便携式谷物品质无损检测仪制造技术

本发明专利技术实施例提供一种便携式谷物品质无损检测仪，光源单元与光谱采集单元同侧上下设置，且光谱采集单元中的准直透镜与光源单元中环形光源反光杯呈同轴关系，光谱采集单元壳体底部面与底座壳体顶端面距离为物料盒高度，确保物料盒放入两者之间可以形成一个暗室，保证光谱仪采集到的光谱信息为真实的谷物内部品质信息；并且主壳体、光谱采集单元壳体和底座壳体为装配关系，互为独立，便于维修和更换内部损坏部件；最终采集到的信息为漫透射和漫反射信息，采用漫透射光补偿作为光谱分析的方法有较好的精度和稳定性，相比现有技术具有明显的缩小，装置维护方便，物料盒放入检测位置后，单手便可完成检测。

【技术实现步骤摘要】
便携式谷物品质无损检测仪
本专利技术实施例涉及农产品检测
，更具体地，涉及一种便携式谷物品质无损检测仪。
技术介绍
随着我国经济的发展，谷物食用品质越来越受到人们的关注。由于谷物品质的质量直接关联到口感与后期加工的质量，因此我国优质稻谷质量标准中已经将直链淀粉、蛋白质等含量列为评定稻谷质量等级的指标之一。现有可用于检测谷物品质的检测仪在原理上主要分为反射和透射两种，以反射原理为检测对象所研制的检测仪往往体积较大，由于光线是直射到谷物表面并再返回光谱仪中，光谱仪采集到的样品信息包含镜面反射的光，获取的光谱信息不能代表真实的样品信息，为了获取更多信息，一般会对光源的功率需求显著增加，从而导致体积较大且价格昂贵；而以透射原理为检测对象所研制的检测仪虽然可以良好的反应谷物内部的品质，由于光的穿透能力在近红外长波波段较弱，因此装置一般使用可见-近红外短波段作为光谱分析，但由于谷物品质相关的检测指标主要吸收波段位于近红外长波波段，因此使用可见-近红外短波波段检测时，在检测结果精准性和误差方面与使用近红外长波波段进行检测相比会存在不足，因此在后期对光谱处理及模型建立上需要花费时间，并且以透射原理进行检测时需要多次填装物料盒或上下左右移动对不同位置的谷物进行光谱采集，比较费时耗力。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种便携式谷物品质无损检测仪。本专利技术实施例提供一种便携式谷物品质无损检测仪，包括光源单元、物料盒、光谱采集单元和信息处理单元；所述物料盒在检测状态下，置于所述光源单元预所述光谱采集单元间；所述光谱采集单元电连接所述信息处理单元；所述物料盒用于容置待检测谷物，并将所述待检测谷物放置所述光源单元与所述光谱采集单元之间；所述光源单元包括灯珠与反光杯，所述灯珠用于产生检测光，所述反光杯用于将未直射至所述物料盒的所述检测光反射至所述物料盒，提高所述检测光的利用率；所述光谱采集单元包括光谱仪、准直透镜和光补偿杯，所述准直透镜、所述反光杯与所述光补偿杯同轴；所述检测光透射待检测谷物后产生漫透射光，所述漫透射光经所述光补偿杯反射至待检测谷物，经所述待检测谷物表面漫反射后产生漫反射光，所述准直透镜用于将所述漫透射光和所述漫反射光汇聚至所述光谱仪；所述信息处理单元用于根据所述漫反射光和所述漫透射光获取所述待检测谷物的品质检测信息。本专利技术实施例提出了一种便携式谷物品质无损检测仪，光源单元与光谱采集单元同侧上下设置，且光谱采集单元中的准直透镜与光源单元中环形光源反光杯呈同轴关系，光谱采集单元壳体底部面与底座壳体顶端面距离为物料盒高度，确保物料盒放入两者之间可以形成一个暗室，保证光谱仪采集到的光谱信息为真实的谷物内部品质信息；并且主壳体、光谱采集单元壳体和底座壳体为装配关系，互为独立，便于维修和更换内部损坏部件；最终采集到的信息为漫透射和漫反射信息，采用漫透射光补偿作为光谱分析的方法有较好的精度和稳定性，相比现有技术具有明显的缩小，装置维护方便，物料盒放入检测位置后，单手便可完成检测。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据本专利技术实施例的便携式谷物品质无损检测仪示意图；图2为根据本专利技术实施例的光线在谷物内部的扩散示意图；图3为根据本专利技术实施例的前壳体结构示意图；图4为根据本专利技术实施例的后壳体结构示意图；图5为根据本专利技术实施例的光谱采集单元结构示意图，其中(a)为光谱采集单元剖视图，(b)为光谱采集单元整体结构示意图；图6为根据本专利技术实施例的光源单元结构示意图；图7为根据本专利技术实施例的物料盒结构示意图，其中(a)为物料盒爆炸图，(b)为物料盒剖视图；图8为根据本专利技术实施例的参考盒结构示意图，其中(a)为参考盒爆炸图，(b)为参考盒剖视图。附图标记：前壳体101，按键组102，显示屏103，单片机104，稳压板105，第一凹槽106，第一凸槽107，风扇108，第一通风孔109，第一定位挡板110，光源第一出线孔111，连接轴112，电池113，信息处理单元开关114，后壳体201，栅格通孔202，定量模型处理器203，DC充电接口204，底部栅格205，光源开关206，定位孔207，第二通风孔208，第二定位挡板209，光源第二出线孔210，第二凸槽211，第二凹槽212，第二壳体301，顶盖302，光谱仪303，光补偿杯304，准直透镜305，第一定位块306，散热孔307，数据孔308，第三壳体401，第二定位块402，环形反光杯403，取电孔404，底盖405，灯珠406，盒体501，上石英玻璃502，下石英玻璃503，参考盒601，石英玻璃602，白参考603。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。现有可用于检测谷物品质的检测仪在原理上主要分为反射和透射两种，并且体积较大，价格昂贵。以反射原理为检测对象所研制的检测仪往往体积较大，由于光线是直射到谷物表面并再返回光谱仪中，光谱仪采集到的样品信息包含镜面反射的光，获取的光谱信息不能代表真实的样品信息，为了获取更多信息，一般会对光源的功率需求显著增加。而以透射原理为检测对象所研制的检测仪虽然可以良好的反应谷物内部的品质，由于光的穿透能力在近红外长波波段较弱，因此装置一般使用可见-近红外短波段作为光谱分析，但由于谷物品质相关的检测指标主要吸收波段位于近红外长波波段，因此使用可见-近红外短波波段检测时，在检测结果精准性和误差方面与使用近红外长波波段进行检测相比会存在不足，因此在后期对光谱处理及模型建立上需要花费时间，并且以透射原理进行检测时需要多次填装物料盒或上下左右移动对不同位置的谷物进行光谱采集，比较费时耗力。由于现有的单一检测方法在检测结果精准性和误差方面存在不足，因此本专利技术各实施例针对在采集到的信息为漫透射和漫反射信息，采用漫透射光补偿作为光谱分析的方法有较好的精度和稳定性。以下将通过多个实施例进行展开说明和介绍。图1为本专利技术实施例提供的便携式谷物品质无损检测仪，包括光源单元、物料盒、光谱采集单元和信息处理单元；所述物料盒在检测状态下，置于所述光源单元预所述光谱采集单元间；所述光谱采集单元电连接所述信息处理单元；所述物料盒用于容置待检测谷物，并将所述待检测谷物放置所述光源单元与所述光谱采集单元之间；所述光源单元包括灯珠406与反光杯，所述灯珠406用于产生检测光，所述反光杯用于将未直射至所述物料盒的所述检测光反射至所述物料盒，提高所述检测光的利用率；所述光谱采集单元包括光谱仪303、准直透镜305和光补偿杯304，所述准直透镜305、所述反光杯与所述光补偿杯304同轴；所述检测光透射待检测谷物后产生漫透射光，所述漫透射光经所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式谷物品质无损检测仪，其特征在于，包括光源单元、物料盒、光谱采集单元和信息处理单元；所述物料盒在检测状态下，置于所述光源单元预所述光谱采集单元间；所述光谱采集单元电连接所述信息处理单元；所述物料盒用于容置待检测谷物，并将所述待检测谷物放置所述光源单元与所述光谱采集单元之间；所述光源单元包括灯珠与反光杯，所述灯珠用于产生检测光，所述反光杯用于将未直射至所述物料盒的所述检测光反射至所述物料盒，提高所述检测光的利用率；所述光谱采集单元包括光谱仪、准直透镜和光补偿杯，所述准直透镜、所述反光杯与所述光补偿杯同轴；所述检测光透射待检测谷物后产生漫透射光，所述漫透射光经所述光补偿杯反射至待检测谷物，经所述待检测谷物表面漫反射后产生漫反射光，所述准直透镜用于将所述漫透射光和所述漫反射光汇聚至所述光谱仪；所述信息处理单元用于根据所述漫反射光和所述漫透射光获取所述待检测谷物的品质检测信息。

