件；
S100，提供一种broadband近红外光光源101。
具体的，提供一种用于鉴定产品成分的近红外光源，所述光源是broadband近红外光，制作包含InGaAs系列LED+荧光粉；例如：InGaAs系列的LED+Ca(1-x)ZnOS:xNd3；
S200，提供一种环形近红外光检测器201。
S300，提供若干波段的滤波器301。
S400，提供一种隔绝外罩401，隔绝外界干扰光。
具体的，为隔绝外界干扰光，可以采用金属镀膜外罩来起到隔绝作用。
S500，电路控制系统501。
具体的，提供一个电路控制系统在控制光源和传感器。
S600，一台智能型手机601。
具体的，提供一台智能型手机能够结合既有云端数据(即为录入的标准数据库)的分析来获得检测数据。
所述步骤S300具体包括：
其中滤波器的波段和个数可以根据客户需求来调整，例如指定波段1800nm(大分子糖类C-H、C-O等)、1940nm(水分O-H)等不同指定波段滤波器，通过指定波段的探测分析为客户提供更精准的分析结果。如图2所示，许多不同的化学键，如C-H、O-H、N-H等化学键在不同波长，有不同的吸收或震荡效果，因此在使用过程种可根据不同产品更换滤波器来实现测量。
具体应用步骤：开启近红外光光源照射产品，利用指定波段滤波器的探测器采集产品对不同波段的反射率，再将数据信息由手机传到云端对比标准数据库的数据推算出产品的成分。
实施例2
所述步骤S100 broadband近红外光光源101还可以是：
用InGaAs系列LED+量子点作为近红外光源，可以通过控制量子点的成分和比例来实现broadband红外光作为光源，使其发光波长在700-2500nm之间。例如：InGaAs系列的LED+PbS量子点；其它步骤和参数同实施例1。
实施例3
在一个实施例中，所述步骤S100 broadband近红外光光源101还可以是：
用InGaN系列LED+荧光粉作为近红外光源，其中通过控制荧光粉的成分和比例来实现broadband近红外光作为光源，使其发光波长在700-2500nm之间。InGaN系列的LED+NaAl5O8:Ce3+x,Fe3+y,Er3+z荧光粉；其它步骤和参数同实施例1。
实施例4
在一个实施例中，所述步骤S100 broadband近红外光光源101还可以是：
用InGaN系列LED+量子点作为近红外光源，其中通过控制量子点的成分和比例来实现broadband近红外光作为光源，使其发光波长在700-2500nm之间。InGaN系列的LED+PbSe量子点；其它步骤和参数同实施例1。
实施方式5
所述步骤S300提供一种隔绝外罩301，可以采用镀DBR外罩来起到隔绝作用。其它步骤和参数同实施例1。
应用例
为了检测不同厂家不同产地的面粉中的蛋白质含量，则需要一个broadband近红外光源，用这一光源照射面粉，利用一组滤波器，经过滤波器使探测器去收集不同厂家的面粉在特定波段的吸收光谱，其波长分别为：1800nm、1820nm、1880nm、1940nm、2100nm、2140nm、2180nm、2310nm、2230nm、2270nm、2310nm、2350nm。其中包含蛋白质的特征峰2180nm波段，用光源照射面粉，经过滤波器利用探测器去收集不同厂家的面粉在不同波段的吸收光谱，再通过蓝牙传输到手机上，手机再传到云端对比标准数据库的数据推算出面粉中蛋白质的含量。其中光谱数据的计算平均值利用偏最小二乘方法，将国标方法测定的样品中成分含量作为近红外分析模型建立所需的化学指标数值，建立面粉中蛋白质的近红外分析模型，将所得近红外光谱数据的计算平均值传输到近红外分析模型，即可得出不同厂家面粉中的蛋白质含量。该组光源中含有特定1940nm的波段也可以同样的方法测量出样品中的水分含量。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的全部实施例。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (7)
1.一种简易成分鉴定的方法，其特征是，包括LED搭配荧光粉或者量子点的broadband近红外光光源、环形近红外光检测器、若干个不同波段的滤波器、隔绝干扰光的外罩、电路控制系统、智能型手机；
所述简易成分鉴定的方法包括：
a.LED搭配荧光粉或者量子点形成broadband近红外光去照射物品；
b.利用若干个搭配有滤波器的探测器来量测经过物品的近红外光反射率光谱；
c.将所量测到的反射率光谱透过手机与已知的数据参数作比对；
d.依照反射率光谱比对结果作成分鉴定。
2.如权利要求1所述的一种简易成分鉴定的方法，其特征是，所述的已知的数据是提前对样品检测后录入的标准数据。
3.如权利要求2所述的一种简易成分鉴定的方法，其特征是，所述的近红外光光源，其发光波长在700-2500nm之间。
4.如权利要求2所述的一种简易成分鉴定的方法，其特征是，所述的近红外光光检测器，其侦测光谱波长区间为700-2500nm。
5.如权利要求2所述的一种简易成分鉴定的方法，其特征是，所述的滤波器的指定波段在700-2500nm之间。
6.如权利要求2所述的一种简易成分鉴定的方法，其特征是，所述的近红外光源LED制作包含InGaAs系列LED和InGaN系列LED+荧光粉或者量子点。
7.如权利要求6所述的一种简易成分鉴定的方法，其特征是，所述的近红外光源LED具体为InGaAs系列LED搭配荧光粉、InGaAs系列LED搭配量子点、InGaN系列LED搭配荧光粉、InGaN系列LED搭配量子点四种组合。
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| CN114414496A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-04-29 | 上海应用技术大学 | 一种鉴定白酒品质的方法 |
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