[发明专利]微型近红外探头控温装置以及温度控制方法

说明书

本发明涉及一种微型近红外探头控温装置以及温度控制方法。该控温装置包括冷却套，冷却套上设置有进气口，进气口处连接有涡流管，涡流管和空气压缩机相连接，冷却套上还设置有排气孔。本发明还公开了一种温度控制方法。本发明能够直接控制微型近红外探头外部环境温度，使得微型近红外探头能够在稳定的特定温度范围内工作，从而提高其检测准确度。

技术领域

本发明涉及光谱仪技术领域，尤其是指一种微型近红外探头控温装置以及温度控制方法。

背景技术

近红外光谱产生于分子振动对光的吸收，主要由分子振动的基态向高能态跃迁产生。近红外光谱不仅携带了结构、官能团等分子本身的特征信息，还包含了诸如氢键等分子内和分子间作用力的信息。然而，这些作用力本身容易受到温度等外界条件的影响。温度的变化会导致分子内和分子间作用力的变化，进而影响分子的振动模式。因此，近红外光谱对温度变化较为敏感，这使得近红外光谱的应用受到了一定限制。

近红外光谱分析仪是利用样品对不同波长的近红外光的吸收特性来对样品进行分析的仪器。研究表明，温度的变化会产生振动光谱的偏移，使得特定温度下近红外光谱的测量结果仅适用于该温度下样品的品质分析，一旦近红外光谱分析仪的近红外探头周围的温度偏离特定温度，就会影响样品的品质测量结果。

为了克服在线应用时温度对光谱的影响，常采用温度修正方法，如化学计量学方法、全局隐含或显式温度补偿、去除对温度敏感的波长等。化学计量学方法适用于含水量较大的样品，具有局限性；全局隐含或温度补偿方法在建模时需要测量不同温度下的光谱及样品实测值，加大了工作量；去除对温度敏感的波长会降低模型的精度。因此，现有的上述方法虽然在特定的条件下可以对温度产生的影响进行修正，但都存在一定的缺陷。

以制药领域中的一步制粒工段为例，当运行至干燥工序时，样品-物料温度最高可达到70～75℃，远超过探头的运行温度(-20～40℃，非凝结)，此时，现有的上述温度修正方法已不再适用。

综上，温度对近红外光谱分析仪的微型近红外探头的测量具有较大的影响，但是现有技术无法通过外部控制方法从根本上消除温度对光谱的影响，微型近红外探头在实际测量时易因周围温度过高而导致检测准确度较差，因此，现有技术无法有效保证微型近红外探头在特定温度区间内稳定工作，无法满足检测需求。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中无法使得微型近红外探头始终在特定温度区间内稳定工作的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种微型近红外探头控温装置，包括冷却套，所述冷却套上设置有进气口，所述进气口处连接有涡流管，所述涡流管和空气压缩机相连接，所述冷却套上还设置有排气孔。

在本发明的一个实施例中，所述涡流管和所述进气口通过螺纹连接。

在本发明的一个实施例中，所述涡流管的中部设置有空气进口，所述涡流管的两端分别为冷空气出口和热空气出口，所述冷空气出口和所述冷却套的所述进气口相连通。

在本发明的一个实施例中，所述冷却套上设置有多个所述排气孔，多个所述排气孔呈矩形阵列或环形阵列排布。

在本发明的一个实施例中，所述冷却套的外壁向外凸出形成凸块，所述排气孔设置在所述凸块上。

在本发明的一个实施例中，所述排气孔为斜孔。

在本发明的一个实施例中，所述排气孔呈圆形或椭圆形。

一种利用上述任一项所述的控温装置对微型近红外探头进行温度控制的方法，将微型近红外探头安装在一步制粒机的罐体外壁上，并根据一步制粒机的罐体内部温度来调节空气压缩机输出至涡流管的输出压力而使得红外探头周围温度得以下降。

在本发明的一个实施例中，空气压缩机输出至涡流管的输出压力Pt，由以下公式计算得到：