CN116106291A - 样品检测设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及样品光谱检测技术领域，特别涉及一种样品检测设备及系统，在每一个样品放置区域上分别放置一个待检测的液态样品，然后通过光谱收发器将第一射出光束射至液态样品，并经液态样品反射之后形成反射光束，反射光束再从第一收发端进入光谱收发器并从第二收发端射出至一检测机构，最后再利用检测机构对反射光束进行检测，使得本发明采用对液态样品反射的反射光束进行检测的方式能够准确的得到液态样品的检测结果，解决了相关技术在对液态农产品进行检测时，存在无法准确获得样品的检测结果的缺陷的技术问题。

Description

样品检测设备及系统

技术领域

本发明涉及样品光谱检测技术领域，特别涉及一种样品检测设备及系统。

背景技术

液态农产品和人们的生活密不可分，主要包括饮料、酒、奶和食用油等。它们的质量品质备受关注。目前市面上根据液态农产品的品种有不同的质量检测方法，但大多都是化学检测、液相色谱或气相色谱等方法，成本高、过程复杂、检测耗时长，无法实现高效筛选。

相比之下，光谱分析技术具有绿色环保、过程简单、速度快、无损伤等优点，在液态食品检测技术中发展快速。其中，拉曼光谱技术凭借可以克服红外与近红外光谱吸收带重叠严重，光谱携带化学信息难以提取的问题的特点脱颖而出。此外，拉曼光谱多个清晰尖锐的特征峰也方便与液态农产品的特殊指标建立映射关系，以更稳定的方式进行特殊评判。在工业应用中，拉曼光谱正逐渐向高精度、便携式的方向发展，但目前大多拉曼光谱设备仍不完善。

相关技术中，在对液态农产品进行检测时，存在无法准确获得样品的检测结果的缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种样品检测设备及系统，旨在解决相关技术在对液态农产品进行检测时，存在无法准确获得样品的检测结果的缺陷的技术问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提出的一种液态样品检测设备，包括：

基座；

光谱收发器，所述光谱收发器包括相互连通且相对设置的第一收发端以及第二收发端，所述第一收发端和所述第二收发端均用于射出或接收光束；以及，

放置机构，所述放置机构靠近所述第一收发端设置，所述放置机构包括旋转驱动组件和放置台，所述旋转驱动组件以及所述光谱收发器均间隔安装于所述基座，所述放置台安装于所述旋转驱动组件上，所述放置台上间隔分布有多个呈周向间隔布置的样品放置区域，各所述样品放置区域用于放置待检测的液态样品，所述旋转驱动组件用于驱动所述放置台相对所述光谱收发器旋转，以使多个所述样品放置区域轮流旋转至与所述第一收发端对应，且当任一所述样品放置区域旋转至与所述第一收发端对应时，经所述第一收发端射出的第一射出光束经放置于该所述样品放置区域的液态样品的反射后形成反射光束再次从所述第一收发端进入所述光谱收发器，并从所述光谱收发器的第二收发端射出至一检测机构，所述检测机构用于对所述反射光束进行检测。

可选地，所述放置台包括连接盘、外环以及内环，所述连接盘的底部安装于所述旋转驱动组件，所述外环以及所述内环均安装于所述连接盘的顶部，且所述内环设置于所述外环的内侧，所述内环的外侧沿其周向具有多个间隔布置的样品放置槽，多个所述样品放置槽两两相对设置，各所述样品放置槽的槽口朝外设置，各所述样品放置槽形成一所述样品放置区域，所述外环与所述内环配合将液态样品固定在所述样品放置槽内。

可选地，所述样品放置槽的槽底壁与其槽口相对设置，且所述样品放置槽的槽底壁上开设有通孔，所述第一射出光束经固定在所述样品放置槽内的所述液态样品后，其中一部分光束形成所述反射光束，另一部分光束能穿过所述液态样品及对应的所述通孔形成第二射出光束，且所述第二射出光束能依次穿过设置在其传输路径上相对设置的两个所述通孔。

可选地，所述外环对应各所述样品放置槽的位置均滑动连接有一夹紧组件，所述夹紧组件与所述内环之间形成用于放置所述液态样品的夹持空间，且所述夹紧组件能在对应的所述样品放置槽内朝内或者朝外滑动，以对应与所述样品放置槽的槽底壁配合将放置于所述夹持空间内的液态样品夹紧或放松。

可选地，所述夹紧组件包括夹板、连接杆、拉块及拉伸复位件，所述夹板放置于所述样品放置槽内，所述夹板与对应的所述样品放置槽的槽底壁之间形成所述夹持空间，所述拉块放置于所述外环的外侧，所述连接杆可滑动地穿设于所述外环，且所述连接杆的两端分别与所述夹板和所述拉块连接，所述拉伸复位件设置于所述拉块与所述外环之间，所述拉伸复位件的一端连接于所述外环，另一端连接于所述拉块；

