用于取样散装物料的光谱探头以及配备该探头的用于取样的自动取样器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于取样散装物料的光谱探头以及用于取样散装物料的自动取样器，其允许直接获取待取样材料的成分参数，避免需要在经过培训的专业人员的观察和分析下在外部检查的样品的提取和转移，从而优化操作了时间并降低了相关成本。

Spectrum probe for sampling bulk materials and automatic sampler for sampling equipped with the probe

The invention relates to a spectral probe for sampling bulk materials and an automatic sampler for sampling bulk materials, which allows direct acquisition of the component parameters of the materials to be sampled, avoids the extraction and transfer of samples requiring external inspection under the observation and analysis of trained professionals, so as to optimize the operation time and reduce the related costs.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于取样散装物料的光谱探头以及配备该探头的用于取样的自动取样器
本专利技术涉及用于散装物料，例如收获后的谷物，取样的仪器、设备或装置的领域，且更具体地本专利技术涉及一种用于在存放散装物料的相同位置处，如筒仓、卡车或运输货车，直接取样的散装物料的质量和组成参数的光谱探头和自动取样器，无需对必须转移至远处装置进行检查和评估的样品进行取样。在本说明书中以示例性的方式参照了谷物的取样，这并不意味着本专利技术仅限于此，而是可以对不同类型的散装物料进行取样，可以独立地或者与用于该散装物料取样或处理的其他仪器、装置或者相关设备联合进行。
技术介绍
收获后的散装物料的取样是众所周知的，并且在商业化之前熟悉，例如谷物，的状况是已知的基本实践。为了进行取样，所使用的方法将取决于将谷物运输至筒仓或航运港的车辆或装置的类型。在这些方法中，可以找到以下方法：麻袋装的谷物的取样、探头取样、通过腾空麻袋进行取样、散装谷物的取样、静止状态下的产品取样、运动中产品的取样、椎体法、还有许多其他的方法。在所有情况下，含水率测量和相应的质量分析将在最终的样品上进行。关于静止状态下的谷物取样，通常谷物由卡车/货车运输至检验车间以便利用自动探头取样器进行取样。考虑到操作员对每辆货车逐一进行人工取样不仅低效危险而且难以实现，并且卡车队列延绵不绝，故采用自动取样器，所述自动取样器为由操控室远程操控的探头，探头多次插入至卡车负载中的不同位置，均位于底架中以及在拖车中，以进行取样。一旦探头插入至卡车或者货车的底架/拖车中存放的谷物中，沿着整个探头设置的多个管嘴自动开启以使得样品在重力的作用下进入。通常来说，在顶部、中部和底部取样，收集的样品通过本领域公知的气动装置输送至收料床，被多个部分(上部、中部、下部和底部管嘴)分隔。这样，受过训练的操作员执行“商业的”视觉质量控制，这是一种没有执行样品组成分析的物理分析。为了进行谷物的组成分析，应人工挑选一些样品，制作成组并用于在工作台面光谱仪(countertopspectrometer)中进行后续处理。通过这最后一道工序，获得被取作样品的谷物组成的参数，将结果与标准参数进行比对以了解它们是否适合商业化。尽管，传统自动取样的正常操作耗时大约2到3分钟每辆卡车/货车，取决于工厂和操作员，但如果执行谷物的组成分析(蛋白质、水分、脂肪)这段时间将会变得更长。这导致了更长的操作时间，额外的成本，并且需要严格依靠专员人员进行分析。不仅如此，取决于操作员对组的组合，样品将不具有100％的代表性，将产生主观性和处理成本。由于上述原因，建议采用新的用于散装物料取样的装置、仪器或取样器，以直接知晓组成参数，无需对需要转移的样品进行取样，不会产生额外的时间或处理错误。
技术实现思路
因此本专利技术的一个目的在于提供一种具有取样模块的光谱探头，所述取样模块以一种允许直接获取散装物料的组成参数的形式配备或安装在所述探头上，而无需进行该材料的取样。本专利技术的另一个目的在于提供一种光谱探头，所述光谱探头可以显著地减少操作时间以及相关成本。本专利技术的再一个目的在于提供一种取样模块，所述取样模块直接使用光谱仪操作以进行谷物或散装物料的组成分析。本专利技术的又一个目的在于提供一种光谱探头，所述光谱探头进行非侵入性的、非破坏性的以及无害化的取样，不使用试剂或者不会生成化学残留物。本专利技术的又一个目的在于提供一种同步自动操作，实时地，具有在散装物料上进行的取样过程。本专利技术的又一个目的在于提供一种取样模块，其能够与设置有多个用于取样的管嘴的探头或者不设置管嘴的探头协同操作。本专利技术的又一个目的在于提供一种用于取样散装物料的光谱探头，其直接进行取样，无需取样之后送至外部建筑物。