CN112986155A - 一种农产品品质在线分级的精密光学检测器 - Google Patents

一种农产品品质在线分级的精密光学检测器 Download PDF

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CN112986155A CN202110153153.XA CN202110153153A CN112986155A CN 112986155 A CN112986155 A CN 112986155A CN 202110153153 A CN202110153153 A CN 202110153153A CN 112986155 A CN112986155 A CN 112986155A
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郭庆辉
邹文龙
庄齐斌
张弛
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Abstract

本发明实施例提供了一种农产品品质在线分级的精密光学检测器。该农产品品质在线分级的精密光学检测器包括：光源单元、检测探头、光谱单元和集光器。其中，所述光源单元与所述检测探头连接。所述光谱单元与所述检测探头连接。所述集光器安装在检测探头上。所述集光器的外端面上形成有集光曲面。通过这种结构设置，所述光源单元发射出的光经过所述检测探头后照射在待测样品上，经待测样品反射回来的携带有检测样品品质信息的光线经过所述集光器的聚集和反射作用后，大部分的光线被输送至光谱单元中。由此，使得农产品品质在线分级的精密光学检测器能够收集到的有用光线较多，其检测结果具有代表性，检测的准确度较高。

Description

一种农产品品质在线分级的精密光学检测器
技术领域
本发明涉及农产品品质光谱检测技术领域，尤其涉及一种农产品品质在线分级的精密光学检测器。
背景技术
随着生活水平的提高和人民的健康意识的不断加强，人们对农产品的质量和品质提出了更高的要求。新鲜、安全、高营养的农产品日益受到人们的青睐。近红外光谱技术在农产品的实时、无损检测中得到了较为广泛的应用。
现有技术中所使用的农产品品质光学检测器中并无聚光部件，使得农产品品质光学检测器能够收集到的有用光线较少，其检测结果具有偶然性，不具有代表性，检测的准确度较低。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种农产品品质在线分级的精密光学检测器。
本发明提供了一种农产品品质在线分级的精密光学检测器，包括：光源单元、检测探头、光谱单元和集光器。
其中，所述光源单元与所述检测探头连接。所述光谱单元与所述检测探头连接。所述集光器安装在检测探头上。所述集光器的外端面上形成有集光曲面。
根据本发明提供的一种农产品品质在线分级的精密光学检测器，所述集光器安装在所述检测探头的中心位置处并与所述检测探头的内腔体分隔开。所述光源单元与所述检测探头的内腔体相连通，以将所述光源单元的发射光由所述检测探头的内腔体经所述检测探头的出光口射出。
根据本发明提供的一种农产品品质在线分级的精密光学检测器，所述检测探头包括探头本体、环形出光口、第一接口和第二接口。
其中，所述探头本体上开设有所述环形出光口。所述光源单元与所述第一接口连通以将所述光源单元的发射光由所述环形出光口射出。所述第二接口与所述集光器和所述光谱单元相连通。
根据本发明提供的一种农产品品质在线分级的精密光学检测器，所述光源单元通过环形光导与所述第一接口相连通，所述光谱单元通过采集光纤与所述第二接口相连通。
根据本发明提供的一种农产品品质在线分级的精密光学检测器，所述集光器还包括进光管路，所述进光管路连通设置在所述集光曲面的底端，并且所述进光管路还与所述第二接口相连通。
根据本发明提供的一种农产品品质在线分级的精密光学检测器，所述集光曲面为抛物面结构。
根据本发明提供的一种农产品品质在线分级的精密光学检测器，在所述探头本体的外侧还安装有用于阻挡外界光源的挡光套筒。
根据本发明提供的一种农产品品质在线分级的精密光学检测器，所述探头本体上还连接有固定支架。
根据本发明提供的一种农产品品质在线分级的精密光学检测器，所述光谱单元包括光谱仪。
