CN219957343U - 近红外光谱分析仪 - Google Patents
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Abstract
近红外光谱分析仪，涉及光谱分析仪器领域，包括检测筒上端固定在检测筒安装座上，检测筒安装座上端固定在第一安装壳体下端；第一安装壳体后端与第二安装壳体前端固定相连；第一安装壳体和第二安装壳体内部中空；第一安装壳体上端还安装有灯盖；接线盒固定在第二安装壳体后端；网络接口和电源接口均安装在接线盒上；光谱探测系统中的一部分安装在第一安装壳体和第二安装壳体内部；网络接口和电源接口均与光谱探测系统相连；空气过滤器安装在检测筒中。本实用新型结构简单，安装方便，采用非接触测量方式，完全不受样品形态影响，适合于不均匀样品的检测，能更好地克服杂质和气泡对检测结果的影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及光谱分析仪器技术领域，具体涉及一种近红外光谱分析仪。
背景技术
近红外光谱的波长范围为780nm-2526nm，该波长范围能够记录O-H、C-O、N-H等化学键振动的倍频信息和合频吸收信息，因此近红外光谱可以作为一种有效的信息获取载体实现对含氢基团有机物质理化性质的测量和分析。近红外光谱技术是一种通过近红外光源照射实验样本，根据光源透射或反射出的光线对待测物质所携带的有效信息进行测量和分析，实现快速检测待测物质中某种成分含量的目的。近红外光谱分析仪的主要原理在于；利用待测物质对不同频率光吸收的差异性，应用连续改变频率的近红外光对待测物质进行照射，然后记录不同频率的红外光强度，得到待测物质的近红外光谱信息图；将近红外光谱信息图所反映的待测物质信息与所测得物质的含量值数据采用化学计量学方法建立定量分析模型，然后采集待测样本近红外光谱数据输入到定量分析模型，中，从而快速准确地计算出待测物质的组成和性质，实现基于近红外光谱的定量检测分析。
目前，基于近红外光谱的分析仪形式多种多样，传统的近红外光谱分析仪主要由光源、样品池、分光器、检测器及计算机等部件组成，这类传统的近红外光谱分析仪存在以下技术问题：对于光路有严格要求，外界光强影响测试结果，同时一些扫描型的近红外光谱分析仪还带有多个移动部件，会导致系统复杂、扫描速度慢；另外，现有的近红外光谱分析仪由于扫描精度的限制，对于不均匀样本无法实现很好的检测，无法克服待测样本中杂质和气泡对检测结果的影响，样本形态包括温度和腐蚀特性等也会对检测结果造成一定影响，检测精度降低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种近红外光谱分析仪，以解决现有技术存在的问题。
本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下：
本实用新型的近红外光谱分析仪，包括：第一安装壳体、灯盖、检测筒安装座、检测筒、第二安装壳体、接线盒、网络接口、电源接口、光谱探测系统和空气过滤器；所述检测筒上端固定在检测筒安装座上，所述检测筒安装座上端固定在第一安装壳体下端；所述第一安装壳体后端与第二安装壳体前端固定相连；所述第一安装壳体和第二安装壳体内部中空，用于安装光谱探测系统；所述第一安装壳体上端还安装有灯盖；所述接线盒固定在第二安装壳体后端；所述网络接口和电源接口均安装在接线盒上；所述光谱探测系统中的一部分安装在第一安装壳体和第二安装壳体内部；所述网络接口和电源接口均与光谱探测系统相连；所述空气过滤器安装在检测筒中。
进一步的，所述光谱探测系统包括：光源、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、入射狭缝、光纤耦合器、二极管阵列探测器、无线传输模块、微型处理器、蓝宝石窗口、WiFi路由器和上位机；所述光源安装在第一安装壳体上端内部；所述蓝宝石窗口安装在检测筒安装座中；所述第一反射镜安装在第一安装壳体内部，且第一反射镜位于光源下方；所述第三反射镜安装在第一安装壳体和第二安装壳体交接处；所述第二反射镜、入射狭缝、光纤耦合器、二极管阵列探测器、无线传输模块和微型处理器均安装在第二安装壳体内部；所述二极管阵列探测器与微型处理器相连，微型处理器与无线传输模块相连，WiFi路由器与上位机相连，无线传输模块与WiFi路由器进行无线数据传输；所述网络接口、电源接口和空气过滤器均与微型处理器相连。
