[发明专利]一种便携式近红外光谱检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及红外光谱检测技术领域，具体涉及一种便携式近红外光谱检 测系统。

背景技术

近红外光谱分析技术(NearInfrared，NIR)是介于可见光(Vis)和中 红外(MIR)之间的电磁辐射波，美国材料检测协会(ASTM)将近红外光 谱区定义为780-2526nm的区域，是人类在吸收光谱中发现的第一个非可见 光区。近红外光谱区与有机分子中含氢基团(OH、NH、CH)振动的合频和 各级倍频的吸收区一致，通过扫描样品的近红外光谱，可以得到样品中有机 分子含氢基团的特征信息，而且利用近红外光谱技术分析样品具有方便、快 速、高效、准确和成本较低，不破坏样品，不消耗化学试剂，不污染环境等 优点，因此该技术受到越来越多人的青睐。

由于技术水平的限制及检测标准的严格，为保证检测质量，国内外常见 的近红外检测设备受傅里叶变换技术的时间、及位移影响较大。同时近红外 的分光系统需要较大空间，故设备及产品的体积及重量无法变小，大多呈现 体积大、重量大、成本高、应用场景局限等缺点。

随着科学技术的不断发展，针对粉末状样品(如：奶粉、毒品等)的实 时现场检测，国内外陆续出现了便携式近红外检测设备。设备由：采集窗口、 光源、分光系统、检测器、操作程序及供电系统组成。其中：采集窗口采用 光纤、光源采用卤钨灯、分光系统采用光栅或积分球、检测器采用CCD、 操作系统采用嵌入式LINUX、供电系统采用如锂电池或移动电源等。从客 户的角度来说，近红外检测设备解决的问题在于在不破坏样品的情况下进行 样品定性及定量的无损检测，如奶粉，定性无损检测的目的在于知道此样品 的产地及品牌，起到溯源追踪及样品真假的作用。定量无损检测的目的在于 知道此样品的各种元素含量，如蛋白质、脂肪、氨基酸等，但现有技术中的 针对粉末状样品检测的便携式近红外检测设备仍存在以下问题：1、粉末状 样品具有特殊性，在光谱采集时由于光纤探头接触面较小，不能采集到具有 代表性的样品信息；2、针对定性分析及检测，目前国内外同类型设备精度 较低，造成检测结果与实际结果误差较大；3、现有技术中的便携式近红外 检测设备检测结果仍不稳定，造成结果无可用性；4、由于近红外检测设备 在使用前必须校准，校准的原理在于根据设备的不同属性及精度，对自然光 强进行采集，并用校准模块采集最大吸收率，以确定积分时间，但现有便携 式近红外检测设备由于自然光的因素，造成校准的不确定性因素靠谱较多， 无法准确获取检测结果。

由此可见，能否针对现有技术中的不足，提供一种精度更高、价格便宜、 体积较小、重量较轻、持续工作时间更长、用户体验感更强的新型基于粉末 状样品的便携式近红外检测设备，成为本领域技术人员亟待解决的技术问 题。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种便携式近红外光谱检测系统， 能够有效实现粉末状样品的红外光谱检测，进行定性和定量分析，操作简单， 测定快速，测定结果准确可靠。

为了达到上述技术效果，本发明包括以下技术方案：

一种便携式近红外光谱检测系统，包括壳体、设置在壳体上的采集窗口、 依次安装在壳体内且与所述采集窗口位于同一直线上的采集窗口、检测光 源、分光装置和检测器，所述壳体内还安装有转换器和供电装置，所述检测 器的输出端与所述转换器的输入端连接，所述供电装置分别与检测光源、检 测器和转换器连接；还包括样品池，所述样品池安装在所述采集窗口上，所 述样品池包括采样件和固定座，所述采样件内设有腔室，且一端设置有开口， 另一端活动连接在固定座内，所述固定座固定安装在采集窗口上；所述分光 装置为线性渐变滤光片。

进一步的，所述采样件呈圆柱体，所述开口上设置有活塞；所述壳体上 活动连接有盖体，所述盖体罩设在所述样品池外。

所述检测光源照射所述采样件内的样品经慢反射得到光信号，所述光信 号进入线性渐变滤光片经色散得到光束，所述检测器接收所述光束经转换得 到电信号，并将所述电信号输出至转换器，所述转换器将接收的所述电信号 转换为光谱数据后输出。