一种基于近红外漫透射固体物在线检测系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于近红外漫透射固体物在线检测系统，包括：样品传送系统、光源系统和近红外检测系统。样品传送系统包括两个传送带和一套转动轴，两传送带共用同一套转动轴，两传送带之间有一定的间隙，样品被两个传送带传送，光源系统和近红外检测系统分别位于传输系统的两侧，光源系统发出的近红外光经过两传送带之间的间隙照射样品，产生对应于样品的近红外光谱，近红外光谱被检测系统探测和分析，最终得到对应样品中各成分的含量。本发明专利技术的优点在于：实现了样品在传输过程中的无损在线检测。

A near infrared diffuse solid object online detection system

The present invention provides a near infrared diffuse solid matter on-line detection system, comprising a sample delivery system, a light source system and a near infrared detection system. The sample delivery system includes two conveyor belt and a rotation axis, two belt the same set of rotating shaft two, a certain gap between transmission belt, sample two conveyor, on both sides of light source system and infrared detection system in transmission system, a near infrared light source system after space radiation the samples between the two conveyor belt, near-infrared spectrum corresponding to the sample, near infrared spectrum detection and analysis system is detected, finally get the content of each component in the corresponding sample. The invention has the advantages that the non-destructive on-line detection of the sample in the transmission process is realized.

【技术实现步骤摘要】
一种基于近红外漫透射固体物在线检测系统
本专利技术涉及近红外漫透射在线检测领域，具体来说是采用近红外漫透射技术对样品进行在线检测。
技术介绍
光学特性分析法中的近红外光谱和拉曼光谱技术能对样品进行无损分析，具有测试样品非接触性、非破坏性、检测灵敏度高、时间短、样品所需量小及样品无需制备等特点，在分析过程中不会对样品造成化学的、机械的、光化学和热的分解，是分析科学领域的研究热点之一。近年来近红外光谱技术在农业、医药、食品等行业取得了较大的进展，国内外已有将近红外反射光谱分析技术应用于农业、化工等领域的研究。近红外光(NIR)是指波长在780～2526nm(波数为12820cm-1～3959cm-1)范围内的电磁波，介于可见光(VIS)与中红外光(MIR)之间，近红外光谱吸收是分子振动能级跃迁产生的(伴随转动能级的跃迁)，而分子振动能级跃迁包括基频跃迁，倍频跃迁以及合频跃迁。光源发出的近红外光照射到由分子组成的物质上，若分子吸收近红外光的能量发生振动状态变化或振动状态在不同能级间的跃迁等于近红外光谱区某波长处光子的能量，则会产生近红外光谱吸收。在近红外光谱范围内，测量的主要是分子中含氢官能团X－H(X＝C、N、O、S等)振动的倍频及合频吸收。该技术具有方便、快速、高效、准确、成本较低、不破坏样品、不消耗化学试剂、不污染环境等优点，与常规检测方法相比，更适用于在线检测。由于近红外漫透射技术要求光源系统和探测系统是分别位于样品两侧，所以一般很少采用近红外漫透射技术对固体样品进行在线检测和分析。
技术实现思路
