一種高效高強輕型近紅外光源及近紅外光譜檢測儀的製作方法
2023-09-16 19:52:45 2
一種高效高強輕型近紅外光源及近紅外光譜檢測儀的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高效高強輕型近紅外光源及近紅外光譜檢測儀，涉及無損光譜檢測【技術領域】，所述近紅外光源包括：筒狀的燈架、滷素白熾燈和近紅外帶通濾光片，所述滷素白熾燈和近紅外帶通濾光片沿所述燈架的第一端到第二端的方向依次設於所述燈架內，所述滷素白熾燈包括燈泡和內壁鍍金的燈杯，所述燈泡設於所述燈杯的底部，所述燈杯的開口朝向所述近紅外帶通濾光片。本實用新型通過在滷素白熾燈的內壁鍍金，通過黃金對近紅外光的高反射效率，無需採用透鏡聚光，即可提供高能量的近紅外光，從而使得近紅外光源的結構簡單、緊湊、牢固，成本較低，體積小，重量輕，使近紅外光源攜帶方便，既適合於實驗室用，也非常適合於野外實驗用。
【專利說明】一種高效高強輕型近紅外光源及近紅外光譜檢測儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及無損光譜檢測【技術領域】，特別涉及一種高效高強輕型近紅外光源及近紅外光譜檢測儀。
【背景技術】
[0002]近紅外光是波長介於可見區和中紅外區之間的電磁波，其波長範圍為780-252611111。近紅外譜區主要是有機分子含氫基團(011)-11,0-?)倍頻與合頻吸收帶，包含分子的結構、組成狀態等信息。近紅外光譜分析可以用於與含氫基團有關的各種分析，而且測定樣品不需要前處理，具有快速、簡便、非破壞性的優點，廣泛應用於測定樣品的水分、粗蛋白、脂肪、澱粉等常量分析，還被用來測定胺基酸、脂肪酸，以及對生產加工過程進行在線質量控制，是一種應用前景良好的現代分析技術。
[0003]近紅外光譜檢測儀的光源是採集樣品特徵信息的能量來源，光源的品質對採集樣品的光譜具有重要的作用。快速無損分析、活體分析是現代儀器分析最有應用前景的技術之一，主要運用近紅外譜區。近紅外光譜分析最重要也是最困難的是獲取穩定的、高信噪比的樣品光譜。這類分析的樣品大都是具有特定結構的非均勻樣品，分析時受樣品擺放位置的影響嚴重，目前通常在大型儀器中需要應用較複雜的積分球技術來實現分析，難以在現場分析與便攜分析中應用，一般光源需要透鏡聚光使光源的體積與重量不易減小，不適用現場分析與便攜分析。
實用新型內容
[0004]為了提供一種便攜的近紅外光源，以降低近紅外光源的體積和重量，本實用新型提供了一種高效高強輕型近紅外光源，所述近紅外光源包括:筒狀的燈架、滷素白熾燈和近紅外帶通濾光片，所述滷素白熾燈和近紅外帶通濾光片沿所述燈架的第一端到第二端的方向依次設於所述燈架內，所述滷素白熾燈包括燈泡和內壁鍍金的燈杯，所述燈泡設於所述燈杯的底部，所述燈杯的開口朝向所述近紅外帶通濾光片。
[0005]其中，所述燈杯的縱截面呈拋物線狀。
[0006]其中，所述近紅外光源還包括:中性衰減片，所述中性衰減片設於所述燈架的第二端。
[0007]其中，所述中性衰減片固定於第一邊框上，所述第一邊框的外徑與所述燈架的外徑相同，所述燈架的第二端的端面上設有轉軸，所述第一邊框設有與所述轉軸相適應的通孔，所述轉軸穿過所述通孔，所述中性衰減片通過所述第一邊框設於所述燈架的第二端。
[0008]其中，所述近紅外光源還包括:靜音風扇，所述燈架的第一端設有凸緣，所述靜音風扇通過所述凸緣安裝於所述燈架的第一端。
[0009]其中，所述近紅外帶通濾光片固定於第二邊框上，所述第二邊框的外徑與所述燈架的內徑相同。
[0010]其中，所述燈架的內壁設有內螺紋，所述第二邊框的外側設有與所述內螺紋相適應的外螺紋。
[0011]其中，所述燈架的側壁上設有若干通風孔，所述通風孔位於所述滷素白熾燈和近紅外帶通濾光片之間。
[0012]其中，所述近紅外光源還包括:可調電源，所述可調電源與所述滷素白熾燈連接。
[0013]本實用新型還公開了一種近紅外光譜檢測儀，所述近紅外光譜檢測儀包括所述的近紅外光源。
[0014]本實用新型通過在滷素白熾燈的內壁鍍金，通過黃金對近紅外光的高反射效率，無需採用透鏡聚光，即可提供高能量的近紅外光，從而使得近紅外光源的結構簡單、緊湊、牢固，成本較低，體積小，重量輕，且攜帶方便，既適合於實驗室用，也非常適合於野外實驗用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型一種實施方式的高效高強輕型近紅外光源的結構示意圖；
[0016]圖2是圖1所示的高效高強輕型近紅外光源的縱截面的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的範圍。
[0018]圖1是本實用新型一種實施方式的高效高強輕型近紅外光源的結構示意圖；圖2是圖1所示的高效高強輕型近紅外光源的縱截面的示意圖；參照圖1?2，所述近紅外光源包括:筒狀的燈架1、滷素白熾燈2和近紅外帶通濾光片3，所述滷素白熾燈和近紅外帶通濾光片3沿所述燈架1的第一端到第二端的方向依次設於所述燈架1內，所述滷素白熾燈包括燈泡2-1和內壁鍍金(此處的鍍金為鍍黃金)的燈杯2-2，所述燈泡2-1設於所述燈杯2-2的底部，所述燈杯2-2的開口朝向所述近紅外帶通濾光片3。
[0019]現有技術的近紅外光源為了對種子進行分析，通常需要採用透鏡聚光，使光源的體積與重量不易減小，本實施方式的近紅外光源通過在滷素白熾燈的內壁鍍金，通過黃金對近紅外光的高反射效率，無需採用透鏡聚光，即可提供高能量的近紅外光，從而使得近紅外光源的結構簡單、緊湊、牢固，成本較低，體積小(截面直徑約為10(3111，高度約為15(3111的圓柱)，重量輕(5008左右)，且攜帶方便，既適合於實驗室用，也非常適合於野外實驗用；並且本實施方式的近紅外光源在中波近紅外漫透射單籽粒識別分析中極大地提高了分析效果，可以消除種衣劑對光譜分析的影響，解決了種子分析中的部分難題。
[0020]優選地，所述燈杯2-2的縱截面呈拋物線狀，通過將所述燈杯的縱截面設置呈拋物線狀，使得可將所述滷素白熾燈所發出的光線在分析樣品的空間位置聚焦，使光源具有更加理想的能量空間分布。
[0021]為了分析非均勻樣品，對光源光線強度要求較高，會導致參比光超過光譜儀檢測器工作範圍的問題，使得獲得的樣品光譜失真，優選地，所述近紅外光源還包括:中性衰減片5，所述中性衰減片5設於所述燈架1的第二端，通過所述中性衰減片5使參比光衰減到光譜儀檢測器的工作範圍內。
[0022]為便於添加和移除所述中性衰減片，優選地，所述中性衰減片5固定於第一邊框6上，所述第一邊框6的外徑與所述燈架1的外徑相同，所述燈架1的第二端的端面上設有轉軸(圖中未示出)，所述第一邊框6設有與所述轉軸相適應的通孔(圖中未示出)，所述轉軸穿過所述通孔，所述中性衰減片5通過所述第一邊框6設於所述燈架1的第二端；在測量參比時，可通過轉軸將中性衰減片添加到燈架的第二端，在測量樣品光譜時，可通過轉軸將中性發減片移除。
[0023]為便於旋轉所述第一邊框，優選地，所述第一邊框6的外側設有撥片10。
[0024]由於活體樣品的「濃度」與(光譜分析的)光程都不能調節，一般需要應用高強度近紅外光源，但是樣品受到強光照射容易升溫過高，限制了分析光的強度，為了保證近紅外帶通濾光片3正常工作，減少樣品受光照時的熱效應，同時，為了保證光源的穩定性，並提高光源的使用壽命，優選地，所述近紅外光源還包括:靜音風扇7，所述燈架的第一端設有凸緣8，所述靜音風扇7通過所述凸緣8安裝於所述燈架1的第一端。
[0025]為進一步使得可將所述滷素白熾燈所發出的光線在分析樣品的空間位置聚焦，使光源具有更加理想的能量空間分布，優選地，所述靜音風扇7、滷素白熾燈、近紅外帶通濾光片3和中性衰減片5這四個部件的中心共一條直線。