本专利技术还有一个目的在于提供一种用于散装物料取样的光谱探头，其包括至少一个取样模块，所述取样模块安装在所述探头的任一部分上，所述取样模块由具有至少一个前壁的壳体构成，所述前壁具有透明的检查窗口，所述壳体还具有电容传感器，所述电容传感器突出至壳体外部以接触大部分待取样的散装物料，且所述壳体中设置有至少一个光学取样传感器，所述光学取样传感器根据读取路径朝向所述检查窗口，所述光学取样传感器可操作地连接至远程控制面板。本专利技术的又一个目的在于提供一种用于散装物料取样的配备有光谱探头的自动取样器，其包括由关节臂驱动的所述探头，所述探头具有多个用于取样的管嘴，所述管嘴位于探头的至少一个上部、中部和下部，关节臂通过其一端固定到具有垂直支撑的立柱上，此外，所述关节臂由气缸/电动-气动缸/液压缸驱动，气缸/电动-气动缸/液压缸的一端固定于所述垂直支撑的底座上，与第一个端部相对的另一端固定在所述关节臂上。附图说明为了更加明晰和理解本专利技术的目的，在多张附图中进行了说明，附图中示出了本专利技术的一个优选的实施例，所有附图都是作为示例，其中：图1展示了用于散装物料取样的检验车间的说明性示意图，其中可以观察到本专利技术的具有光谱探头的自动取样器，其位于大量散装物料中，所述大量散装物料盛放于载重车辆，如载重车箱、铁路货车的拖车中；图2为本专利技术的采样模块的侧剖视图；及图3为本专利技术各部件间的连接示意图。具体实施方式现在参考附图，可以看出本专利技术包含新型的光谱探头和用于取样散装物料的自动取样器，其中探头允许直接获得大量物料的组成中关注的参数信息，例如蛋白质，水分，脂肪和其他物质，避免将待检测样品转移到外部由训练有素的专业人员观察和检测，因此优化操作时间并降低相关成本。需要强调的是，当提及“取样”操作时，应理解为与
相关的任何类型的光学采样参数、扫描和分析的取样，而不一定意味着采集和提取物料的实物样本。同样的，本专利技术的探头可以在可见光和NIR之间变化的波长下操作，该范围根据每个用户的需要和要求使用。因此，根据图1至图3，本专利技术的自动取样器由整体标记(1)表示并且包括管状臂，所述管状臂可以是也可以不是本专利技术的光谱探头(2)，其由关节臂(3)驱动，所述关节臂(3)通过其一端固定在具有垂直支撑(5)的立柱(4)上。关节臂(3)可以由气缸/电动-气动缸/液压缸(6)驱动，所述气缸/电动-气动缸/液压缸(6)一端固定在所述支撑(5)的底座上，且与第一个端部相对的另一端固定在所述关节臂(3)上，从而允许探头(2)以任意方向和方式自由移动。相应地，探头(2)具有下端(7)和上端(8)。根据本专利技术的一个实施例，探头(2)具有光谱取样模块(16)，其将在下面被引用。根据本专利技术的另一个实施例，探头(2)和采样模块(16)组合在已知的自动取样器中，且所述自动取样器包括具有多根导管(未示出)的部分(14)，每根导管具有单独的用于取样谷物的管嘴(14’)。应该注意的是，取样管嘴(14’)可以位于探头(2)的上部、中部或者下部，由于其为本领域中公知的，因此我们不再探究它们的描述性细节。另一方面，为了实现管嘴或者进气口(14’)的“开启”，探头的内部可以设置由外部马达(未示出)驱动的旋转“C”形半本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于取样散装物料的光谱探头，其特征在于，包括：/n至少一个取样模块，所述取样模块安装在所述探头的一个部分上，取样模块由具有至少一面前壁的壳体构成，所述前壁具有透明的检查窗口，所述壳体还包括电容传感器，所述电容传感器突出至壳体外部用于接触需要取样的大量散装物料，并且在所述壳体内部设置有至少一个光学取样传感器，所述光学取样传感器根据读取路径朝向所述检查窗口，光学取样传感器可操作地连接至远程控制面板。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170210 AR P201701003391.用于取样散装物料的光谱探头，其特征在于，包括：
至少一个取样模块，所述取样模块安装在所述探头的一个部分上，取样模块由具有至少一面前壁的壳体构成，所述前壁具有透明的检查窗口，所述壳体还包括电容传感器，所述电容传感器突出至壳体外部用于接触需要取样的大量散装物料，并且在所述壳体内部设置有至少一个光学取样传感器，所述光学取样传感器根据读取路径朝向所述检查窗口，光学取样传感器可操作地连接至远程控制面板。


2.根据权利要求1所述的光谱探头，其特征在于，所述光学取样传感器包括定义了沿着朝向所述窗口的照明路径的光束的光源，以及大量散装物料的反射光的读取器，其中所述读取器根据所述读取路径定向，所述读取器通过光纤连接至控制面板。


3.根据权利要求1或2所述的光谱探头，其特征在于，所述反射光的读取器为光纤读取器。


4.根据前述权利要求所述的光谱探头，其特征在于，所述光源和所述光纤读取器安装在支撑件上并且在大约35°到45°之间成角度偏移地设置。


5.根据权利要求1或2所述的光谱探头，其特征在于，所述控制面板为光谱仪，同时所述光学传感器为覆盖了所有光谱波段的光学传感器。


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【专利技术属性】
技术研发人员：卡内达·斯塔沃·丹尼尔，
申请(专利权)人：技术科学股份有限公司，约根森工程协会，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES