CN203011832U

CN203011832U - 一种用于固体物质成分分析的仪器

Info

Publication number: CN203011832U
Application number: CN 201220715141
Authority: CN
Inventors: 陈智锋
Original assignee: 陈智锋
Current assignee: Near Hangzhou, photoelectric technology Co. Ltd.
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2022-12-21

Abstract

本实用新型公开了一种用于固体物质成分分析的仪器，属于检测工具领域，意在提供一种测量精度可靠、体积小、携带方便的用于固体物质成分分析的仪器。包括：光敏探头、壳体、基座、数据采集器、控制器、分析单元，在壳体内设有一个垂直于所述基座的光路腔，所述光敏探头设在所述基座上方，在所述光敏探头上方设有透明板，在所述光路腔上设有含有近红外光谱的光源，在所述透明板上方的所述光路腔内设有阶梯镀膜滤光片，在所述阶梯镀膜滤光片的上方设有线阵感光探测器，所述线阵感光探测器与所述数据采集器连接，所述光敏探头、所述数据采集器、所述分析单元均与所述控制器连接。本实用新型主要用在固体成分分析技术中。

Description

一种用于固体物质成分分析的仪器

技术领域

本实用新型涉及检测工具领域，尤其涉及一种用于固体物质成分分析的仪器。

背景技术

固体物质成分快速分析仪器，是纺织品、谷物、药品、饲料、塑料制品等等固体物质类商品在收购、生产、储运、消费环节迫切需要解决的关键快检技术，近红外光谱分析方法因其快速、准确、高效的特点，可满足日常固体物质成分分析的快检要求。

目前，在固体物质成分近红外快检技术的研究和应用上，一般都采用实验室近红外分析仪开展工作，如丹麦Foss公司生产的BioFoss分析仪，瑞典Perten公司生产的DA7300型分析仪，美国PE公司生产的Spectrum ONE NTS傅里叶变换近红外分析仪和德国Bruker生产的MPA傅里叶变换近红外分析仪，这些仪器均体积较大，功耗大、质量超过5KG，携带不方便，无法适应现场快检要求。

实用新型内容

本实用新型是为了解决现有固体物质成分分析仪体积大、携带不方便等不足，而提供一种测量精度可靠、体积小、携带方便的用于固体物质成分分析的仪器。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于固体物质成分分析的仪器，包括：光敏探头、壳体、基座、数据采集器、控制器、分析单元，在壳体内设有一个垂直于所述基座的光路腔，所述光敏探头设在所述基座上方，在所述光敏探头上方设有透明板，在所述光路腔上设有含有近红外光谱的光源，在所述透明板上方的所述光路腔内设有阶梯镀膜滤光片，在所述阶梯镀膜滤光片的上方设有线阵感光探测器，所述线阵感光探测器与所述数据采集器连接，所述光敏探头、所述数据采集器、所述分析单元均与所述控制器连接。

近红外光谱对固体物质分子的结构和化学键的分析具有快速高效的效果，固体物质分子中的某些基团或化学键在不同化合物中所对应的谱带波数基本上是固定的或只在小波段范围内变化，因此许多固体物质例如甲基、亚甲基、羰基，氰基，羟基，胺基等在近红外光谱中都有特征吸收，通过近红外光谱测定，就可以快速判定被测固体物质中存在哪些化学成分。近红外光谱分析法能够充分满足日常对固体物质成分分析的快检要求。放置在透明板上的固体物质经过光源的第一段光照射后，会反射形成第二段光，第二段光从阶梯镀膜滤光片的下方入射到阶梯镀膜滤光片上，然后从阶梯镀膜滤光片的上方射出形成第三段光。由于第二段光与第一段光是不同的，第二段光是携带有被测固体物质的一些化学成分信号光谱，因此，阶梯镀膜滤光片的若干条形镀膜把第二段光的被测固体物质成分信号光谱分成了若干份，并且每一份信号光谱都反应了被测固体物质成分。经过阶梯镀膜滤光片的条形镀膜过滤后的第三段光被线阵感光探测器接收，线阵感光探测器把接收到的各个信号光谱转换为对应的光谱电信号。在控制器的指令下，该光谱电信号通过光谱信号采集线传给数据采集器，控制器就把数据采集器中的光谱电信号传给分析单元进行分析，分析单元根据光谱化学计量学分析方法，通过对传送过来的光谱电信号进行分析，从而获知所被测液体的化学成分含量，并把结果通过显示器等显示出来。光敏探头测量被测固体物质的穿透光强度，在测量固体物质时，要尽量使被测固体物质不要被光穿透，穿透后反射的光就含有基座反射的光，测量精确度就会降低。本方案的整个测量装置可以水平设置或其它角度的设置。