在本发明提供的农产品品质在线分级的精密光学检测器中，所述光源单元与所述检测探头连接，所述光谱单元与所述检测探头连接，所述集光器安装在检测探头上，所述集光器的外端面上形成有集光曲面。
有助于增加采集更多的携带有样品品质信息的光进入光谱单元，使得检测更加准确稳定
通过这种结构设置，所述光源单元发射出的光经过所述检测探头后照射在待测样品上，经待测样品反射回来的携带有检测样品品质信息的光线经过集光器的聚集反射作用后，大部分的光线被输送至光谱单元中。由此，使得该农产品品质在线分级的精密光学检测器能够收集到的有用光线较多，其检测结果具有代表性，检测的准确度较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是传统农产品品质光学检测器的结构示意简图；
图2是本发明提供的农产品品质在线分级的精密光学检测器的外观结构示意图；
图3是本发明提供的农产品品质在线分级的精密光学检测器的检测探头的剖视结构示意图；
图4是本发明提供的农产品品质在线分级的精密光学检测器中的集光曲面的截面曲线图。
附图标记：
100：光源单元； 200：检测探头； 201：探头本体；
202：环形出光口； 203：第一接口； 204：第二接口；
300：光谱单元； 400：集光器； 401：集光曲面；
402：进光管路； 500：环形光导； 600：采集光纤；
700：挡光套筒； 800：固定支架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1至图4对本发明实施例提供的一种农产品品质在线分级的精密光学检测器进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成任何特别限定。
本发明的实施例提供了一种农产品品质在线分级的精密光学检测器，如图2至图4所示，该农产品品质在线分级的精密光学检测器包括：光源单元100、检测探头200、光谱单元300和集光器400。
其中，光源单元100与检测探头200连接。光谱单元300与检测探头200连接。集光器400安装在检测探头200上。集光器400的外端面上形成有集光曲面401。
图1为现有技术中所使用的传统农产品品质光学检测器，从图中可以明显看出，在传统的农产品品质光学检测器中，其光源照射在待测样品上，经待测样品反射后的光线直接进入探头内进入光谱分析部分，其中并无光线汇聚过程，检测出的待测样品的品质具有偶然性和不准确性。
在本发明提供的农产品品质在线分级的精密光学检测器中，通过这种结构设置，光源单元100发射出的光经过检测探头200后照射在待测样品上，经待测样品反射回来的携带有检测样品品质信息的光线经过集光器400的聚集反射作用后，大部分的光线被输送至光谱单元300中。由此，使得农产品品质在线分级的精密光学检测器能够收集到的有用光线较多，其检测结果具有代表性，检测的准确度较高。
在本发明的一个实施例中，集光器400安装在检测探头200的中心位置处并与检测探头200的内腔体分隔开。光源单元100与检测探头200的内腔体相连通，以将光源单元100的发射光由检测探头200的内腔体经检测探头200的出光口射出。
具体地，如图2和3所示，该农产品品质在线分级的精密光学检测器包括：光源单元100、检测探头200、光谱单元300和集光器400。
其中，光源单元100与检测探头200的内腔体相连通，以将光源单元100的发射光由检测探头200的内腔体经检测探头200的出光口射出。光谱单元300与检测探头200连接。集光器400安装在检测探头200的中心位置处并与检测探头200的内腔体分隔开。集光器400的外端面上形成有集光曲面401。
在工作过程中，将待测样品放置在检测探头200的正上方或者正下方。打开光源单元100，光源单元100的发射光线进入检测探头200的内腔体中，经检测探头200的出光口射出并垂直照射在待测样品上，携带有待测样品品质信息的光线反射回至集光器400内，经过集光器400的聚光和反射作用，大部分的光线被传输至光谱单元300中进行数据分析以获取待测样品的品质信息。
根据以上描述的实施例可知，通过将集光器400安装在检测探头200的中心位置处并与检测探头200的内腔体分隔开，能够有效阻止光源单元100发出的光不经过待测样品而直接进入光谱单元300中，由此能够减少光源的干扰，更好的反应出待测样品的整体品质。
