近紅外在線漫反射光譜分析儀的製作方法

2023-07-21 20:22:01 4

專利名稱：近紅外在線漫反射光譜分析儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種近紅外在線檢測漫反射光譜分析儀，用於液體、固體和高光 散射的液體的分析。
技術背景近紅外光(Near Infrared, NIR)是介於可見光(VIS)和中紅外光(MIR)之間的電 磁波，即波長在780 2500nm範圍內的電磁波，習慣上又將近紅外區劃分為近紅外短波和 近紅外長光譜區。隨著計算機發展和化學計量學的誕生，近紅外光(NIR)和化學計量學結 合產生了現代近紅外光(NIR)光譜學。近紅外光(NIR)最先應用於農業領域。到60年代 中後期，隨著各種新的分析技術的出現，加之經典近紅外光譜分析技術暴露出的靈敏度低、 抗幹擾性差的弱點，使人們淡漠了該技術在分析測試中的應用，從此，近紅外光譜進入了一 個沉默的時期。80年代後期，隨著計算機技術的迅速發展，帶動了分析儀器的數位化和化 學計量學的發展，通過化學計量學方法在解決光譜信息提取和背景幹擾方面取得的良好效 果，加之近紅外光譜在測樣技術上所獨有的特點，使人們重新認識了近紅外光譜的價值，近 紅外光譜在各領域中的應用研究陸續展開。進入90年代，近紅外光譜在工業領域中的應用 全面展開，有關近紅外光譜的研究及應用文獻幾乎呈指數增長，成為發展最快、最引人注目 的一門獨立的分析技術。由於近紅外光在常規光纖中具有良好的傳輸特性，使近紅外光譜 在在線分析領域也得到了很好的應用，並取得良好的社會效益和經濟效益，從此近紅外光 譜技術進入一個快速發展的新時期，現代近紅外光譜(NIR)分析技術是近年來分析化學領 域迅猛發展的高新分析技術，越來越引起國內外分析專家的注目，在分析化學領域被譽為 分析「巨人」，它的出現可以說帶來了又一次分析技術的革命。
發明內容本實用新型的目的是為了克服以上的不足，提供一種應用領域廣、測量精確的近 紅外在線檢測漫反射光譜分析儀。本實用新型的目的通過以下技術方案來實現一種近紅外在線漫反射光譜分析 儀，包括殼體，殼體為空心結構，在殼體中設有探頭、光學分光裝置、信號採集裝置和光譜處 理裝置，探頭、光學分光裝置、信號採集裝置和光譜處理裝置之間通過線路並聯，探頭、光學 分光裝置、信號採集裝置和光譜處理裝置還通過線路共同連接有供電系統，供電系統置於 殼體的外部。本實用新型的進一步改進在於所述探頭包括探鏡和光纖，光學分光裝置為光柵 單色儀，信號採集裝置包括接收器、信號放大器和AD採集器，光譜處理裝置包括處理器和 數學模型。本實用新型與現有技術相比具有以下優點應用領域廣、測量精確，可用於多種行 業的測量。


