CN112540058A - 一种近红外光谱分析无损鉴别中药材真伪的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种近红外光谱分析无损鉴别中药材真伪的方法及其装置，主要包括如下步骤：收集药材样品，以漫反射方式采集样品的近红外光谱对所得光谱进行预处理；把中药材分为正品和伪品两个部分，建立校正模型；对校正模型进行外部验证，建立分析模型；检测待测样品近红外光谱图，将图谱输入定量分析模型，即可测得该中药材中指标性成分的含量；本发明通过光谱分析仪收集样品光谱并建立校正模型，再将待测样品的光谱图输入定量分析模型中进行分析，即可分析中药材成分进而判断药材真伪，此过程大大减少了整个过程所需时间短、速度快、准确，可批量测量，并极大减少了环境污染。
Description
技术领域
本发明主要涉及中药材检测技术领域，具体为一种近红外光谱分析无损鉴别中药材真伪的方法及其装置。
背景技术
一般传统中药材讲究道地药材，是指在一特定自然条件、生态环境的地域内所产的药材，因生产较为集中，栽培技术、采收加工也都有一定的讲究，以致较同种药材在其他地区所产者品质佳、疗效好。市面上许多中药材由于质量参差不齐，导致医疗效果有好有坏，甚至有不法分子造假，生产假药材，以假乱真。传统的对药材真伪的判断方式为按照药典规定的方法，或者利用大量化学药剂对中药材成分进行鉴别，但是步骤较为繁琐，耗时较长，不利于大批量的快速真伪检测，同时大量的化学药剂的使用对环境造成大量的污染。
发明内容
本发明主要提供了一种近红外光谱分析无损鉴别中药材真伪的方法及其装置，用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
一种近红外光谱分析无损鉴别中药材真伪的方法及其装置，包括如下步骤：
(a)收集设定批次药材样品，经过预处理机构预处理后，用微型近红外光谱分析仪，以漫反射方式采集样品的近红外光谱对所得光谱进行预处理；
(c)把中药材分为正品和伪品两个部分，采用多元校正法，建立校正模型；
(d)对校正模型进行外部验证，建立分析模型；
(e)将待测样品粉碎后扫描其近红外光谱图，将图谱输入定量分析模型，即可测得该中药材中指标性成分的含量。
一种实施上述方法的装置，包括流通池、进光口和发光源，所述进光口可拆卸连接于所述流通池的上部，所述发光源可拆卸连接于所述进光口的上方，所述进光口的上方固定连接上下移动机构，所述上下移动机构的一端可拆卸连接所述发光源，所述流通池内咬合连接横向移动机构，所述横向移动机构上咬合连接载物机构，所述载物机构内部固定连接多个卡紧机构且其上部固定连接挡料机构，所述流通池两侧均滑动连接密封机构。
进一步的，所述上下移动机构包括第一机箱，所述第一机箱内固定连接第一电机，所述第一电机的输出端固定连接第一转动轴，所述第一转动轴的两端均轴承连接于第一固定板，所述第一固定板固定连接于所述第一机箱内部，所述第一转动轴上固定连接旋转块，所述旋转块设有第一滑槽，所述第一滑槽内滑动连接第一移动块，所述第一移动块固定连接于移动杆上，所述移动杆的两端均轴承连接于所述第一固定板上且其一侧固定连接支撑杆，所述支撑杆的一端固定连接所述发光源。
进一步的，所述横向移动机构包括螺杆，所述螺杆的两端均轴承连接于第二固定板上且其一侧轴承连接第二转动轴，所述第二转动轴的一端轴承连接于所述第二固定板上且其另一端固定连接电动推杆，所述电动推杆的输出端固定连接第三转动轴，所述第三转动轴的两端均轴承连接于所述流通池，所述螺杆的一端固定连接旋转电机的输出端。
进一步的，所述载物机构包括载物台，所述载物台上设有多个第二滑槽，所述第二滑槽内均滑动连接隔板，所述隔板的两侧均设有卡槽，所述卡槽内滑动连接所述卡紧机构。