本专利技术提供一种能够实现采用近红外漫透射技术对固态样品在传送带上进行在线测量系统，不仅能够实现将样品的位置进行校正，而且还能够实现样品在传输带上进行检测。该系统适用于对固态颗粒样品进行在线的近红外漫透射测量。本专利技术是通过以下技术方案来实现上述技术目的：一种基于近红外漫透射固体物在线检测系统，包括：样品传送系统、光源系统和近红外检测系统；样品传送系统包括：内传送带(12)、外传送带(12’)、第一转动轴(13)，以及第二转动轴(13’)，内传送带(12)和外传送带(12’)均套在位于且内部两端的第一转动轴(13)以及第二转动轴(13’)上，内传送带(12)和外传送带(12’)之间有一定的间隙，样品(6)位于内传送带(12)或外传送带(12’)上方，两个传送带有相同的转动轴带动，保证了两个传送带的移动速度相同；光源系统包括光源(10)、电源(11)、准直透镜(9)和狭缝(8)，光源(10)、准直透镜(9)和狭缝(8)设置在内传送带(12)内部，电源(11)给光源(10)供电；近红外检测系统包括发射器(19)、探测器(7)、收集透镜(5)、光谱仪(2)以及微处理器(1)，发射器(19)和探测器(7)分别位于样品(6)传输方向的两侧，且相对设置；发射器(19)发射的信号被样品(6)阻挡，改变了探测器(7)的信号，探测器(7)发送信号触发光谱仪(2)进行探测，光源(10)发出近红外光(14)通过准直透镜(9)准直，然后经过狭缝(8)改变近红外光(14)光束大小，使光束大小与两传送带(12，12’)之间狭缝相互匹配，近红外光(14)通过狭缝照射样品(6)产生近红外光谱(15)，近红外光谱(15)经过收集透镜(5)耦合至光谱仪(2)，微处理器(1)对近红外光谱(15)进行分析。作为优化的技术方案，该基于近红外漫透射固体物在线检测系统还包括样品位置校正系统，样品(6)位于校正系统位于内传送带(12)或外传送带(12’)上方，包括分别位于样品(6)传送方向两侧的第一校正固定架(16)和第二校正固定架(16’)，第一校正固定架(16)的内侧交错设有第一校正齿(17)和第一校正谷(18)，第二校正固定架(16’)的内侧交错设有第二校正齿(17’)和第二校正谷(18’)，第一校正齿(17)和第二校正齿(17’)的顶端之间的距离与样品(6)相关，第一校正齿(17)和第二校正齿(17’)的顶端形成直线之间的距离大于样品(6)的尺寸，小于样品(6)所在传送带的尺寸。作为优化的技术方案，第一校正齿(17)和第二校正齿(17’)呈抛物线型，校正谷为相邻的两个相隔一定距离设置的校正齿之间形成的凹槽。作为优化的技术方案，第一校正齿(17)和第二校正齿(17’)错开安装。作为优化的技术方案，光源系统还包括相连接的光纤头(4)和光纤(3)，所述光纤头(4)与收集透镜(5)连接，光纤(3)另一端与光谱仪(2)连接，近红外光谱(15)经过收集透镜(5)和光纤头(4)耦合至光纤(3)，通过光纤(3)传输至光谱仪(2)。作为优化的技术方案，发射器(19)和探测器(7)分别固定在第一校正固定架(16)和第二校正固定架(16’)上。该近红外检测系统，既可以通过光纤(3)将光谱信号传输至光谱仪(2)，也可以不使用光纤，直接将光谱信号耦合至光谱仪(2)。作为优化的技术方案，光源系统和近红外检测系统，两者在传送带(12，12’)的两侧的位置可互调。作为优化的技术方案，狭缝(8)位于准直透镜(9)正前方，狭缝(8)的大小与两传送带(12，12’)之间的间隙有关。本专利技术的与现有技术相比，具有以下有益效果：针对一种基于近红外漫透射固体物在线检测系统的研究，本专利技术提供一种能够实现对固体颗粒物样品在线检测系统，实现了样品位置的自动校正，为采用近红外光谱技术进行精确定位测量提供一种手段。光源系统采用狭缝，实现了光源对样品的精确照射，同时减弱了其它因素对光谱的影响。该专利技术采用了两个共轴传送带，通过两者之间的间隙对样品进行检测，实现了样品的近红外漫透射的在线检测。该专利技术的实施可以拓宽近红外漫透射在线检测应用范围。附图说明图1为本专利技术一种基于近红外漫透射固体物在线检测系统原理图；图2为一种基于近红外漫透射固体物在线检测系统原理辅助图；图3为一种基于近红外漫透射固体物在线检测系统校正系统原理图；图4为一种基于近红外漫透射固体物在线检测系统采集水稻的近红外光谱；图5为一种基于近红外漫透射固体物在线检测系统采集玉米的近红外光谱；图6为一种基于近红外漫透射固体物在线检测系统采集诺氟沙星胶囊的近红外光谱图7为一种基于近红外漫透射固体物在线检测系统采集大豆的近红外光谱；具体实施方式为使对本专利技术的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：本专利技术提供的一种基于近红外漫透射固体物在线检测系统可以实现样品在线检测案例。如图1、图2和图3所示，一种基于近红外漫透射固体物在线检测系统，包括：样品传送系统、样品位置校正系统、光源系统和近红外检测系统。样品传送系统包括：内传送带12、外传送带12’、第一转动轴13，以及第二转动轴13’，内传送带12和外传送带12’均套在位于且内部两端的第一转动轴13以及第二转动轴13’上，内传送带12和外传送带12’之间有一定的间隙，间隙的大小与样品尺寸有关。样品位置校正系统位于内传送带12和外传送带12’上方，包括分别位于样品6传送方向两侧的第一校正固定架16和第二校正固定架16’，第一校正固定架16的内侧交错设有第一校正齿17和第一校正谷18，第二校正固定架16’的内侧交错设有第二校正齿17’和第二校正谷18’，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于近红外漫透射固体物在线检测系统，其特征在于：包括：样品传送系统、光源系统和近红外检测系统；样品传送系统包括：内传送带(12)、外传送带(12，)、第一转动轴(13)，以及第二转动轴(13，)，内传送带(12)和外传送带(12，)均套在位于其内部两端的第一转动轴(13)以及第二转动轴(13，)上，内传送带(12)和外传送带(12，)之间有一定的间隙，样品(6)位于内传送带(12)或外传送带(12，)上方；光源系统包括光源(10)、电源(11)、准直透镜(9)和狭缝(8)，光源(10)、准直透镜(9)和狭缝(8)设置在内传送带(12)内部，电源(11)给光源(10)供电；近红外检测系统包括发射器(19)、探测器(7)、收集透镜(5)、光谱仪(2)以及微处理器(1)，发射器(19)和探测器(7)分别位于样品(6)传输方向的两侧，且相对设置；发射器(19)发射的信号被样品(6)阻挡，改变了探测器(7)的信号，探测器(7)发送信号触发光谱仪(2)进行探测，光源(10)发出近红外光(14)通过准直透镜(9)准直，然后经过狭缝(8)改变近红外光(14)光束大小，使光束大小与两传送带(12，12，)之间狭缝相互匹配，近红外光(14)通过狭缝照射样品(6)产生近红外光谱(15)，近红外光谱(15)经过收集透镜(5)耦合至光谱仪(2)，微处理器(1)对近红外光谱(15)进行分析。...

【技术特征摘要】
1.一种基于近红外漫透射固体物在线检测系统，其特征在于：包括：样品传送系统、光源系统和近红外检测系统；样品传送系统包括：内传送带(12)、外传送带(12，)、第一转动轴(13)，以及第二转动轴(13，)，内传送带(12)和外传送带(12，)均套在位于其内部两端的第一转动轴(13)以及第二转动轴(13，)上，内传送带(12)和外传送带(12，)之间有一定的间隙，样品(6)位于内传送带(12)或外传送带(12，)上方；光源系统包括光源(10)、电源(11)、准直透镜(9)和狭缝(8)，光源(10)、准直透镜(9)和狭缝(8)设置在内传送带(12)内部，电源(11)给光源(10)供电；近红外检测系统包括发射器(19)、探测器(7)、收集透镜(5)、光谱仪(2)以及微处理器(1)，发射器(19)和探测器(7)分别位于样品(6)传输方向的两侧，且相对设置；发射器(19)发射的信号被样品(6)阻挡，改变了探测器(7)的信号，探测器(7)发送信号触发光谱仪(2)进行探测，光源(10)发出近红外光(14)通过准直透镜(9)准直，然后经过狭缝(8)改变近红外光(14)光束大小，使光束大小与两传送带(12，12，)之间狭缝相互匹配，近红外光(14)通过狭缝照射样品(6)产生近红外光谱(15)，近红外光谱(15)经过收集透镜(5)耦合至光谱仪(2)，微处理器(1)对近红外光谱(15)进行分析。2.根据权利要求1所述的一种基于近红外漫透射固体物在线检测系统，其特征在于：还包括样品位置校正系统，样品位置校正系统位于内传送带(12)或外传送带(12，)上方，包括分别位于样品(6)传送方向两侧的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琦，吴跃进，刘晶，范爽，林晏清，刘斌美，余立祥，倪晓宇，周子军，杨阳，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34