[发明专利]农产品组织光学特性检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学特性检测装置，尤其涉及一种农产品组织光学特性检测装置。

背景技术

光谱分析技术在农产品品质分析领域的应用已经十分广泛,考虑到农产品形态的多样性和结构的复杂性给定量分析带来的不便,目前它所采用的分析方法多为统计建模,即通过扫描大量样品光谱来建立样品浓度和吸光度之间的相关模型,进而预测未知样品的浓度信息。

Cheong等人在1990年总结了一份测量生物组织光学参数的清单,其中列举了大量的生物组织光学参数测量结果及其相应的测量方法,为后续的研究工作提供了丰富的参考；然而,这些研究的对象大多集中在人体组织或者动物组织,对于农产品生物组织来说目前较少见到相应的报道。所以,我们对农产品生物组织光学参数的检测研究就显得十分重要。

可用于农产品组织光学特性检测的方法主要有：基于连续光源的空间分辨技术和积分球技术。基于连续光源的空间分辨技术采用在适当的组织表面范围内通过光纤或CCD检测器获取漫射光分布的变化情况，然后通过非线性拟合算法推算出组织的光学参数。实用于对农产品的快速无损检测。积分球技术相较空间分辨漫反射技术具有更高的精度，积分球技术包括单积分球和双积分球。

双积分球检测样品时，能同时得到漫反射率Rd、漫透射率Td和准直透射率Tc，通过计算得到样品的光学特性参数。单积分球检测样品时，分步得到漫反射率Rd、漫透射率Td和准直透射率Tc。通过计算得到样品的光学特性参数。

上述两种技术在检测样品的光学特性参数时，光源通常采用激光器，已有激光器的波长数较少，无法获得连续的波长范围内的农产品样品的光学特性参数，如使用单个的连续光源，则由于光源能谱密度的限制，在检测波长范围较宽时，在特定波长范围内的能量密度较小，无法满足检测的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种农产品组织光学特性检测装置，检测光源可在多个光源之间自由切换，通过多个光源之间的互补，在整个连续检测波长范围内光束都有较高的能量密度，能够满足检测的需求，以获取更宽的连续波长范围内的农产品组织光学特性参数。

本发明的技术方案如下：

本发明包括光源装置、U形样品夹、积分球和光谱仪，光源装置、U形样品夹和积分球同轴安装，积分球的检测口的转接球盖通过检测光纤与光谱仪连接，光谱仪与计算机相连；所述的光源装置为光源切换装置，包括步进电机、弹性联轴器、丝杆、滑台、光纤支座、挡板、通光孔、两根导向滑轨、底座和反射式光电开关；两根导向滑轨平行固定在底座上方的两侧，位于两根导向滑轨间的丝杆安装在底座上方，两根导向滑轨与丝杆平行，丝杆的一端通过弹性联轴器与步进电机转轴连接，滑台下底面与丝杆构成螺旋副，滑台下底面与两根导向滑轨构成滑动副，光纤支座固定在滑台上，光纤支座上表面水平且等距安装有多根光源光纤，多根光源光纤与丝杆相垂直，挡板安装在靠近积分球一侧的底座侧面，反射式光电开关固定在挡板上，与光源光纤中心同一水平面的挡板上设有通光孔，通光孔位于丝杆中点对应的位置上，通光孔中心、光源光纤中心与U形样品夹中心位于同一个平面，步进电机与控制系统连接。

所述的控制系统：包括单片机、显示屏、键盘、电机驱动器；显示屏、键盘、反射式光电开关与单片机相连接，单片机通过电机驱动器与步进电机相连。

当测量样品组织总漫反射时，所述U形样品夹紧贴在远离光源切换装置的积分球一侧的样品口侧面。

当测量样品组织总透射时，所述U形样品夹紧贴在靠近光源切换装置的积分球一侧的样品口侧面。

当测量样品组织准直透射时，所述U形样品夹位于光源切换装置和积分球之间。

所述U形样品夹的正反两面中心位置各有一个圆孔，其中一面设有螺孔，U形样品夹的底部设有螺孔。

本发明的有益效果是：

采用基于单片机的控制系统控制光源切换装置在多个光源之间自由切换，通过多个光源之间的互补，在整个连续检测波长范围内光束都有较高的能量密度，能够满足检测的需求，可以获取更宽的连续波长范围内的农产品组织光学特性参数。

附图说明

图1是本发明的结构立体图。

图2是图1光源切换装置结构斜视图。

图3是本发明积分球-U形样品夹-光源切换装置的局部剖面图。

图4是U形样品夹的主视图。

图5是图4的左视图。

图6是图4的俯视图。

图7是控制系统结构框图。

图8是系统工作流程图。

图9是测试总漫反射时的布置图。