进一步的，多个所述卡紧机构均包括第一限位槽，所述第一限位槽对称固定连接所述载物台的内部，所述第一限位槽内固定连接第一弹簧，所述第一弹簧的另一端固定连接伸缩半球，所述伸缩半球滑动连接于所述卡槽，所述第一限位槽的下方、所述载物台内固定连接第二限位槽，所述地二限位槽内固定连接第二弹簧，所述第二弹簧的另一端固定连接限位杆，所述限位杆的另一侧固定连接伸缩杆，所述限位杆和所述伸缩杆均滑动连接于所述第二限位槽，所述伸缩杆的另一端滑动连接于所述载物台。
进一步的，所述挡料机构包括两个对称的第二机箱，两个所述第二机箱分别固定连接于所述载物台的两端，所述第二机箱内固定连接第二电机，所述第二电机的输出端固定连接异形齿轮，所述异形齿轮上固定连接多个齿牙，多个所述齿牙均咬合连接齿条，所述齿条固定连接于第二移动块的上下方，所述第二移动块的两端均滑动连接于第二滑槽，所述第二滑槽设于所述第二机箱上，所述第二移动块的一端固定连接盖板，所述盖板滑动连接于所述载物台。
进一步的，所述第二机箱的一侧、所述载物台上均固定连接离子风机。
进一步的，所述密封机构包括两个上下对称的密封单元，所述密封单元包括第三机箱，所述第三机箱内固定连接第三电机，所述第三电机的输出端固定连接转盘，所述转盘上固定连接固定块，所述固定块的两侧均固定连接夹持板，所述固定块的厚度大于所述夹持板的厚度，所述固定块滑动连接于中空移动板，所述中空移动板固定连接于移动杆上，所述移动杆的两端均滑动连接于套杆，所述套杆均固定连接于固定杆，所述固定杆分别固定连接于所述第三机箱的两侧，所述移动杆的一端固定连接异形块，所述异形块上一侧设有第一半通孔，所述第一半通孔的一侧设有第二半通孔，所述第一半通孔内设有螺纹。
进一步的，所述伸缩杆接触所述载物台的部分均固定连接密封橡胶垫圈。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过近红外光谱分析技术对中药材的成分进行检测从而判断药材真伪，此过程大大减少了整个过程所需时间短、速度快、准确，可批量测量，并极大减少了环境污染，同时本发明通过上下移动机构调节发光源的远近，从而调节了检测范围，通过横向移动机构将药品送入流通池进行检测，同时载物台内可调节面积的大小，使用时可以根据需求检测不同剂量的药品，通过挡料机构将药品倒下，通过密封机构将流通池的两侧进行密封，使得在检测时，流通池保持密封状态。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明上下移动机构结构示意图；
图3为本发明卡紧机构结构示意图；
图4为本发明载物台结构示意图；
图5为本发明挡料机构结构示意图；
图6为本发明密封机构结构示意图；
图7为本发明异形块结构示意图。
图中：1-流通池、11-进光口、12-发光源、2-上下移动机构、21-第一机箱、22-第一电机、221-第一转动轴、222-旋转块、223-第一滑槽、23-第一固定板、24-第一移动块、25-移动杆、26-支撑杆、3-横向移动机构、31-螺杆、32-第二固定板、33-第二转动轴、34-电动推杆、35-第三转动轴、36-旋转电机、4-载物机构、41-载物台、42-第二滑槽、43-隔板、44-卡槽、5-卡紧机构、51-第一限位槽、52-第一弹簧、53-伸缩半球、54-第二限位槽、55-第二弹簧、56-限位杆、57-伸缩杆、571-密封橡胶垫圈、6-挡料机构、61-第二机箱、62-第二电机、63-异形齿轮、64-齿牙、65-齿条、66-第二移动块、67-第二滑槽、68-盖板、69-离子风机、7-密封机构、70-密封单元、71-第三机箱、72-第三电机、73-转盘、731-固定块、74-夹持板、75-中空移动板、76-移动杆、77-套杆、78-固定杆、781-异形块、782-第一半通孔、783-第二半通孔、79-螺纹。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种近红外光谱分析无损鉴别中药材真伪的方法及其装置，包括如下步骤：
