CN205844176U - 一种近红外光谱分析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种近红外光谱分析装置，包括光学系统和电路系统，光学系统包括光源、透镜组、第一准直组件、样品、聚光组件、第二准直组件、光栅、CCD阵列；电路系统包括隔离电路、放大电路、A/D转换、嵌入式微机、显示屏。本实用新型近红外光谱分析装置，体积小携带方便；分析速度快、效率高，光谱的测量过程一般可在1min完成，可同时迅速地对样品的多个组成或性质进行测定；近红外区光散射效应大，且穿透深度大，可实现在线无损检测；近红外光谱分析只要采集到样品的光谱信号即可，对环境不会造成任何污染，是绿色检验方法，而且装置成本较低。

Description

一种近红外光谱分析装置

技术领域

本实用新型涉及近红外光谱分析技术领域，特别是涉及一种近红外光谱分析装置。

背景技术

现代近红外光谱分析是光谱测量技术、计算机技术与化学计量学技术的有机结合，是将近红外光谱所反映的样品基团、组成或物质信息与用标准或认可的参比方法测得的组成或性质数据，采用化学计量学技术建立校正模型，然后通过对未知样品光谱的测定和建立的校正模型来快速预测其组成或性质的一种分析手段。

随着我国人民生活从温饱性食物结构，转向营养健康型食物结构，全民的饮食消费结构也由数量型转向质量型，对食品卫生质量标准的要求更高。因此，食品质量安全问题已成为全社会关注的热点问题。对此，我国政府主管部门采取了一系列重大措施加强食品安全工作，进一步整顿和规范食品市场秩序，加大食品安全专项整治力度。国家也确定了食品放心工程的有关规划，其中的主要目标是“进一步完善食品安全的法律法规和监管协调机制；建立我国的食品安全风险评估评价体系和食品认证认可的体系建设”。因此，作为一种已被认定为标准检测技术，即近红外光谱分析技术在食品安全领域将发挥越来越大的作用。

但是，现有的近红外光谱仪器体积庞大不便于携带，仪器费用高昂，仪器的分析速度低、效率不高。这些缺点导致了农业生产中对农产品，以及食品安全领域中无法快速实时有效的完成检测。

实用新型内容

本实用新型提供了一种体积小携带方便、成本低、分析速度快、效率高的近红外光谱分析装置。

本实用新型所要求解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种近红外光谱分析装置，包括光学系统和电路系统，所述光学系统由照明系统发出光源，经过透镜组聚光后由传导光纤引入所需检测的样品，红外光经由样品透射、漫反射后经过聚光组件后再由光纤传导至准直组件，然后打在光栅上，形成连续的近红外吸收光谱；所述电路系统由CCD阵列将光栅上的光谱信号转换为模拟信号，所述模拟信号经过放大电路放大后，通过A/D转换器将对应的光谱信号实时采集，并由并行口传输给嵌入式微机，嵌入式微机先对采集到的光谱进行消噪、再对光谱进行定量分析、最后完成检测被检测样品的待测成分及含量，嵌入式微机将最终检测的结果传送至显示屏进行显示。

根据本实用新型的一实施例，所述光源经过透镜组聚光再通过准直组件校直后由传导光纤引入所需检测的样品。

根据本实用新型的一实施例，所述CCD阵列将光栅上的光谱信号转换为模拟信号后，经过隔离电路隔离后，再经过放大电路进行放大。

根据本实用新型的一实施例，所述隔离电路为电压跟随器。

根据本实用新型的一实施例，所述显示屏为液晶显示器。

本实用新型的有益效果：该红外光谱分析装置，体积小携带方便；分析速度快、效率高，光谱的测量过程一般可在1分钟内完成，可同时迅速地对样品的多个组成或性质进行测定；近红外区光散射效应大，且穿透深度大，可实现在线无损检测；近红外光谱分析只要采集到样品的光谱信号即可，对环境不会造成任何污染，是绿色检验方法，而且装置成本较低。

附图说明

图1为本实用新型装置原理框图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

具体实施时，结合图1，本实用新型近红外光谱分析装置，包括光学系统和电路系统。光学系统包括光源、透镜组、第一准直组件、样品、聚光组件、第二准直组件、光栅、CCD阵列。光学系统由照明系统发出光源，经过透镜组聚光后，再经过第一准直组件校直后，由传导光纤引入所需检测的样品。红外光经由样品透射、漫反射后经过聚光组件后再由光纤传导至第二准直组件，然后打在光栅上，形成连续的近红外吸收光谱，由CCD阵列将光信号转换为模拟信号，到此就可以完成近红外光谱的采集。近红外光谱能够包含了大多数有机物和和部分常见化合物，如水、酸等结构，它的产生主要是由分子的振动的非谐振性，使分子振动从基态向高能态的跃迁成为可能。在近红外范围内测量的主要是含氨基团(C、O、N、S等)-H的振动倍频及合频吸收。不同的基团、分子吸收波长都有明显差别。

近红外光谱经由CCD阵列传送到电路系统中。电路系统包括隔离电路、放大电路、A/D转换、嵌入式微机、显示屏。电路系统由CCD阵列将光栅上的光谱信号转换为模拟信号，模拟信号经过隔离电路隔离后，再经过放大电路放大，通过A/D转换器将对应的光谱信号实时采集，并由并行口传输给嵌入式微机。嵌入式微机通过分析由光电检测系统采集到的样品的近红外吸收光谱，运用光谱噪声消噪技术首先对采集到的光谱进行消噪，以求达到高信噪比；再对光谱进行定量分析，进行波长优化计算，使其产生高稳定性的信号；到此即可完成检测被检测样品的待测成分及含量；最终检测的结果由微机将相关数据传送至显示屏，实现对农产品的快速实时的检测。

本实用新型近红外光谱分析装置，体积小携带方便；分析速度快、效率高，光谱的测量过程一般可在1min完成，可同时迅速地对样品的多个组成或性质进行测定；近红外区光散射效应大，且穿透深度大，可实现在线无损检测；近红外光谱分析只要采集到样品的光谱信号即可，对环境不会造成任何污染，是绿色检验方法，而且装置成本较低。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (5)

1.一种近红外光谱分析装置，其特征在于：包括光学系统和电路系统，所述光学系统由照明系统发出光源，经过透镜组聚光后由传导光纤引入所需检测的样品，红外光经由样品透射、漫反射后经过聚光组件后再由光纤传导至准直组件，然后打在光栅上，形成连续的近红外吸收光谱；所述电路系统由CCD阵列将光栅上的光谱信号转换为模拟信号，所述模拟信号经过放大电路放大后，通过A/D转换器将对应的光谱信号实时采集，并由并行口传输给嵌入式微机，嵌入式微机先对采集到的光谱进行消噪、再对光谱进行定量分析、最后完成检测被检测样品的待测成分及含量，嵌入式微机将最终检测的结果传送至显示屏进行显示。

2.根据权利要求1所述的一种近红外光谱分析装置，其特征在于：所述光源经过透镜组聚光再通过准直组件校直后由传导光纤引入所需检测的样品。

3.根据权利要求1所述的一种近红外光谱分析装置，其特征在于：所述CCD阵列将光栅上的光谱信号转换为模拟信号后，经过隔离电路隔离后，再经过放大电路进行放大。

4.根据权利要求3所述的一种近红外光谱分析装置，其特征在于：所述隔离电路为电压跟随器。

5.根据权利要求1所述的一种近红外光谱分析装置，其特征在于：所述显示屏为液晶显示器。