【技术特征摘要】
1.一种便携式谷物品质无损检测仪，其特征在于，包括光源单元、物料盒、光谱采集单元和信息处理单元；所述物料盒在检测状态下，置于所述光源单元预所述光谱采集单元间；所述光谱采集单元电连接所述信息处理单元；所述物料盒用于容置待检测谷物，并将所述待检测谷物放置所述光源单元与所述光谱采集单元之间；所述光源单元包括灯珠与反光杯，所述灯珠用于产生检测光，所述反光杯用于将未直射至所述物料盒的所述检测光反射至所述物料盒，提高所述检测光的利用率；所述光谱采集单元包括光谱仪、准直透镜和光补偿杯，所述准直透镜、所述反光杯与所述光补偿杯同轴；所述检测光透射待检测谷物后产生漫透射光，所述漫透射光经所述光补偿杯反射至待检测谷物，经所述待检测谷物表面漫反射后产生漫反射光，所述准直透镜用于将所述漫透射光和所述漫反射光汇聚至所述光谱仪；所述信息处理单元用于根据所述漫反射光和所述漫透射光获取所述待检测谷物的品质检测信息。2.根据权利要求1所述的便携式谷物品质无损检测仪，其特征在于，所述信息处理单元包括第一壳体以及设于所述第一壳体内部的信息处理器；所述第一壳体上设有按键组和显示屏，所述按键组和所述显示屏电连接所述信息处理器，所述第一壳体上还设有第一定位挡板和第二定位挡板，所述第一定位挡板与所述第二定位挡板间形成定位槽。3.根据权利要求2所述的便携式谷物品质无损检测仪，其特征在于，所述信息处理器包括电池、稳压板、单片机和定量模型处理器；所述电池设于所述第一壳体底部，所述单片机和所述稳压板并排设于所述电池顶部，所述单片机和所述定量模型处理器通过稳压板连接所述电池，所述定量模型处理器内预设有品质检测模型。4.根据权利要求2所述的便携式谷物品...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永玉，刘亚超，彭彦昆，李龙，闫帅，丁继刚，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11