作为优选，在所述基座上固定连接有升降机构。通过所述升降机构上下移动所述壳体和所述基座使光源和阶梯镀膜滤光片尽量靠近被测固体物质，采光能量强，测量精度高。

作为优选，所述透明板下方设有环形框，所述透明板固定连接在所述环形框上，所述环形框与所述基座固定连接，所述光敏探头有若干个,并且这若干个光敏探头设置在透明板下方的所述环形框内。在透明板上放置有被测固体物质时，当所述光敏探头探测不到光源光时，测量效果好，精度高。

作为优选，还包括存储器，所述存储器与所述控制器连接。存储器便于对光谱电信号数据进行保存，控制器就把数据采集器中的光谱电信号存储到存储器中，若要对固体物质进行分析，存储在存储器中的光谱电信号在控制器的指令下可以随时取用，使用比较方便。

作为优选，所述的分析单元为计算机或手持智能终端。计算机是一种比较普及是办公用品，使用计算机作为分析单元，不仅节省成本，而且使用很方便。手持智能终端作为便携分析单元，方便现场检测。

作为优选，还包括通信接口，所述通信接口与所述控制器连接。通信接口使得该仪器与外围设备的连接变得简单方便，能够增强该设备使用过程中的方便性和扩展性。

作为优选，还包括提醒器，所述提醒器与所述控制器相连。用于指示测量固体物质时所述光敏探头接收到的光强。测量固体物质时所述光敏探头接收到的光强越低越好，为0最佳。

作为优选，所述升降机构的升降杆固定连接在所述基座，并在所述升降杆沿所述光路腔的轴线设有若干排齿，在所述排齿处的外壳上设有转动的调节旋钮，并且调节旋钮的轴上固定设有与排齿咬合在一起的滚轮。调节方便、结构简单，制作成本低。

本实用新型能够达到如下效果：

通过本方案，由于采用近红外光谱分析方法和阶梯镀膜滤光片，使得仪器的体积变得较小，大大减轻了固体物质成分分析仪器的重量，便于携带，使在日常的现场检查中，对固体物质成分分析变得方便、快速和简单。而且该仪器的测量精度可靠，结构简单，成本低，能适应固体物质成分分析的现场快检要求，具有较好的实用性。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是本实用新型的阶梯镀膜滤光片的一种结构示意图。

图3是本实用新型的一种电路连接原理框图。

图中：透明板1、光敏探头2、壳体3、光源4、第一段光5、基座6、升降杆7、第二段光8、阶梯镀膜滤光片9、第三段光10、线阵感光探测器11、光谱信号采集线12、数据采集器13、通信接口14、光路腔15、控制器16、存储器17、分析单元18、条形镀膜91、提醒器19、排齿20、环形框21。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：、一种用于固体物质成分分析的仪器，如图1、图3所示，一种用于固体物质成分分析的仪器，包括：光敏探头2、壳体3、基座6、数据采集器13、通信接口14、控制器16、存储器17、分析单元18、提醒器19。

在壳体内设有一个垂直于基座的光路腔15，光敏探头设在基座上方，在光敏探头上方设有透明板1，在光路腔上设有含有近红外光谱的光源4，在透明板上方的光路腔内设有阶梯镀膜滤光片9，在阶梯镀膜滤光片的上方设有线阵感光探测器11，线阵感光探测器与数据采集器连接。在基座上固定连接有升降机构，升降机构的升降杆7固定连接在基座，并在升降杆沿光路腔的轴线设有若干排齿20，在排齿处的外壳上设有转动的调节旋钮，并且调节旋钮的轴上固定设有与排齿咬合在一起的滚轮。透明板下方设有环形框21，透明板固定连接在环形框上，环形框与基座固定连接，光敏探头有若干个,并且这若干个光敏探头设置在透明板下方的环形框内。分析单元为计算机或手持智能终端，本实施例采用的分析单元为计算机。

光敏探头、数据采集器、通信接口、存储器、提醒器、分析单元均与控制器连接。

使用时，把被测试的固体物质放置在透明板上，在控制器的指令下，打开光源，把放置在透明板上的固体物质经过光源的第一段光5照射后，会反射形成第二段光8，第二段光8从阶梯镀膜滤光片的下方入射到阶梯镀膜滤光片上，然后从阶梯镀膜滤光片的上方射出形成第三段光10。