向外拉动所述拉块以将所述液态样品放入所述夹持空间，松开所述拉块，所述夹板在拉伸复位件的恢复力作用下与对应的所述样品放置槽的槽底壁配合将所述液态样品夹紧。可选地，所述外环对应各所述夹紧组件的位置均插设有两根竖杆，且两根竖杆分设于对应的所述连接杆的两侧，各所述竖杆与所述拉伸复位件连接。

可选地，所述外环的内侧对应所述样品放置槽的位置还设置有槽口朝内的凹槽，所述夹板能收容于所述凹槽内，所述连接杆贯穿所述凹槽的与其槽口相对设置的槽底壁，所述凹槽的顶部还设置有盖板，所述盖板能盖设于所述凹槽，且所述盖板与两根所述竖杆连接。

可选地，所述连接盘上设置有读数环，所述读数环上沿其外周周向间隔均匀的设置有多根刻度线，所述基座上还设置有与所述读数环间隔分布的读数头，所述读数头用于读取任一所述样品放置槽所对应的刻度线。

可选地，所述检测机构包括依次间隔设置的狭缝、反射镜、反射光栅、数字微镜阵列、透镜组以及探测器；

所述第二收发端射出的所述反射光束通所述狭缝射至所述反射镜，并经所述反射镜第一次反射之后射至所述反射光栅，经所述反射光栅第二次反射后射至所述数字微镜阵列，经所述数字微镜阵列筛选并第三次反射至所述透镜组后被所述探测器接收并检测。

基于相同的技术构思，第二方面，本发明提出一种样品检测系统，包括：

第一方面所述的样品检测设备；

激光发射器，所述激光发射器靠近所述第二收发端设置，所述激光发射器射出的激光光束从所述第二收发端射入所述光谱收发器并形成从所述第一收发端射出的第一射出光束；以及，

控制机构，所述控制机构包括罩体以及控制模组，所述罩体内形成有内放置空间，所述样品检测设备放置于所述放置空间内，所述控制模组包括温度控制模块、湿度控制模块以及总控模块，所述旋转驱动组件、所述激光发射器以及所述检测机构均与所述总控模块通讯连接，所述温度控制模块用于调节所述放置空间内的温度，所述湿度控制模块用于调节所述放置空间内的湿度。

本发明技术方案通过设置基座、光谱收发器以及放置机构，将光谱收发器包括相互连通且相对设置的第一收发端以及第二收发端，第一收发端和第二收发端均用于射出或接收光束，并且使得放置机构靠近第一收发端设置，放置机构包括旋转驱动组件和放置台，旋转驱动组件以及光谱收发器均间隔安装于基座，放置台安装于旋转驱动组件上，放置台上间隔分布有多个呈周向间隔布置的样品放置区域，各样品放置区域用于放置待检测的液态样品，旋转驱动组件用于驱动放置台相对光谱收发器旋转，以使多个样品放置区域轮流旋转至与第一收发端对应，且当任一样品放置区域旋转至与第一收发端对应时，经第一收发端射出的第一射出光束经放置于该样品放置区域的液态样品的反射后形成反射光束再次从第一收发端进入光谱收发器，并从光谱收发器的第二收发端射出至一检测机构，检测机构用于对反射光束进行检测，使得本发明在具体实施时，在每一个样品放置区域上分别放置一个待检测的液态样品，然后通过光谱收发器将第一射出光束射至液态样品，并经液态样品反射之后形成反射光束，反射光束再从第一收发端进入光谱收发器并从第二收发端射出至一检测机构，最后再利用检测机构对反射光束进行检测，使得本发明采用对液态样品反射的反射光束进行检测的方式能够准确的得到液态样品的检测结果，解决了相关技术在对液态农产品进行检测时，存在无法准确获得样品的检测结果的缺陷的技术问题。

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，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明示例的样品检测设备的结构示意图；

图2为图1中示例的A部放大结构示意图；

图3为图2中示例的夹紧组件的结构示意图；

图4为图3中示例的夹紧组件的平面结构示意图；

图5为图4示例的B-B剖面结构示意图；

图6为图1中示例的光谱收发器的侧面结构示意图；

图7为本发明示例的样品检测系统的结构示意图。

附图标记说明：

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各机构之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

下面结合一些具体实施方式进一步阐述本发明的发明构思。

本发明提出一种样品检测设备及系统。

如图1至图7所示，提出本发明样品检测设备及系统的一实施例。

本实施例中，请参阅图1-图7，该型液态样品检测设备，包括：

基座100；

光谱收发器200，光谱收发器200包括相互连通且相对设置的第一收发端210以及第二收发端220，第一收发端210和第二收发端220均用于射出或接收光束；以及，

放置机构300，放置机构300靠近第一收发端210设置，放置机构300包括旋转驱动组件310和放置台320，旋转驱动组件310以及光谱收发器200均间隔安装于基座100，放置台320安装于旋转驱动组件310上，放置台320上间隔分布有多个呈周向间隔布置的样品放置区域，各样品放置区域用于放置待检测的液态样品，旋转驱动组件310用于驱动放置台320相对光谱收发器200旋转，以使多个样品放置区域轮流旋转至与第一收发端210对应，且当任一样品放置区域旋转至与第一收发端210对应时，经第一收发端210射出的第一射出光束经放置于该样品放置区域的液态样品的反射后形成反射光束再次从第一收发端210进入光谱收发器200，并从光谱收发器200的第二收发端220射出至一检测机构400，检测机构400用于对反射光束进行检测。

在本实施例中，具体实施时，光谱收发器200的第一收发端210射出的第一射出光束在经过液态样品的反射并形成反射光束之后，反射光束会经过第一收发端210回到光谱收发器200中，并且利用光谱收发器200将反射光束转换为拉曼光谱信号，最终使用检测机构400对转换为拉曼光谱信号之后的反射光束进行接收以及检测，进而使得本发明在具体实施时能够对液态样品进行准确检测的功能。

需要特别和明确说明的是，在本实施例中示例的液态样品可以为液态农产品，液态样品包括但不限于饮料、酒、奶以及食用油等。本实施例中示例的光谱收发器200为现有技术中能够实现光束射出以及接收的光束的设备或者装置。同时的，在本发明示例的实施例中，液态样品优选为被放置于培养皿、比色皿或者载玻片中，具体实施时，将放置有液态样品的培养皿、比色皿或者载玻片放置于样品放置区域。

在示例性的技术中，本发明公开的光谱收发器200也可以是采用自主设计的结构实现，需要明确的是，本实施例中，示例的光谱收发器200的第一收发端210设置有至少两个第一收发口，多个第一收发口呈竖向间隔排布，并且第二收发端220设置有两个第二收发口，两个第二收发口也呈竖向间隔排布，每一个第一收发口均与每一个第二收发口之间通过光纤连接，且每一个第一收发口均能与每一个第二收发口进行光传输，也即是，第一收发口能够将激光接收或者传输至第二收发口。进而也就是使得本发明在具体实施时能够对不同高度的液态样品进行检测，进而也就可以解决了不能观测液态农产品不同密度内容物随时间发生分布变化沉降的问题。可以进一步明确的是，在本实施例中，由于在第一收发端210设置有多个竖向间隔分布的收发口，激光光束在从第一收发口射出形成第一射出光束时，第一射出光束会对应于液态样品的不同高度射出，而在静置状态下，液态样品中的悬浮物会发生沉降，这也就使得不同高度所对应的液态样品的浓度、透光度等发生变化，进而也就使得不同的第一收发口所对应的第一射出光束的反射光束不同，进而也就使得本发明在具体实施时能够解决现有技术中存在的不能观测液态农产品不同密度内容物随时间发生分布变化沉降的问题。

本发明技术方案通过设置基座100、光谱收发器200以及放置机构300，将光谱收发器200包括相互连通且相对设置的第一收发端210以及第二收发端220，第一收发端210和第二收发端220均用于射出或接收光束，并且使得放置机构300靠近第一收发端210设置，放置机构300包括旋转驱动组件310和放置台320，旋转驱动组件310以及光谱收发器200均间隔安装于基座100，放置台320安装于旋转驱动组件310上，放置台320上间隔分布有多个呈周向间隔布置的样品放置区域，各样品放置区域用于放置待检测的液态样品，旋转驱动组件310用于驱动放置台320相对光谱收发器200旋转，以使多个样品放置区域轮流旋转至与第一收发端210对应，且当任一样品放置区域旋转至与第一收发端210对应时，经第一收发端210射出的第一射出光束经放置于该样品放置区域的液态样品的反射后形成反射光束再次从第一收发端210进入光谱收发器200，并从光谱收发器200的第二收发端220射出至一检测机构400，检测机构400用于对反射光束进行检测，使得本发明在具体实施时，在每一个样品放置区域上分别放置一个待检测的液态样品，然后通过光谱收发器200将第一射出光束射至液态样品，并经液态样品反射之后形成反射光束，反射光束再从第一收发端210进入光谱收发器200并从第二收发端220射出至一检测机构400，最后再利用检测机构400对反射光束进行检测，使得本发明采用对液态样品反射的反射光束进行检测的方式能够准确的得到液态样品的检测结果，解决了相关技术在对液态农产品进行检测时，存在无法准确获得样品的检测结果的缺陷的技术问题。

在一些具体实施例中，放置台320包括连接盘321、外环322以及内环323，连接盘321的底部安装于旋转驱动组件310，外环322以及内环323均安装于连接盘321的顶部，且内环323设置于外环322的内侧，内环的外侧沿其周向具有多个间隔布置的样品放置槽，多个样品放置槽两两相对设置，各样品放置槽的槽口朝外设置，各样品放置槽形成一样品放置区域，外环322与内环323配合将液态样品固定在样品放置槽内。