圖1為本實用新型的結構示意圖；圖中標號1_殼體、2-探頭、3-光學分光裝置、4-信號採集裝置、5-光譜處理裝 置、6-供電系統、7-探鏡、8-光纖、9-接收器、10-信號放大器、Il-AD採集器。
具體實施方式
為了加深對本實用新型的理解，下面將結合實施例和附圖對本實用新型作進一步 詳述，該實施例僅用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型保護範圍的限定。如圖1示出了本實用新型一種近紅外在線漫反射光譜分析儀的具體實施方式
，包 括殼體1，殼體1為空心結構，在殼體1中設有探頭2、光學分光裝置3、信號採集裝置4和光 譜處理裝置5，探頭2、光學分光裝置3、信號採集裝置4和光譜處理裝置5之間通過線路並 聯，探頭2、光學分光裝置3、信號採集裝置4和光譜處理裝置5還通過線路共同連接有供電 系統6，供電系統6置於殼體1的外部，探頭2包括探鏡7和光纖8，光學分光裝置3為光柵 單色儀，信號採集裝置4包括接收器9、信號放大器10和AD採集器11，光譜處理裝置5包括 處理器12和數學模型13，探頭2用於收集被測物體漫反射後的光線，並將收集後的光線傳 送給光學分光裝置3，光學分光裝置3利用光學分光將光線分光形成單色光，通過所述信號 採集裝置4將光信號採集，並處理形成電信號，再經過AD處理，形成數位訊號，光譜處理裝 置5將所述信號採集裝置4中形成的數位訊號進行分析、處理和顯示，從而確定檢測結果， 探頭包括探鏡7和光纖8，探鏡7用來擴大採光面積，使更多的光線進入分光裝置，光纖8用 來傳輸光信號，光學分光裝置主要為光柵單色儀，通過旋轉光柵的角度，從而產生不同波長 的進紅外光信號，信號採集裝置包括接收器9、信號放大器10和AD採集器11，接收器9將 接收到的光信號轉換成微弱電信號傳送到信號放大器10，信號放大器10將接收器9發送來 的微弱電信號放大到能夠採集的信號，並將計算機不能識別的電信號即模擬信號傳送到AD 採集器11轉換成計算機可識別的數位訊號，光譜處理裝置包括處理器12和數學模型13，所 述處理器12將採集的光譜信號進行預處理，減小光譜中的噪聲信號，提高光譜信噪比，數 學模型13針對某一物質通過大量的前期試驗得到的模型，將預處理的光譜信號經過該模 型計算後，可以得到特定物質的含量，通過光源照射到被測物體上，近紅外波段光線與被測 物體相互作用後，產生漫反射光線，經探頭2中的探鏡7收集並通過探頭中的光纖8傳送， 由光學分光裝置3分光後形成單色光，通過信號採集裝置4採集，並由光譜處理裝置5中的 處理器12進行光譜處理的定性和定量分析，從而確定被測物體中的物質含量，且近紅外在 線檢測漫反射光譜分析儀的應用測量範圍廣，可用於石油及石油化工、基本有機化工、精細 化工、冶金、生命科學、製藥、醫學臨床、農業、食品、飲料、菸草、紡織、造紙、化妝品、質量監 督、環境保護、高校及科研院所等，在石化領域可測定油品的辛烷值、族組成、十六烷值、閃 點、冰點、凝固點、餾程、MTBE含量等，在農業領域可以測定穀物的蛋白質、糖、脂肪、纖維、水 分含量等，在醫藥領域可以測定藥品中有效成分，組成和含量，亦可進行樣品的種類鑑別， 如酒類和香水的真假辨別，環保廢棄物的分檢等，在使用時，將被測物體放置在傳送帶上進 行自動傳輸，到達工作區域後，光源將近紅外波段的光線投射到被測物體上，在被測物體表 面產生漫反射，透鏡將漫反射光線收集並通過光纖傳輸到儀器中，經過光柵分光後，由光電 探測器接收，最後交由計算機進行測量分析。這種近紅外在線檢測漫反射光譜分析儀的分析檢測結果較為精確，且對被測物體無損害，無須進行預處理，這樣測量時較為簡便。
權利要求一種近紅外在線漫反射光譜分析儀，包括殼體(1)，所述殼體(1)為空心結構，其特徵在於所述殼體(1)中設有探頭(2)、光學分光裝置(3)、信號採集裝置(4)和光譜處理裝置(5)，所述探頭(2)、所述光學分光裝置(3)、所述信號採集裝置(4)和所述光譜處理裝置(5)之間通過線路並聯，所述探頭(2)、所述光學分光裝置(3)、所述信號採集裝置(4)和所述光譜處理裝置(5)還通過線路共同連接有供電系統(6)，所述供電系統(6)置於所述殼體(1)的外部。
2.根據權利要求1所述近紅外在線漫反射光譜分析儀，其特徵在於所述探頭(2)包 括探鏡(7)和光纖(8)，所述光學分光裝置(3)為光柵單色儀，所述信號採集裝置(4)包括 接收器(9)、信號放大器(10)和AD採集器(11)，所述光譜處理裝置(5)包括處理器(12) 和數學模型(13)。
專利摘要本實用新型涉及一種近紅外在線漫反射光譜分析儀，包括殼體，殼體為空心結構，在殼體中設有探頭、光學分光裝置、信號採集裝置和光譜處理裝置，探頭、光學分光裝置、信號採集裝置和光譜處理裝置之間通過線路並聯，探頭、光學分光裝置、信號採集裝置和光譜處理裝置還通過線路共同連接有供電系統，供電系統置於殼體的外部。本實用新型具有應用領域廣、測量精確的優點。
文檔編號G01J3/42GK201697715SQ20102024099
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月28日 優先權日2010年6月28日
發明者丁峰, 劉混海, 周峰, 李漢琪, 杜偉 申請人:南通北極光自動控制技術有限公司