(a)收集设定批次药材样品，经过预处理机构预处理后，用微型近红外光谱分析仪，以漫反射方式采集样品的近红外光谱对所得光谱进行预处理；
(c)把中药材分为正品和伪品两个部分，采用多元校正法，建立校正模型；
(d)对校正模型进行外部验证，建立分析模型；
(e)将待测样品粉碎后扫描其近红外光谱图，将图谱输入定量分析模型，即可测得该中药材中指标性成分的含量。
请着重参照附图1-7，一种实施上述方法的装置，包括流通池1、进光口11和发光源12，所述进光口11可拆卸连接于所述流通池1的上部，所述发光源12可拆卸连接于所述进光口11的上方，所述进光口11的上方固定连接上下移动机构2，所述上下移动机构2的一端可拆卸连接所述发光源12，所述流通池1内咬合连接横向移动机构3，所述横向移动机构3上咬合连接载物机构4，所述载物机构4内部固定连接多个卡紧机构5且其上部固定连接挡料机构6，所述流通池1两侧均滑动连接密封机构7。
请着重参照附图1和2，所述上下移动机构2包括第一机箱21，所述第一机箱21内固定连接第一电机22，所述第一电机22的输出端固定连接第一转动轴221，所述第一转动轴221的两端均轴承连接于第一固定板23，所述第一固定板23固定连接于所述第一机箱21内部，所述第一转动轴221上固定连接旋转块222，所述旋转块222设有第一滑槽223，所述第一滑槽223内滑动连接第一移动块24，所述第一移动块24固定连接于移动杆25上，所述移动杆25的两端均轴承连接于所述第一固定板23上且其一侧固定连接支撑杆26，所述支撑杆26的一端固定连接所述发光源12，此设计可以调节发光源12的远近，从而调整检测范围。
请着重参照附图1，所述横向移动机构3包括螺杆31，所述螺杆31的两端均轴承连接于第二固定板32上且其一侧轴承连接第二转动轴33，所述第二转动轴33的一端轴承连接于所述第二固定板32上且其另一端固定连接电动推杆34，所述电动推杆34的输出端固定连接第三转动轴35，所述第三转动轴35的两端均轴承连接于所述流通池1，所述螺杆31的一端固定连接旋转电机36的输出端，此设计通过横向移动机构3带动载物机构4在流通池1内运动，进行检测。
请着重参照附图1、3和4，所述载物机构4包括载物台41，所述载物台41上设有多个第二滑槽42，所述第二滑槽42内均滑动连接隔板43，所述隔板43的两侧均设有卡槽44，所述卡槽44内滑动连接所述卡紧机构5；多个所述卡紧机构5均包括第一限位槽51，所述第一限位槽51对称固定连接所述载物台41的内部，所述第一限位槽51内固定连接第一弹簧52，所述第一弹簧52的另一端固定连接伸缩半球53，所述伸缩半球53滑动连接于所述卡槽44，所述第一限位槽51的下方、所述载物台41内固定连接第二限位槽54，所述地二限位槽54内固定连接第二弹簧55，所述第二弹簧55的另一端固定连接限位杆56，所述限位杆56的另一侧固定连接伸缩杆57，所述限位杆56和所述伸缩杆57均滑动连接于所述第二限位槽54，所述伸缩杆57的另一端滑动连接于所述载物台41，此设计可以调节第二滑槽42的大小，从而可以适应不同剂量中药材的检测。
请着重参照附图4和5，所述挡料机构6包括两个对称的第二机箱61，两个所述第二机箱61分别固定连接于所述载物台41的两端，所述第二机箱61内固定连接第二电机62，所述第二电机62的输出端固定连接异形齿轮63，所述异形齿轮63上固定连接多个齿牙64，多个所述齿牙64均咬合连接齿条65，所述齿条65固定连接于第二移动块66的上下方，所述第二移动块66的两端均滑动连接于第二滑槽67，所述第二滑槽67设于所述第二机箱61上，所述第二移动块66的一端固定连接盖板68，所述盖板68滑动连接于所述载物台41；所述第二机箱61的一侧、所述载物台41上均固定连接离子风机69。