在本实施例中，本发明将外环322与内环323同时设置于连接盘321，使得本发明在具体实施时外环322与内环323能够同时跟随连接盘321转动，进而使得本发明在具体实施时能够对放置台320进行旋转，使得设置于外环322与内环323之间的各样品放置槽能对应于第一收发端210设置，进而使得放置于各样品放置槽内的液态样品能被第一收发端210射出的第一射出光束照射并对第一射出光束进行反射，最终能够实现利用检测机构400对各样品放置槽内的液态样品进行检测。

在一些具体实施例中，样品放置槽的槽底壁与其槽口相对设置，且样品放置槽的槽底壁上开设有通孔324，第一射出光束经固定在样品放置槽内的液态样品后，其中一部分光束形成反射光束，另一部分光束能穿过液态样品及对应的通孔324形成第二射出光束，且第二射出光束能依次穿过设置在其传输路径上相对设置的两个通孔324。

在本实施例中，通过设置通孔324，使得本发明在具体实施时能够让未经液态样品反射的光束从通孔324内射出，避免了第二射出光束造成的光污染。

在一些具体实施例中，外环322对应各样品放置槽的位置均滑动连接有一夹紧组件330，夹紧组件330与内环323之间形成用于放置液态样品的夹持空间，且夹紧组件330能在对应的样品放置槽内朝内或者朝外滑动，以对应与样品放置槽的槽底壁配合将放置于夹持空间内的液态样品夹紧或放松。

在本实施例中，通过设置夹紧组件330，并且使得夹紧组件330于内环323之间形成用于放置液态样品的夹持空间，同时使得夹紧组件330能在对应的样品放置槽内朝内或者朝外滑动，以对应于样品放置槽的槽底壁配合将放置于夹持空间内的液态样品夹紧或者放松，实现了对液态样品进行夹紧的功能，避免了液态样品在跟随旋转驱动组件310转动的过程中发生位置变换或者脱落等隐患。

在一些具体实施例中，夹紧组件330包括夹板331、连接杆332、拉块333及拉伸复位件334，夹板331放置于样品放置槽内，夹板331与对应的样品放置槽的槽底壁之间形成夹持空间，拉块333放置于外环322的外侧，连接杆332可滑动地穿设于外环322，且连接杆332的两端分别与夹板331和拉块333连接，拉伸复位件334设置于拉块333与外环322之间，拉伸复位件334的一端连接于外环322，另一端连接于拉块333；

向外拉动拉块333以将液态样品放入夹持空间，松开拉块333，夹板331在拉伸复位件334的恢复力作用下与对应的样品放置槽的槽底壁配合将液态样品夹紧。

在本实施例中，通过设置夹板331，连接杆332、拉块333以及拉伸复位件334，通过拉动拉块333以使得夹板331与样品放置槽的槽底壁之间形成夹持空间，并且在松开拉块333时，夹板331在拉块333的恢复力的作用下与槽底壁配合蒋液态样品夹紧，使得本发明在具体实施时能够将液态样品夹紧以实现对液态样品的夹紧功能。

需要特别和明确说明的是，在本实施例中，示例的拉伸复位件334为拉伸弹簧。在旋转状态，示例的拉伸弹簧的刚度能够抵抗旋转驱动组件带动放置台旋转时产生的离心力，也即是，在旋转状态下，拉块不能带动拉伸弹簧伸长。

在一些具体实施例中，外环322对应各夹紧组件330的位置均插设有两根竖杆335，且两根竖杆335分设于对应的连接杆332的两侧，各竖杆335与拉伸复位件334连接。

在本实施例中，通过设置两根竖板，并且让每一根竖杆335与拉伸复位件334连接，提升了对拉伸复位件334的固定效果。

在一些具体实施例中，外环322的内侧对应样品放置槽的位置还设置有槽口朝内的凹槽，夹板331能收容于凹槽内，连接杆332贯穿凹槽的与其槽口相对设置的槽底壁，凹槽的顶部还设置有盖板336，盖板336能盖设于凹槽，且盖板336与两根竖杆335连接。

在本实施例中，通过在外环322对应样品放置槽的位置设置槽口朝内的凹槽，并且在凹槽上设置盖板336，同时将盖板336与竖杆335连接，使得本发明在具体实施时能够提升夹板331的运动行程，进而能够使得样品放置槽内能够放置不同规格的液态样品。

需要特别和明确说明的是，在具体实施时，夹板331在拉伸复位件334的恢复力作用下超内运动并将放置于加持空间内的液态样品夹紧时，拉伸复位件334产生的恢复力仅能将放置有液态样品的培养皿、比色皿或者载玻片夹紧即可，并不会对培养皿、比色皿或者载玻片造成破坏。