进一步的，所述光源发出的入射光沿着检测筒通过蓝宝石窗口照射在样品表面，样品表面反射回来的漫反射光被第一反射镜反射至第二反射镜，再被第二反射镜反射至第三反射镜，最后由第三反射镜反射后通过入射狭缝入射至光纤耦合器，通过光纤耦合器的光耦作用耦合至二极管阵列探测器，最终由二极管阵列探测器进行探测获取电信号，所获取的电信号输出至微型处理器，通过微型处理器处理后通过无线传输模块和WiFi路由器上传至上位机中进行下一步处理，由上位机给出最终的样品的近红外光谱分析结果。
进一步的，还包括安装在第二安装壳体上端且与微型处理器相连的指示灯。
进一步的，所述第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜表面均镀制近红外光高反膜。
进一步的，所述蓝宝石窗口表面镀制近红外光增透膜，用于实现近红外光高透过。
进一步的，所述光源具体采用氙灯。
进一步的，还包括固定在第二安装壳体上端的把手。
进一步的，测量时，将样品置于检测筒下端，所述检测筒总长度和检测筒下端与样品表面之间的距离之和的范围为250mm±100mm。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的近红外光谱分析仪，结构简单合理，安装方便(除了一根电源线外可以不需要任何其他接线)，操作简单，不易死机，故障率低，同时，本实用新型的近红外光谱分析仪采用非接触测量方式，完全不受样品形态(温度和腐蚀特性等)影响，扫描光斑面积大，适合于不均匀样品的检测，能更好地克服杂质和气泡对检测结果的影响。
本实用新型的近红外光谱分析仪，能够适合于各种形态样品和各种生产条件，几乎无耗材，可使用漫反射或透反射检测方式，不但对形态适应，更适合于不同光谱特性的产品。
本实用新型的近红外光谱分析仪，结构紧凑，能够避免长光纤传输的信号损失，用小功率光源即可获得更高的信噪比。
本实用新型的近红外光谱分析仪，可用于检测黄油、乳酪、粕类、浓麸质液、蛋白粉、肉制品和畜牧产品等物料。
附图说明
图1为本实用新型的近红外光谱分析仪结构示意图。
图2为本实用新型的近红外光谱分析仪的原理示意图。
图3为二极管阵列探测器、无线传输模块、微型处理器、WiFi路由器和上位机之间的连接关系示意图。
图中，1、第一安装壳体，2、灯盖，3、检测筒安装座，4、检测筒，5、第二安装壳体，6、把手，7、指示灯，8、接线盒，9、网络接口，10、电源接口，11、光源，12、第一反射镜，13、第二反射镜，14、第三反射镜，15、入射狭缝，16、光纤耦合器，17、二极管阵列探测器，18、无线传输模块，19、微型处理器，20、蓝宝石窗口。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
参见图1和图2所示进行说明，本实用新型的近红外光谱分析仪，主要包括：第一安装壳体1、灯盖2、检测筒安装座3、检测筒4、第二安装壳体5、把手6、指示灯7、接线盒8、网络接口9、电源接口10、光谱探测系统和空气过滤器。
其中，检测筒4上端固定在检测筒安装座3上，检测筒安装座3上端固定在第一安装壳体1下端；第一安装壳体1后端与第二安装壳体5前端固定相连；第一安装壳体1和第二安装壳体5内部中空，用于安装光谱探测系统；第一安装壳体1上端还安装有灯盖2；把手6通过螺钉固定在第二安装壳体5上端；指示灯7安装在第二安装壳体5上端；接线盒8固定在第二安装壳体5后端；网络接口9和电源接口10均安装在接线盒8上；光谱探测系统中的一部分安装在第一安装壳体1和第二安装壳体5内部。指示灯7、网络接口9和电源接口10均与光谱探测系统相连。接线盒8用于接线和走线。空气过滤器安装在检测筒4中，用于过滤空气中的污染杂质，降低对光谱检测的影响，同时使用空气过滤器保护镜头，无需清洁，使测量更加简便。
参见图2和图3所示进行说明，所说的光谱探测系统主要包括：光源11、第一反射镜12、第二反射镜13、第三反射镜14、入射狭缝15、光纤耦合器16、二极管阵列探测器17、无线传输模块18、微型处理器19、蓝宝石窗口20、WiFi路由器和上位机；光源11安装在第一安装壳体1上端内部；蓝宝石窗口20安装在检测筒安装座3中；第一反射镜12安装在第一安装壳体1内部，且第一反射镜12位于光源11下方；第三反射镜14安装在第一安装壳体1和第二安装壳体5交接处；第二反射镜13、入射狭缝15、光纤耦合器16、二极管阵列探测器17、无线传输模块18和微型处理器19均安装在第二安装壳体5内部；其中，二极管阵列探测器17与微型处理器19相连，微型处理器19与无线传输模块18相连，WiFi路由器与上位机相连，无线传输模块18与WiFi路由器进行无线数据传输。