请着重参照附图1、6和7，所述密封机构7包括两个上下对称的密封单元70，所述密封单元70包括第三机箱71，所述第三机箱71内固定连接第三电机72，所述第三电机72的输出端固定连接转盘73，所述转盘73上固定连接固定块731，所述固定块731的两侧均固定连接夹持板74，所述固定块731的厚度大于所述夹持板74的厚度，所述固定块731滑动连接于中空移动板75，所述中空移动板75固定连接于移动杆76上，所述移动杆76的两端均滑动连接于套杆77，所述套杆77均固定连接于固定杆78，所述固定杆78分别固定连接于所述第三机箱71的两侧，所述移动杆76的一端固定连接异形块781，所述异形块781上一侧设有第一半通孔782，所述第一半通孔782的一侧设有第二半通孔783，所述第一半通孔782内设有螺纹79，此设计通过对称的密封单元把检测时的流通池1密封起来。
所述伸缩杆57接触所述载物台41的部分均固定连接密封橡胶垫圈。
操作原理：使用时，将药粉放入第二滑槽42中，隔板43可以进行插拔调节第二滑槽42的大小，同时伸缩杆57和密封橡胶垫圈571可以防止药粉落入载物台41内，启动旋转电机36，带动载物台41运动，发光源12进行扫描，结束后密封机构7的第三电机72启动，带动异形块781移动，将流通池1打开，(在进行扫描时流通池1的两端一直是封闭的)，此时第二电机62带动异形齿轮63转动，将载物台41的上部进行封闭，出了流通池1后，载物台41进行旋转，一直到完全翻转后，盖板68移动，将药粉倒下，接着载物台41回转，电动推杆34的输出端伸出插入载物台41中，载物台41进入流通池1中。
上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种近红外光谱分析无损鉴别中药材真伪的方法及其装置，其特征在于：包括如下步骤：
(a)收集设定批次药材样品，经过预处理机构预处理后，用微型近红外光谱分析仪，以漫反射方式采集样品的近红外光谱对所得光谱进行预处理；
(c)把中药材分为正品和伪品两个部分，采用多元校正法，建立校正模型；
(d)对校正模型进行外部验证，建立分析模型；
(e)将待测样品粉碎后扫描其近红外光谱图，将图谱输入定量分析模型，即可测得该中药材中指标性成分的含量。
2.一种实施权利要求1的预处理机构，包括流通池(1)、进光口(11)和发光源(12)，所述进光口(11)可拆卸连接于所述流通池(1)的上部，所述发光源(12)可拆卸连接于所述进光口(11)的上方，其特征在于：所述进光口(11)的上方固定连接上下移动机构(2)，所述上下移动机构(2)的一端可拆卸连接所述发光源(12)，所述流通池(1)内咬合连接横向移动机构(3)，所述横向移动机构(3)上咬合连接载物机构(4)，所述载物机构(4)内部固定连接多个卡紧机构(5)且其上部固定连接挡料机构(6)，所述流通池(1)两侧均滑动连接密封机构(7)。
3.根据权利要求2所述的一种实施权利要求1的预处理机构，其特征在于：所述上下移动机构(2)包括第一机箱(21)，所述第一机箱(21)内固定连接第一电机(22)，所述第一电机(22)的输出端固定连接第一转动轴(221)，所述第一转动轴(221)的两端均轴承连接于第一固定板(23)，所述第一固定板(23)固定连接于所述第一机箱(21)内部，所述第一转动轴(221)上固定连接旋转块(222)，所述旋转块(222)上设有第一滑槽(223)，所述第一滑槽(223)内滑动连接第一移动块(24)，所述第一移动块(24)固定连接于移动杆(25)上，所述移动杆(25)的两端均轴承连接于所述第一固定板(23)上且其一侧固定连接支撑杆(26)，所述支撑杆(26)的一端固定连接所述发光源(12)。
