CN103528970A - 便携式近红外分析仪中的光路*** - Google Patents

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林新光
朴仁官
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Abstract

便携式近红外分析仪中的光路***，涉及光路***设计领域，解决了现有技术存在的结构脆弱、需长时间预热、无法实时测量的问题，该光路***由LED光源组、用于将LED光源组的窄波段光分解成反射光和入射光的分光镜、用于接收来自分光镜的透射光的样品室、用于接收来自样品室的携带样品信息的光谱弱信号的透射光探测器和用于接收来自分光镜的反射光的反射光探测器组成。本发明采用LED光源组，散热少且不需长时间预热，具有更好的单色性，简化了对后续单色***的要求；通过对比消除而提取出更为准确的实时光谱检测数据，排除了测量条件、环境温度等客观因素对检测结果的干扰，省去了背景光谱的测量及基线光谱的较正，结构轻便且功耗小。

Description

便携式近红外分析仪中的光路***
技术领域
本发明涉及光路***设计技术领域，具体涉及一种便携式近红外分析仪中的光路***。
背景技术
目前，近红外光谱仪分析器的光源***一般采用卤素灯单光路***，光源强度大，能量稳定，但是其结构比较脆弱，使用前需要长时间预热才能达到稳定性要求，不适宜频繁搬运及颠簸，另外每次测量前都要进行基线测量及背景光谱校正，给实时测量造成了障碍。
发明内容
为了解决现有近红外光谱仪分析器的光源***采用卤素灯单光路***存在的结构脆弱、需长时间预热、无法实时测量的问题，本发明提供一种便携式近红外分析仪中的光路***。
本发明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中的光路***，由LED光源组、用于将LED光源组的窄波段光分解成反射光和入射光的分光镜、用于接收来自分光镜的透射光的样品室、用于接收来自样品室的携带样品信息的光谱弱信号的透射光探测器和用于接收来自分光镜的反射光的反射光探测器组成；
顺次开启LED光源组中的多个LED灯，分光镜接收LED灯发出的窄波段光并将其分解成反射光和透射光，反射光探测器接收反射光并将接收到的光信号转换为弱电信号传递给分析仪中的其他器件；透射光入射至样品室上，透射光探测器全面接收近红外光对样品进行透射后携带样品信息的光谱弱信号，并将接收到的光谱弱信号转换为电信号传递给分析仪中的其他器件。
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。
所述透射光探测器和反射光探测器均采用硅探测器。
本发明的有益效果是：
本发明采用LED光源组照明，散热较少且不需长时间预热，相较于卤素灯具有更好的单色性，大大简化了对后续单色***的要求；LED光源组出射的同一束光通过分光镜分解成透射光与反射光，一部分照射样品后携带大量的样本信息，与另一部分不含有样品信息的光束同时传入分析仪的信号处理***，通过对比消除而提取出更为准确的实时光谱检测数据，排除了测量条件，环境温度等客观因素对检测结果的干扰，省却了传统结构中对背景光谱的测量及基线光谱的较正步骤。
本发明同时具有结构轻便功耗小的特点，LED灯光谱波段范围较窄，对后续光路单色***的要求大大降低，极大精简了分析仪的结构和体积。
附图说明
图1为本发明的便携式近红外分析仪中的光路***的结构示意图。
图中：1、LED光源组，2、分光镜，3、样品室，4、透射光探测器，5、反射光探测器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明的便携式近红外分析仪中的光路***，由LED光源组1、分光镜2、样品室3、透射光探测器4和反射光探测器5组成，分光镜2放置在LED光源组1和样品室3之间的位置，分光镜2用于将LED光源组1的窄波段光分解成反射光和入射光，反射光探测器5用于接收来自分光镜2的反射光，样品室3用于接收来自分光镜2的透射光，透射光探测器4靠近样品室3设置，透射光探测器4用于接收来自样品室3的携带样品信息的光谱弱信号。
本实施方式中，LED光源组1采用四个LED灯并联，LED光源组1的中心波段范围为930nm～990nm，四个LED灯的型号各不相同，它们的中心波长分别为930nm，950nm，970nm，990nm，这四个LED灯发出的光均为窄波段光。
本发明采用LED光源组1可以通过后续单色光路***滤光后得出光谱数据，LED光源组1具有结构简单、功耗低等特点，适用于便携式设计。
本实施方式中，透射光探测器4和反射光探测器5均采用硅探测器，具有价格便宜、体积小、信噪比高及热影响小等特点。
本发明的光路***在具体应用到便携式近红外分析仪中时，顺次开启LED光源组1中的四个LED灯，这四个LED灯均发出窄波段光，窄波段光入射至分光镜2上，单色光被分光镜2分解成反射光和透射光，反射光通过反射光探测器5接收，反射光探测器5将接收到的光信号转换为弱电信号传递给便携式近红外分析仪中的放大器或者其他器件进行下一步处理；透射光入射至样品室3上，透射光探测器4靠近样品室3设置，透射光探测器4全面接收近红外光对样品进行透射后携带样品信息的光谱弱信号，透射光探测器4将接收到的光谱弱信号转变为电信号传递给便携式近红外分析仪中的放大器或者其他器件进行下一步处理，通过便携式近红外分析仪中的其他器件实现对样品成分的定性分析和测量。

Claims (3)

1.便携式近红外分析仪中的光路***，其特征在于，由LED光源组（1）、用于将LED光源组（1）的窄波段光分解成反射光和入射光的分光镜（2）、用于接收来自分光镜（2）的透射光的样品室（3）、用于接收来自样品室（3）的携带样品信息的光谱弱信号的透射光探测器（4）和用于接收来自分光镜（2）的反射光的反射光探测器（5）组成；
顺次开启LED光源组（1）中的多个LED灯，分光镜（2）接收LED灯发出的窄波段光并将其分解成反射光和透射光，反射光探测器（5）接收反射光并将接收到的光信号转换为弱电信号传递给分析仪中的其他器件；透射光入射至样品室（3）上，透射光探测器（4）全面接收近红外光对样品进行透射后携带样品信息的光谱弱信号，并将接收到的光谱弱信号转换为电信号传递给分析仪中的其他器件。
2.根据权利要求1所述的便携式近红外分析仪中的光路***，其特征在于，所述LED光源组（1）采用四个中心波长分别为930nm、950nm、970nm、990nm的LED灯并联。
3.根据权利要求1所述的便携式近红外分析仪中的光路***，其特征在于，所述透射光探测器（4）和反射光探测器（5）均采用硅探测器。
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