其中，打开灯盖2，可以实现光源11的安装和拆卸。
其中，光源11具体可采用氙灯，但不限于此。采用氙灯作为波长基准，能够自动消除波长漂移，确保波长的长期稳定性。
其中，指示灯7、网络接口9、电源接口10和空气过滤器均与微型处理器19相连；当测量完成后，通过微型处理器19控制指示灯7闪烁进行提示；通过网络接口9可以实现数据上传和下载；通过电源接口10连接电源，为整机供电；通过微型处理器19控制空气过滤器开启和关闭。其中，第一反射镜12、第二反射镜13和第三反射镜14表面均镀制近红外光高反膜，用于实现近红外光高反射；蓝宝石窗口20表面镀制近红外光增透膜，用于实现近红外光高透过。
其中，测量时，将样品置于检测筒4下端，并且，检测筒4总长度和检测筒4下端与样品表面之间的距离之和的范围为：250mm±100mm；开启光源11，光源11发出的入射光沿着检测筒4通过蓝宝石窗口20照射在样品表面，样品表面反射回来的漫反射光被第一反射镜12反射至第二反射镜13，再被第二反射镜13反射至第三反射镜14，最后由第三反射镜14反射后通过入射狭缝15入射至光纤耦合器16，通过光纤耦合器16的光耦作用耦合至二极管阵列探测器17，最终由二极管阵列探测器17进行探测获取电信号，所获取的电信号输出至微型处理器19，通过微型处理器19处理后通过无线传输模块18和WiFi路由器上传至上位机中进行下一步处理，由上位机给出最终的样品的近红外光谱分析结果。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.近红外光谱分析仪，其特征在于，包括：第一安装壳体、灯盖、检测筒安装座、检测筒、第二安装壳体、接线盒、网络接口、电源接口、光谱探测系统和空气过滤器；所述检测筒上端固定在检测筒安装座上，所述检测筒安装座上端固定在第一安装壳体下端；所述第一安装壳体后端与第二安装壳体前端固定相连；所述第一安装壳体和第二安装壳体内部中空，用于安装光谱探测系统；所述第一安装壳体上端还安装有灯盖；所述接线盒固定在第二安装壳体后端；所述网络接口和电源接口均安装在接线盒上；所述光谱探测系统中的一部分安装在第一安装壳体和第二安装壳体内部；所述网络接口和电源接口均与光谱探测系统相连；所述空气过滤器安装在检测筒中。
2.根据权利要求1所述的近红外光谱分析仪，其特征在于，所述光谱探测系统包括：光源、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、入射狭缝、光纤耦合器、二极管阵列探测器、无线传输模块、微型处理器、蓝宝石窗口、WiFi路由器和上位机；所述光源安装在第一安装壳体上端内部；所述蓝宝石窗口安装在检测筒安装座中；所述第一反射镜安装在第一安装壳体内部，且第一反射镜位于光源下方；所述第三反射镜安装在第一安装壳体和第二安装壳体交接处；所述第二反射镜、入射狭缝、光纤耦合器、二极管阵列探测器、无线传输模块和微型处理器均安装在第二安装壳体内部；所述二极管阵列探测器与微型处理器相连，微型处理器与无线传输模块相连，WiFi路由器与上位机相连，无线传输模块与WiFi路由器进行无线数据传输；所述网络接口、电源接口和空气过滤器均与微型处理器相连。
3.根据权利要求2所述的近红外光谱分析仪，其特征在于，还包括安装在第二安装壳体上端且与微型处理器相连的指示灯。
4.根据权利要求2所述的近红外光谱分析仪，其特征在于，所述第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜表面均镀制近红外光高反膜。
5.根据权利要求2所述的近红外光谱分析仪，其特征在于，所述蓝宝石窗口表面镀制近红外光增透膜，用于实现近红外光高透过。
6.根据权利要求2所述的近红外光谱分析仪，其特征在于，所述光源具体采用氙灯。
7.根据权利要求1所述的近红外光谱分析仪，其特征在于，还包括固定在第二安装壳体上端的把手。
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