4.根据权利要求2所述的一种实施权利要求1的预处理机构，其特征在于：所述横向移动机构(3)包括螺杆(31)，所述螺杆(31)的两端均轴承连接于第二固定板(32)上且其一侧轴承连接第二转动轴(33)，所述第二转动轴(33)的一端轴承连接于所述第二固定板(32)上且其另一端固定连接电动推杆(34)，所述电动推杆(34)的输出端固定连接第三转动轴(35)，所述第三转动轴(35)的两端均轴承连接于所述流通池(1)，所述螺杆(31)的一端固定连接旋转电机(36)的输出端。
5.根据权利要求2所述的一种实施权利要求1的预处理机构，其特征在于：所述载物机构(4)包括载物台(41)，所述载物台(41)上设有多个第二滑槽(42)，所述第二滑槽(42)内均滑动连接隔板(43)，所述隔板(43)的两侧均设有卡槽(44)，所述卡槽(44)内滑动连接所述卡紧机构(5)。
6.根据权利要求5所述的一种实施权利要求1的预处理机构，其特征在于：多个所述卡紧机构(5)均包括第一限位槽(51)，所述第一限位槽(51)对称固定连接于所述载物台(41)的内部，所述第一限位槽(51)内固定连接第一弹簧(52)，所述第一弹簧(52)的另一端固定连接伸缩半球(53)，所述伸缩半球(53)滑动连接于所述卡槽(44)，所述第一限位槽(51)的下方、所述载物台(41)内固定连接第二限位槽(54)，所述第二限位槽(54)内固定连接第二弹簧(55)，所述第二弹簧(55)的另一端固定连接限位杆(56)，所述限位杆(56)的另一侧固定连接伸缩杆(57)，所述限位杆(56)和所述伸缩杆(57)均滑动连接于所述第二限位槽(54)，所述伸缩杆(57)的另一端滑动连接于所述载物台(41)。
7.根据权利要求5所述的一种实施权利要求1的预处理机构，其特征在于：所述挡料机构(6)包括两个对称的第二机箱(61)，两个所述第二机箱(61)分别固定连接于所述载物台(41)的两端，所述第二机箱(61)内固定连接第二电机(62)，所述第二电机(62)的输出端固定连接异形齿轮(63)，所述异形齿轮(63)上固定连接多个齿牙(64)，多个所述齿牙(64)均咬合连接齿条(65)，所述齿条(65)固定连接于第二移动块(66)的上下方，所述第二移动块(66)的两端均滑动连接于第二滑槽(67)，所述第二滑槽(67)设于所述第二机箱(61)上，所述第二移动块(66)的一端固定连接盖板(68)，所述盖板(68)滑动连接于所述载物台(41)。
8.根据权利要求7所述的一种实施权利要求1的预处理机构，其特征在于：所述第二机箱(61)的一侧、所述载物台(41)上均固定连接离子风机(69)。
9.根据权利要求2所述的一种实施权利要求1的预处理机构，其特征在于：所述密封机构(7)包括两个上下对称的密封单元(70)，所述密封单元(70)包括第三机箱(71)，所述第三机箱(71)内固定连接第三电机(72)，所述第三电机(72)的输出端固定连接转盘(73)，所述转盘(73)上固定连接固定块(731)，所述固定块(731)的两侧均固定连接夹持板(74)，所述固定块(731)的厚度大于所述夹持板(74)的厚度，所述固定块(731)滑动连接于中空移动板(75)，所述中空移动板(75)固定连接于移动杆(76)上，所述移动杆(76)的两端均滑动连接于套杆(77)，所述套杆(77)均固定连接于固定杆(78)，所述固定杆(78)分别固定连接于所述第三机箱(71)的两侧，所述移动杆(76)的一端固定连接异形块(781)，所述异形块(781)上一侧设有第一半通孔(782)，所述第一半通孔(782)的一侧设有第二半通孔(783)，所述第一半通孔(782)内设有螺纹(79)。
10.根据权利要求6所述的一种实施权利要求1的预处理机构，其特征在于：所述伸缩杆(57)接触所述载物台(41)的部分均固定连接密封橡胶垫圈(571)。
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