在本发明的一个实施例中，检测探头200包括探头本体201、环形出光口202、第一接口203和第二接口204。
其中，探头本体201上开设有环形出光口202，光源单元100与第一接口203连通以将光源单元100的发射光由环形出光口202射出。
第二接口204与集光器400和光谱单元300相连通。
例如，如图2至图4所示，该农产品品质在线分级的精密光学检测器包括：光源单元100、检测探头200、光谱单元300和集光器400。
其中，检测探头200包括探头本体201、环形出光口202、第一接口203和第二接口204。探头本体201上开设有环形出光口202。
其中，光源单元100通过第一接口203与检测探头200的内腔体相连通，以将光源单元100的发射光由检测探头200的内腔体经检测探头200的环形出光口202射出。光谱单元300通过第二接口204与检测探头200连接。集光器400安装在检测探头200的中心位置处并与检测探头200的内腔体分隔开。集光器400的外端面上形成有集光曲面401。且集光器400还能够与第二接口204相接通，以将反射回来的光线输送至光谱单元300中。
根据以上描述的实施例可知，通过在探头本体201上设置环形出光口202，能够使得由光源单元100发射出的光线垂直且呈连续环形面照射在待测样品上。一方面，使得光线具有更强的穿透力，有助于检测到待测样品更深层的品质信息。另一方面，能够将光线连续照射在样品上，增大了检测范围，使得检测的结果更加具有代表性，极大提升了农产品品质在线分级的精密光学检测器的检测准确度。
进一步，在本发明的一个实施例中，光源单元100通过环形光导500与第一接口203相连通。光谱单元300通过采集光纤600与第二接口204相连通。
具体地，如图2至图4所示，该农产品品质在线分级的精密光学检测器包括：光源单元100、检测探头200、光谱单元300和集光器400。
其中，检测探头200包括探头本体201、环形出光口202、第一接口203和第二接口204。探头本体201上开设有环形出光口202。
其中，光源单元100通过环形光导500与第一接口203相连通，以将光源单元100的发射光由检测探头200的内腔体经检测探头200的环形出光口202射出。光谱单元300通过采集光纤600与第二接口204相连通。集光器400安装在检测探头200的中心位置处并与检测探头200的内腔体分隔开。集光器400的外端面上形成有集光曲面401。且集光器400还能够与第二接口204相接通，以将反射回来的光线输送至光谱单元300中。
此处应当说明的是，光源单元100与第一接口203之间的连接线路包括但不限于环形光导500；光谱单元300与第二接口204之间的连接线路包括但不限于采集光纤600。
在本发明的一个实施例中，集光器400还包括进光管路402，进光管路402连通设置在集光曲面401的底端，并且进光管路402还与第二接口204相连通。
具体而言，该农产品品质在线分级的精密光学检测器包括：光源单元100、检测探头200、光谱单元300和集光器400。
其中，检测探头200包括探头本体201、环形出光口202、第一接口203和第二接口204。探头本体201上开设有环形出光口202。
其中，光源单元100通过环形光导500与第一接口203相连通，以将光源单元100的发射光由检测探头200的内腔体经检测探头200的环形出光口202射出。光谱单元300通过采集光纤600与第二接口204相连通。集光器400安装在检测探头200的中心位置处并与检测探头200的内腔体分隔开。
集光器400的外端面上形成有集光曲面401。并且，集光器400还包括进光管路402，进光管路402连通设置在集光曲面401的底端，进光管路402还与第二接口204相连通，以将经集光曲面401反射回来的光线由进光管路402经第二接口204和采集光纤600被输送至光谱单元300中。
在工作过程中，将待测样品放置在环形探头的正上方或者正下方。打开光源单元100，光源单元100的发射光线经过第一接口203被传输至检测探头200内。进入探头本体201的内腔体中的光线由探头本体201上的环形出光口202射出并垂直照射在待测样品上，携带有待测样品品质信息的光线反射回集光器400内，经过集光曲面401的汇聚作用后入射至进光管路402中，并由第二接口204和采集光纤600被传输至光谱单元300中进行分析以获取待测样品的品质信息。