如图2所示，由于第二段光与第一段光是不同的，第二段光是携带有被测固体物质的一些固体物质成分信号光谱，因此，阶梯镀膜滤光片的若干条形镀膜91把第二段光的固体物质成分信号光谱分成了若干份，并且每一份信号光谱都反应了被测固体物质的不同成分。

经过阶梯镀膜滤光片的条形镀膜过滤后的第三段光10被线阵感光探测器接收，线阵感光探测器把接收到的各个信号光谱转换为对应的光谱电信号。

在控制器的指令下，该光谱电信号通过光谱信号采集线12传给数据采集器，控制器就把数据采集器中的光谱电信号存储到存储器中。

若要对固体物质进行分析，存储在存储器中的光谱电信号在控制器的指令下传给计算机进行分析，计算机根据光谱化学计量学分析方法，通过对传送过来的光谱电信号进行分析，从而获知所被测固体物质的化学成分含量。并把结果通过显示器等显示出来。并同时显示出被测固体物质是在多少温度下进行的分析。

本实施例的光源为包含有近红外光谱的光源。分析单元可以是计算机或手持智能终端，也可以是其它分析设备。计算机可以通过连接在控制器上的通信接口与该仪器连接。通信接口可以是有线的，也可以是无线的，如USB接口、蓝牙接口等。

本实施例的光敏探头用于测量被测固体物质的穿透光强度，提醒器用于指示光敏探头测量透射光的强度，在测量固体物质时，要尽量使被测固体物质不要被光穿透，穿透后反射的光就含有透明板反射的光，测量精确度就会降低。透明板所在基座和壳体可以在升降杆上移动。这样设计便于固体样品的加装，同时通过上下移动尽可能使光路腔靠近被测物，同时透明板下方光敏探头探测到的透过测量样品的光小于预先设定值，进行样品测量，使得测量结果更加精确可靠。本实施例由于采用近红外光谱分析方法和阶梯镀膜滤光片，使得仪器的体积变得较小，大大减轻了固体物质成分分析仪器的重量，便于携带，使在日常的现场检查中，对固体物质成分分析变得方便、快速和简单。而且该仪器的测量精度可靠，结构简单，成本低，能适应固体物质成分分析的现场快检要求，具有较好的实用性。

上面结合附图描述了本实用新型的实施方式，但实现时不受上述实施例限制，本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变化或修改。

Claims

1.一种用于固体物质成分分析的仪器，包括：光敏探头（2）、壳体（3）、基座（6）、数据采集器（13）、控制器（16）、分析单元（18），其特征在于，在壳体内设有一个垂直于所述基座的光路腔（15），所述光敏探头设在所述基座上方，在所述光敏探头上方设有透明板（1），在所述光路腔上设有含有近红外光谱的光源（4），在所述透明板上方的所述光路腔内设有阶梯镀膜滤光片（9），在所述阶梯镀膜滤光片的上方设有线阵感光探测器（11），所述线阵感光探测器与所述数据采集器连接，所述光敏探头、所述数据采集器、所述分析单元均与所述控制器连接。

2.根据权利要求1所述的用于固体物质成分分析的仪器，其特征在于，在所述基座上固定连接有升降机构。

3.根据权利要求1所述的用于固体物质成分分析的仪器，其特征在于，所述透明板下方设有环形框（21），所述透明板固定连接在所述环形框上，所述环形框与所述基座固定连接，所述光敏探头有若干个,并且这若干个光敏探头设置在透明板下方的所述环形框内。

4.根据权利要求1所述的一种用于固体物质成分分析的仪器，其特征在于，还包括存储器（17），所述存储器与所述控制器连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于固体物质成分分析的仪器，其特征在于，所述的分析单元为计算机或手持智能终端。

6.根据权利要求1或2或3或4或5中所述的用于固体物质成分分析的仪器，其特征在于，还包括通信接口（14），所述的通信接口与所述控制器连接。

7.根据权利要求1或2或3或4或5中所述的用于固体物质成分分析的仪器，其特征在于，还包括提醒器（19），所述提醒器与所述控制器相连。

8.根据权利要求2所述的用于固体物质成分分析的仪器，其特征在于，所述升降机构的升降杆（7）固定连接在所述基座，并在所述升降杆沿所述光路腔的轴线设有若干排齿（20），在所述排齿处的外壳上设有转动的调节旋钮，并且调节旋钮的轴上固定设有与排齿咬合在一起的滚轮。