[0026]優選地，所述近紅外帶通濾光片3固定於第二邊框4上，所述第二邊框4的外徑與所述燈架1的內徑相同，從而避免光線未經過近紅外帶通濾光片而直接照射至樣品上。
[0027]為便於選擇不同波段範圍的近紅外帶通濾光片，從而獲得需要的分析譜區(例如:900?1700=0)，濾除非分析譜區的光線，優選地，所述燈架1的內壁設有內螺紋，所述第二邊框4的外側設有與所述內螺紋相適應的外螺紋，所述第二邊框通過螺紋旋進入所述燈架內，在需要更換時，也可將所述第二邊框通過螺紋旋轉出，以便於更換不同波段範圍的近紅外帶通濾光片。
[0028]由於第二邊框4的外徑與所述燈架1的內徑相同，故而所述燈架無法形成風路，使得散熱性能過低，為了保證散熱性能，優選地，所述燈架1的側壁上設有若干通風孔9，所述通風孔9位於所述滷素白熾燈和近紅外帶通濾光片3之間，通過所述通風孔和靜音風扇之間的配合，進一步保證了光源的穩定性，同時進一步提高了光源的使用壽命。
[0029]為按照分析譜區的需求來選用滷素白熾燈最佳工作電壓，例如近紅外譜區分析可以使燈在較低溫度發光，提高該譜區的相對能量，進一步降低樣品受到近紅外光照射的升溫效應，優選地，所述近紅外光源還包括:可調電源，所述可調電源與所述滷素白熾燈連接，例如，所述可調電源的電壓範圍為3?12乂。
[0030]本實用新型還公開了一種近紅外光譜檢測儀，所述近紅外光譜檢測儀包括所述的近紅外光源。
[0031]以上實施方式僅用於說明本實用新型，而並非對本實用新型的限制，有關【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本實用新型的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬於本實用新型的範疇，本實用新型的專利保護範圍應由權利要求限定。
【權利要求】
1.一種高效高強輕型近紅外光源，其特徵在於，所述近紅外光源包括:筒狀的燈架、滷素白熾燈和近紅外帶通濾光片，所述滷素白熾燈和近紅外帶通濾光片沿所述燈架的第一端到第二端的方向依次設於所述燈架內，所述滷素白熾燈包括燈泡和內壁鍍金的燈杯，所述燈泡設於所述燈杯的底部，所述燈杯的開口朝向所述近紅外帶通濾光片。
2.如權利要求1所述的近紅外光源，其特徵在於，所述燈杯的縱截面呈拋物線狀。
3.如權利要求1所述的近紅外光源，其特徵在於，所述近紅外光源還包括:中性衰減片，所述中性衰減片設於所述燈架的第二端。
4.如權利要求3所述的近紅外光源，其特徵在於，所述中性衰減片固定於第一邊框上，所述第一邊框的外徑與所述燈架的外徑相同，所述燈架的第二端的端面上設有轉軸，所述第一邊框設有與所述轉軸相適應的通孔，所述轉軸穿過所述通孔，所述中性衰減片通過所述第一邊框設於所述燈架的第二端。
5.如權利要求1所述的近紅外光源，其特徵在於，所述近紅外光源還包括:靜音風扇，所述燈架的第一端設有凸緣，所述靜音風扇通過所述凸緣安裝於所述燈架的第一端。
6.如權利要求5所述的近紅外光源，其特徵在於，所述近紅外帶通濾光片固定於第二邊框上，所述第二邊框的外徑與所述燈架的內徑相同。
7.如權利要求6所述的近紅外光源，其特徵在於，所述燈架的內壁設有內螺紋，所述第二邊框的外側設有與所述內螺紋相適應的外螺紋。
8.如權利要求6所述的近紅外光源，其特徵在於，所述燈架的側壁上設有若干通風孔，所述通風孔位於所述滷素白熾燈和近紅外帶通濾光片之間。
9.如權利要求1?8中任一項所述的近紅外光源，其特徵在於，所述近紅外光源還包括:可調電源，所述可調電源與所述滷素白熾燈連接。
10.一種近紅外光譜檢測儀，其特徵在於，所述近紅外光譜檢測儀包括權利要求1?9中任一項所述的近紅外光源。
【文檔編號】G01J3/10GK204255500SQ201420642862
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】嚴紅兵, 生廣倫, 安冬, 李衛軍 申請人:嚴紅兵, 生廣倫, 安冬, 李衛軍