[实用新型]便携式近红外分析仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及粮食、食品成分及含量分析技术领域，具体涉及一种便携式近红外分析仪。

背景技术

在测量谷物成分及含量时，通常采用物理方法或化学方法进行检测，这两种方法都需要破坏样本，且容易造成环境污染，为弥补这一缺陷，国内外已经相继开发出了许多检测仪器，如远红外、中红外、近红外光谱检测仪等，通过监测红外光照射下样本粒子产生的振动光谱，分析确定谷物成分及含量，具有不破坏样品，不用试剂，不污染环境，便于操作等特点，现已广泛应用于食品检测领域。

目前近红外分析仪器大多采用卤素灯单探测器系统，结构脆弱，不适宜频繁搬运及颠簸，且使用前需经过长时间预热才能达到稳定性要求，不能满足测量谷物成分及含量的需求。

实用新型内容

为了解决现有采用卤素灯单探测器系统的近红外分析仪器存在的结构脆弱、稳定性差的问题，本实用新型提供一种便携式近红外分析仪。

本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下：

便携式近红外分析仪，包括：

上位机，与上位机电连接的控制器，分别与控制器电连接的LED光源组、放大器和A/D转换器，设置在LED光源组后端并用于接收LED光源组的窄波段光的分光镜，与放大器电连接并用于接收分光镜的反射光的第一探测器，设置在分光镜后端并用于接收分光镜的透射光的样品盘，靠近样品盘设置并与放大器电连接的第二探测器，所述放大器与A/D转换器电连接；

所述控制器按照上位机的光源开启指令开启LED光源组中的一个LED灯，该LED灯的窄波段光被分光镜分解成反射光和透射光，第一探测器将接收到的反射光信号转换为弱电信号传递给放大器，再经过放大器的运算放大后传入A/D转换器中，A/D转换器将模拟信号转换成数字信号传递给控制器，通过上位机读取数据；透射光对样品盘中的样品进行透射，第二探测器全面接收携带样品信息的光谱弱信号并将其转换为电信号，再经过放大器的运算放大后传入A/D转换器中，A/D转换器将模拟信号转换为数字信号传递给控制器，通过上位机读取数据；每开启一个LED灯测量一次并得到相应的两个光谱数据，依次开启LED光源组中的所有LED灯进行测量并得到相应的光谱数据，利用上位机中的光谱处理分析软件对读取到的所有光谱数据进行对比分析实现样品的定量分析。

所述LED光源组采用四个中心波长分别为930nm、950nm、970nm、990nm的LED灯并联。

所述第一探测器和第二探测器均采用硅探测器。

所述放大器采用MCP6S22芯片。

所述A/D转换器采用ADS1118芯片。

所述控制器采用STM32F103ZET6芯片，控制器接收上位机的控制指令对光谱数据进行采集、对比及测量。

该便携式近红外分析仪还包括分别与所述样品盘和控制器电连接的电机，所述控制器接收上位机的电机启动指令启动电机，电机在控制器的实时调控下精确运行，同时带动样品盘匀速转动。

所述电机采用35BYGH28步进电机。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用LED光源组作为光源，LED灯光谱波段范围较窄，发出的光为窄波段光，对后续单色光路系统的要求大大降低，极大精简了仪器的结构和体积，结构轻便且功耗小；

2、本实用新型采用双光路探测系统，通过实时对比通过上位机采集的两路光谱数据，可以同步消除由于测量环境、条件及温度等客观条件变化所引起的测量误差，同时省去了预测量阶段的基线测量及背景光谱校正步骤，使测量过程具有更高的实时性和便利性，进而得到更为准确的测量结果；

3、本实用新型通过控制器实时监测，并接收上位机的控制指令，有效避免了误动作问题；

4、本实用新型的分析仪是一台智能化高精密分析仪器，可同时定量定性分析多种成分，透射深度大，可通过玻璃或石英等介质而不易被吸收等特点，尤其对谷物粮油等关系民生的重点行业提供了坚实可靠的检测支持。

附图说明

图1为本实用新型的便携式近红外分析仪的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。