在示例性的技术中，拉块333的结构也可以按照如下方式设置：拉块333包括连接板、外壳以及设置于外壳内的两根连杆，连接板与外壳可拆卸地连接，两根连杆间隔且平行地安装于外壳内，连接杆332与连接板连接，连接板上对应两根连杆的位置开设形成有两个滑孔，拉伸复位件穿过滑孔之后与连杆连接，通过这一设置方式，使得本发明在具体实施时可以对拉块进行更换，进而实现调节拉块重量的功能。

在一些具体实施例中，连接盘321上设置有读数环340，读数环340上沿其外周周向间隔均匀的设置有多根刻度线，基座100上还设置有与读数环340间隔分布的读数头350，读数头350用于读取任一样品放置槽所对应的刻度线。

在本实施例中，通过设置读数环340以及读数头350，利用读数头350读取任一样品放置槽所对应的刻度线，使得本发明在具体实施时能够准确获取与第一收发端210相对应的样品放置槽的刻度线所对应的数值，在此前提下，技术人员即可根据读取的数值控制旋转驱动组件310将样品放置槽精准旋转至与第一收发端210相对应。进而使得液态样品在对第一射出光束进行反射时，第一射出光束不会因射入液态样品时的射入角度而发生偏转、漫射以及散射等缺陷。

在一些具体实施例中，检测机构400包括依次间隔设置的狭缝410、反射镜420、反射光栅430、数字微镜阵列440、透镜组450以及探测器460；

第二收发端220射出的反射光束通狭缝410射至反射镜420，并经反射镜420第一次反射之后射至反射光栅430，经反射光栅430第二次反射后射至数字微镜阵列440，经数字微镜阵列440筛选并第三次反射至透镜组450后被探测器460接收并检测。

在本实施例中，通过设置反射光栅430，利用反射光栅430将射至反射光栅430的反射光束第二次反射并分为多条光线，且使得光线能够对应照射于数字微镜阵列440，同时通过对数字微镜阵列440中的各微镜的开合进行控制，进而使得本发明在具体实施时能够选择性的将多条光线中的任一条光线第三次反射至透镜组450，并且在反射至透镜组450之后被探测器460接收并检测，进而进一步提升了检测结果的准确度。

需要特别和明确说明的是，在本实施例中，示例的数字微镜阵列440以及探测器460均可以采用现有技术中已知的设备或者装置，本实施例中并未对数字微镜阵列440以及探测器460自身的结构进行改进或者设计，因此，此处不再对数字微镜阵列440以及探测器460自身结构及其工作原理进行一一赘述。不过，可以示例的是，本实施例中，由于选用了数字微镜阵列440，因此在具体实施时，探测器460可以选用单点探测器460。

基于相同的技术构思，第二方面，本发明提出一种样品检测系统，包括：

第一方面的样品检测设备；

激光发射器500，激光发射器500靠近第二收发端220设置，激光发射器500射出的激光光束从第二收发端220射入光谱收发器200并形成从第一收发端210射出的第一射出光束；以及，

控制机构600，控制机构600包括罩体以及控制模组610，罩体内形成有内放置空间，样品检测设备放置于放置空间内，控制模组610包括温度控制模块611、湿度控制模块612以及总控模块613，旋转驱动组件310、激光发射器500以及检测机构400均与总控模块613通讯连接，温度控制模块611用于调节放置空间内的温度，湿度控制模块612用于调节放置空间内的湿度。

在本实施例中，具体实施时，在样品检测设备的各样品放置区域分别放置一种类型的液态样品，然后将放置有液态样品的样品检测设备放置于控制机构600的罩体内，然后利用温度控制模块611对放置空间内的温度进行调节并稳定至同一温度，同时利用湿度控制模块612对放置空间内的湿度进行调节并稳定至同一湿度，进而使得本发明在具体实施时能够保证样品检测设备中的同一批次的液态样品的检测条件相同。

当然，在一些具体实施例中，本发明也可以按照如下示例形式进行：

液态农产品和人们的生活密不可分，主要包括饮料、酒、奶和食用油等。它们的质量品质备受关注。目前市面上根据液态农产品的品种有不同的质量检测方法，但大多都是化学检测、液相色谱或气相色谱等方法，成本高、过程复杂、检测耗时长，无法实现高效筛选。相比之下，光谱分析技术具有绿色环保、过程简单、速度快、无损伤等优点，在液态食品检测技术中发展快速。其中，拉曼光谱技术凭借可以克服红外与近红外光谱吸收带重叠严重，光谱携带化学信息难以提取的问题的特点脱颖而出。此外，拉曼光谱多个清晰尖锐的特征峰也方便与液态农产品的特殊指标建立映射关系，以更稳定的方式进行特殊评判。在工业应用中，拉曼光谱正逐渐向高精度、便携式的方向发展，但目前大多拉曼光谱设备仍不完善。一是缺乏环境控制，包括缺乏温度控制、湿度控制和杂散光控制。在光谱检测中，光谱仪器激发光波长，光谱探测器460等都会受到温度波动的影响导致光谱数据不准确。空气中湿度的变化容易导致光学元件表面折反射率改变，影响光学元件性能导致光谱数据不准确。二是便携式检测设备一次只能测量一个样品，不能保证在同一环境下检测多个样品，难以给出相同条件下不同系列产品的品质差别。三是现有检测设备无法提供液态农产品不同密度内容物随着时间沉降带来的变化。总而言之，目前市面上的拉曼光谱液态农产品检测设备均难以同时满足高精度高稳定度检测的同时，高效率处理多种样品，并且无法探查样品内的具体变化。

本发明提供一种高精度高稳定性高效率可进行样品分布检测的液态农产品拉曼检测设备；

解决了现有液态农产品光谱检测设备测量稳定性差的问题；

解决了现有液态农产品光谱检测设备无法在同样环境下同时测量多个不同样品的问题；

解决了不能观测液态农产品不同密度内容物随时间发生分布变化沉降的问题；

本发明提供的方案集成了自动样品控制平台，并且携带自动预紧功能，提升了对准精度，方便检测人员进行多样品操作。

本发明针对液态农产品品质检测，提出了一种高精度、高稳定性、高效率、可对样品分布进行检测的液态农产品拉曼检测设备。该设备可以在保证环境一致的情况下一次性检测多个不同样品，方便进行品质对比，提高检测效率。而且可以对含有不同内容物的液态农产品进行沉降检测，检测分层后不同区域的样品。同时该设备通过温度湿度环境控制提高了光谱检测的精度和稳定性。

总共分为自动样品控制平台、光谱收发器200、激光发射器500、检测机构400、温度控制模块611、湿度控制模块612和总控模块613七个部分。自动样品控制平台用于安插带有样品的比色皿，其结构设计保证不同比色皿以相同的角度和位置受到激光激发，确保光谱采集条件一致，此外比色皿只有正对激光激发的单面为透明光滑表面，其余三面为毛玻璃面，有效减少杂散光的影响，提高信噪比。光谱收发器200将激发激光和拉曼光谱信号收集端（也即是第一收发端210和第二收发端220）集成在一起，利用反射增加与样品的作用区域，提高拉曼信号强度，并且利用光纤集成将光谱激发和采集探头制成竖直排状，可以对样品区不同高度进行时分拉曼信号采集，入射光纤束分到垂直排列的第一收发端210前，入射光通过第一收发端210会聚打在样品垂直分布的不同区域，再由第一收发端210收集拉曼信号传回信号收集光纤中。激光发射器500用于分光及激光功率控制，分光镜的偏转或者在对应支路添加快门可以进行入射光控制；使用可调谐激光器时，可以进行不同波长的拉曼光谱检测。检测机构400将拉曼光谱信号利用光栅色散后进行采集，可以使用数字微镜阵列440方法进行选定谱线总功率采集也可以使用面阵相机直接采集色散后的光谱信号。温度控制系统和湿度控制系统用于保证采集过程中温度湿度环境的稳定，确保不同样品在相同环境下进行光谱检测，也确保同一样品在检测过程中数据稳定。总控模块613统筹协调各个模块的运作。

取等量待测样品于比色皿中，将比色皿安插在自动样品控制台的比色皿槽中。关闭操作盖，温度湿度控制系统进行温湿度调控。激光发射器500处于预热状态，保证输出激光的稳定。待温度湿度达到设定值且激光发射器500预热完成，样品控制台控制样品配合光谱信号激发模块产生拉曼激发。拉曼光谱信号由收集模块收集并通过光纤传输到信号采集模块。通过狭缝410变成宽光束，通过曲面反射镜420反射到反射式光栅表面，发生色散，色散光打在数字微镜阵列440上，进行可控的光谱采集。当黑色箭头所代表的色散后的光信号照射到微镜阵列表面时，微镜不同列对应色散出的不同波长光，采集某以波段时，对应列的微镜处于打开状态，图中以阴影线表示，其余列关闭，通过透镜组450后将对应波段的光投射到探测器460靶面进行统一采集。这种方法可以选择相比面阵探测灵敏度更高、噪声更低的单点探测器460。对不同波长的信号采集后形成光谱信息，发至总控模块613及PC进行进一步液态农产品数据分析。

自动样品控制台由旋转驱动组件310，读数环340及其读数头350，带比色皿槽的放置台320和光谱收发器200构成。放置台320整体呈圆柱状，外圆周上均匀分布比色皿槽，并沿圆柱径向方向为每个样品放置槽对应的槽位设置弹簧压紧挡块。放入比色皿后，弹簧形变产生作用力将其压向开有通光口的槽面并贴合，确保比色皿在放置台320中的径向位置相对固定。放置台320下方加工阶梯轴肩，保证读数环340安装后与放置台320的同轴度。放置台320与旋转驱动组件310通过螺丝连接，并由定位销进行机械限位保证同轴度。读数环340读数头350安装在一个独立支撑座上，该支撑座与旋转驱动组件310，光谱收发器200支撑座一同安装在带有把手的不锈钢底板上，并进行机械限位；此时读数环340与读数头350的信号接收窗口处于同一水平高度，比色皿槽通光口与光谱收发器200支撑座的信号接收窗口处于同一水平高度，且两个信号接收窗口处于圆柱型放置台320的同一条直径方向上。使用自动样品控制台时，总控模块613发送脉冲指令控制旋转台转动，每个比色皿槽依次停留在信号接收窗口所处的直径上，并由光谱收发器200测量每个比色皿样品的光谱数据。特别的，为保证光谱测量精度与一致性，光谱收发器200发出的激光焦点在比色皿中的位置要相对固定，这要求激光垂直入射比色皿（避免发生折射），且比色皿径向位置相对固定；前者通过比色皿槽位置的先验知识和读数环340的位置信息配合总控模块613的前馈反馈控制算法控制旋转台的旋转角度来实现，后者则通过弹簧压紧挡块实现。

本发明的光谱采集模块可以替换为光栅分光式面阵探测方法。拉曼光谱信号通过光线传入光谱采集系统，通过狭缝410变为有一定宽度的光束，由曲面反射镜420反射至反射式光栅，发生色散。再通过另一块曲面反射镜420将光束收束，完成色散分离并使不同波长光会聚，利用面阵探测器460直接探测不同位置的光信号即可得到光谱信息。

环境控制用于拉曼光谱检测，包括恒温恒湿控制和杂散光控制。将恒温恒湿控制集成在液态农产品拉曼光谱检测设备中，能有效保证检测环境稳定统一，减少噪声干扰，极大提高检测结果的稳定性及精度。利用三面毛玻璃比色皿屏蔽杂散光干扰，确保检测结果纯净。

自动样品控制平台。弹簧压紧挡块结构设计、梯轴肩保证比色皿统一安插方式及反馈控制保证光谱采集点一致。自动系统配合光谱检测极大提升数据采集效率。

光谱采集使用数字微镜阵列440进行波段调控，使用单点探测器460进行光谱收集，相较于面阵探测有更低的噪声，提高探测精度。

光谱收发器200利用光纤将探测区域整合为垂直阵列探测，对成分密度不同的液态样品可进行不同层的分布探测，可观察样品整体的动态变化。示例的光谱收发器200可以将接收的反射光束转换为拉曼光谱。

本发明技术方案通过设置基座100、光谱收发器200以及放置机构300，将光谱收发器200包括相互连通且相对设置的第一收发端210以及第二收发端220，第一收发端210和第二收发端220均用于射出或接收光束，并且使得放置机构300靠近第一收发端210设置，放置机构300包括旋转驱动组件310和放置台320，旋转驱动组件310以及光谱收发器200均间隔安装于基座100，放置台320安装于旋转驱动组件310上，放置台320上间隔分布有多个呈周向间隔布置的样品放置区域，各样品放置区域用于放置待检测的液态样品，旋转驱动组件310用于驱动放置台320相对光谱收发器200旋转，以使多个样品放置区域轮流旋转至与第一收发端210对应，且当任一样品放置区域旋转至与第一收发端210对应时，经第一收发端210射出的第一射出光束经放置于该样品放置区域的液态样品的反射后形成反射光束再次从第一收发端210进入光谱收发器200，并从光谱收发器200的第二收发端220射出至一检测机构400，检测机构400用于对反射光束进行检测，使得本发明在具体实施时，在每一个样品放置区域上分别放置一个待检测的液态样品，然后通过光谱收发器200将第一射出光束射至液态样品，并经液态样品反射之后形成反射光束，反射光束再从第一收发端210进入光谱收发器200并从第二收发端220射出至一检测机构400，最后再利用检测机构400对反射光束进行检测，使得本发明采用对液态样品反射的反射光束进行检测的方式能够准确的得到液态样品的检测结果，解决了相关技术在对液态农产品进行检测时，存在无法准确获得样品的检测结果的缺陷的技术问题。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种液态样品检测设备，其特征在于，包括：

基座；

光谱收发器，所述光谱收发器包括相互连通且相对设置的第一收发端以及第二收发端，所述第一收发端和所述第二收发端均用于射出或接收光束；以及，

放置机构，所述放置机构靠近所述第一收发端设置，所述放置机构包括旋转驱动组件和放置台，所述旋转驱动组件以及所述光谱收发器均间隔安装于所述基座，所述放置台安装于所述旋转驱动组件上，所述放置台上间隔分布有多个呈周向间隔布置的样品放置区域，各所述样品放置区域用于放置待检测的液态样品，所述旋转驱动组件用于驱动所述放置台相对所述光谱收发器旋转，以使多个所述样品放置区域轮流旋转至与所述第一收发端对应，且当任一所述样品放置区域旋转至与所述第一收发端对应时，经所述第一收发端射出的第一射出光束经放置于该所述样品放置区域的液态样品的反射后形成反射光束再次从所述第一收发端进入所述光谱收发器，并从所述光谱收发器的第二收发端射出至一检测机构，所述检测机构用于对所述反射光束进行检测。

2.如权利要求1所述的样品检测设备，其特征在于，所述放置台包括连接盘、外环以及内环，所述连接盘的底部安装于所述旋转驱动组件，所述外环以及所述内环均安装于所述连接盘的顶部，且所述内环设置于所述外环的内侧，所述内环的外侧沿其周向具有多个间隔布置的样品放置槽，多个所述样品放置槽两两相对设置，各所述样品放置槽的槽口朝外设置，各所述样品放置槽形成一所述样品放置区域，所述外环与所述内环配合将液态样品固定在所述样品放置槽内。

3.如权利要求2所述的样品检测设备，其特征在于，所述样品放置槽的槽底壁与其槽口相对设置，且所述样品放置槽的槽底壁上开设有通孔，所述第一射出光束经固定在所述样品放置槽内的所述液态样品后，其中一部分光束形成所述反射光束，另一部分光束能穿过所述液态样品及对应的所述通孔形成第二射出光束，且所述第二射出光束能依次穿过设置在其传输路径上相对设置的两个所述通孔。

4.如权利要求2所述的样品检测设备，其特征在于，所述外环对应各所述样品放置槽的位置均滑动连接有一夹紧组件，所述夹紧组件与所述内环之间形成用于放置所述液态样品的夹持空间，且所述夹紧组件能在对应的所述样品放置槽内朝内或者朝外滑动，以对应与所述样品放置槽的槽底壁配合将放置于所述夹持空间内的液态样品夹紧或放松。

5.如权利要求4所述的样品检测设备，其特征在于，所述夹紧组件包括夹板、连接杆、拉块及拉伸复位件，所述夹板放置于所述样品放置槽内，所述夹板与对应的所述样品放置槽的槽底壁之间形成所述夹持空间，所述拉块放置于所述外环的外侧，所述连接杆可滑动地穿设于所述外环，且所述连接杆的两端分别与所述夹板和所述拉块连接，所述拉伸复位件设置于所述拉块与所述外环之间，所述拉伸复位件的一端连接于所述外环，另一端连接于所述拉块；

向外拉动所述拉块以将所述液态样品放入所述夹持空间，松开所述拉块，所述夹板在拉伸复位件的恢复力作用下与对应的所述样品放置槽的槽底壁配合将所述液态样品夹紧。

6.如权利要求5所述的样品检测设备，其特征在于，所述外环对应各所述夹紧组件的位置均插设有两根竖杆，且两根竖杆分设于对应的所述连接杆的两侧，各所述竖杆与所述拉伸复位件连接。

7.如权利要求6所述的样品检测设备，其特征在于，所述外环的内侧对应所述样品放置槽的位置还设置有槽口朝内的凹槽，所述夹板能收容于所述凹槽内，所述连接杆贯穿所述凹槽的与其槽口相对设置的槽底壁，所述凹槽的顶部还设置有盖板，所述盖板能盖设于所述凹槽，且所述盖板与两根所述竖杆连接。

8.如权利要求5所述的样品检测设备，其特征在于，所述连接盘上设置有读数环，所述读数环上沿其外周周向间隔均匀的设置有多根刻度线，所述基座上还设置有与所述读数环间隔分布的读数头，所述读数头用于读取任一所述样品放置槽所对应的刻度线。

9.如权利要求1至8中任一项所述的样品检测设备，其特征在于，所述检测机构包括依次间隔设置的狭缝、反射镜、反射光栅、数字微镜阵列、透镜组以及探测器；

所述第二收发端射出的所述反射光束通所述狭缝射至所述反射镜，并经所述反射镜第一次反射之后射至所述反射光栅，经所述反射光栅第二次反射后射至所述数字微镜阵列，经所述数字微镜阵列筛选并第三次反射至所述透镜组后被所述探测器接收并检测。

10.一种样品检测系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任一项所述的样品检测设备；

激光发射器，所述激光发射器靠近所述第二收发端设置，所述激光发射器射出的激光光束从所述第二收发端射入所述光谱收发器并形成从所述第一收发端射出的所述第一射出光束；以及，

控制机构，所述控制机构包括罩体以及控制模组，所述罩体内形成有内放置空间，所述样品检测设备放置于所述放置空间内，所述控制模组包括温度控制模块、湿度控制模块以及总控模块，所述旋转驱动组件、所述激光发射器以及所述检测机构均与所述总控模块通讯连接，所述温度控制模块用于调节所述放置空间内的温度，所述湿度控制模块用于调节所述放置空间内的湿度。

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