例如，在本发明的又一实施例中，集光曲面401可以为抛物面结构。如图4所示，经集光曲面401的汇集及反射作用后，携带有待测样品品质信息的光线大部分被输送至进光管路402内，进而经由采集光纤600进入光谱单元300内。
上述实施例仅是本发明的一个示意性实施例，并不能对本发明构成任何限定。即，集光曲面401的具体结构包括但不限于抛物面结构。
在本发明的一个实施例中，集光器400过度配合安装在探头本体201上。
具体来说，如图2至图4所示，该农产品品质在线分级的精密光学检测器包括：光源单元100、检测探头200、光谱单元300和集光器400。
其中，检测探头200包括探头本体201、环形出光口202、第一接口203和第二接口204。探头本体201上开设有环形出光口202。
其中，光源单元100通过环形光导500与第一接口203相连通，以将光源单元100的发射光由检测探头200的内腔体经检测探头200的环形出光口202射出。光谱单元300通过采集光纤600与第二接口204相连通。集光器400安装在检测探头200的中心位置处并与检测探头200的内腔体分隔开。
集光器400的外端面上形成有集光曲面401。并且，集光器400还包括进光管路402，进光管路402连通设置在集光曲面401的底端，进光管路402还与第二接口204相连通，以将经集光曲面401反射回来的光线由进光管路402经第二接口204和采集光纤600被输送至光谱单元300中。
此处应当理解的是，上述实施例仅是本发明的一个示意性实施例，并不能对本发明构成任何限定。也就是说，集光器400可以以过渡配合的方式安装在探头本体201上以使集光器400与探头本体201之间连接的更加牢固，提升农产品品质在线分级的精密光学检测器的稳定性。但是，集光器400与探头本体201之间的连接方式并不限于过渡配合连接，其他能够将集光器400稳定安装在探头本体201上的连接方式均应当在本发明的保护范围之内。
在本发明的一个实施例中，在探头本体201的外侧还安装有用于阻挡外界光源的挡光套筒700。
如图3所示，如图2至图4所示，该农产品品质在线分级的精密光学检测器包括：光源单元100、检测探头200、光谱单元300和集光器400。
其中，检测探头200包括探头本体201、环形出光口202、第一接口203和第二接口204。探头本体201上开设有环形出光口202。在探头本体201的外侧还安装有用于阻挡外界光源的挡光套筒700。
其中，光源单元100通过环形光导500与第一接口203相连通，以将光源单元100的发射光由检测探头200的内腔体经检测探头200的环形出光口202射出。光谱单元300通过采集光纤600与第二接口204相连通。集光器400安装在检测探头200的中心位置处并与检测探头200的内腔体分隔开。
集光器400的外端面上形成有集光曲面401。并且，集光器400还包括进光管路402，进光管路402连通设置在集光曲面401的底端，进光管路402还与第二接口204相连通，以将经集光曲面401反射回来的光线由进光管路402经第二接口204和采集光纤600被输送至光谱单元300中。
根据以上描述的实施例可知，通过在探头本体201的外侧安装用于阻挡外界光源的挡光套筒700，能够有效隔离外界光源。由此，能够有效避免外界光源对检测结果产生的影响，提升检测结果的准确性。
在本发明的一个实施例中，探头本体201上还连接有固定支架800。
例如，如图2和图3所示，该农产品品质在线分级的精密光学检测器包括：光源单元100、检测探头200、光谱单元300和集光器400。
其中，检测探头200包括探头本体201、环形出光口202、第一接口203和第二接口204。探头本体201上开设有环形出光口202。在探头本体201的外侧安装有用于阻挡外界光源的挡光套筒700。
其中，光源单元100通过环形光导500与第一接口203相连通，以将光源单元100的发射光由检测探头200的内腔体经检测探头200的环形出光口202射出。光谱单元300通过采集光纤600与第二接口204相连通。集光器400安装在检测探头200的中心位置处并与检测探头200的内腔体分隔开。
集光器400的外端面上形成有集光曲面401。并且，集光器400还包括进光管路402，进光管路402连通设置在集光曲面401的底端，进光管路402还与第二接口204相连通，以将经集光曲面401反射回来的光线由进光管路402经第二接口204和采集光纤600被输送至光谱单元300中。
另外，在探头本体201上还连接有固定支架800。固定支架800的一端连接在探头本体201上，固定支架800的另一端可以根据实际需求固定在所需位置处。例如，可以将探头本体201通过固定支架800安装在检测流水线上，以检测流水线上的各待测样品的品质。
根据以上描述的实施例可知，通过在探头本体201上安装固定支架800，能够将探头本体201根据实际需要固定在所需位置处，例如，固定在待测样品检测流水线上，这样无需操作人员手持探头本体201进行检测操作，极大地方便了操作人员的工作，减小了工作人员的劳动强度，还能够提高检测效率。
在本发明的又一实施例中，光谱单元300包括光谱仪。
具体地，该农产品品质在线分级的精密光学检测器包括：光源单元100、检测探头200、光谱单元300和集光器400。其中，检测探头200包括探头本体201、环形出光口202、第一接口203和第二接口204。光谱单元300包括光谱仪。
探头本体201上开设有环形出光口202。在探头本体201的外侧安装有用于阻挡外界光源的挡光套筒700。探头本体201上还连接有固定支架800。固定支架800的一端连接在探头本体201上，固定支架800的另一端可以根据实际需求固定在所需位置处。例如，可以将探头本体201通过固定支架800安装在检测流水线上，以检测流水线上的各待测样品的品质。
光源单元100通过环形光导500与第一接口203相连通，以将光源单元100的发射光由检测探头200的内腔体经检测探头200的环形出光口202射出。光谱单元300通过采集光纤600与第二接口204相连通。集光器400安装在检测探头200的中心位置处并与检测探头200的内腔体分隔开。
集光器400的外端面上形成有集光曲面401。并且，集光器400还包括进光管路402，进光管路402连通设置在集光曲面401的底端，进光管路402还与第二接口204相连通，以将经集光曲面401反射回来的光线由进光管路402经第二接口204和采集光纤600被输送至光谱单元300中。
此处应当理解的是，光谱单元300包括但不限于光谱仪。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种农产品品质在线分级的精密光学检测器，其特征在于，包括：光源单元、检测探头、光谱单元和集光器，
其中，所述光源单元与所述检测探头连接，所述光谱单元与所述检测探头连接，所述集光器安装在检测探头上，所述集光器的外端面上形成有集光曲面。
2.根据权利要求1所述的农产品品质在线分级的精密光学检测器，其特征在于，所述集光器安装在所述检测探头的中心位置处并与所述检测探头的内腔体分隔开，所述光源单元与所述检测探头的内腔体相连通，以将所述光源单元的发射光由所述检测探头的内腔体经所述检测探头的出光口射出。
3.根据权利要求2所述的农产品品质在线分级的精密光学检测器，其特征在于，所述检测探头包括探头本体、环形出光口、第一接口和第二接口，
其中，所述探头本体上开设有所述环形出光口，所述光源单元与所述第一接口连通以将所述光源单元的发射光由所述环形出光口射出，所述第二接口与所述集光器和所述光谱单元相连通。
4.根据权利要求3所述的农产品品质在线分级的精密光学检测器，其特征在于，所述光源单元通过环形光导与所述第一接口相连通，所述光谱单元通过采集光纤与所述第二接口相连通。
5.根据权利要求3所述的农产品品质在线分级的精密光学检测器，其特征在于，所述集光器还包括进光管路，所述进光管路连通设置在所述集光曲面的底端，并且所述进光管路还与所述第二接口相连通。
6.根据权利要求1所述的农产品品质在线分级的精密光学检测器，其特征在于，所述集光曲面为抛物面结构。
7.根据权利要求3所述的农产品品质在线分级的精密光学检测器，其特征在于，在所述探头本体的外侧还安装有用于阻挡外界光源的挡光套筒。
8.根据权利要求3所述的农产品品质在线分级的精密光学检测器，其特征在于，所述探头本体上还连接有固定支架。
9.根据权利要求1所述的农产品品质在线分级的精密光学检测器，其特征在于，所述光谱单元包括光谱仪。
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