CN110320175A - 一种近红外光谱检测装置及控制方法 - Google Patents

一种近红外光谱检测装置及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110320175A
CN110320175A CN201910597190.2A CN201910597190A CN110320175A CN 110320175 A CN110320175 A CN 110320175A CN 201910597190 A CN201910597190 A CN 201910597190A CN 110320175 A CN110320175 A CN 110320175A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sample
handgrip
straight line
collimating mirror
seat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910597190.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110320175B (zh
Inventor
文韬
韩龙波
王孟龙
彭海龙
王利军
龚中良
曾志华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central South University of Forestry and Technology
Original Assignee
Central South University of Forestry and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central South University of Forestry and Technology filed Critical Central South University of Forestry and Technology
Priority to CN201910597190.2A priority Critical patent/CN110320175B/zh
Publication of CN110320175A publication Critical patent/CN110320175A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110320175B publication Critical patent/CN110320175B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3563—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/359—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

一种近红外光谱检测装置及控制方法，其包括参比送样机构、样品翻转机构和光照参数调节单元，参比送样机构中用于放置样品的第一支座的高度可调节，光照参数调节单元包括多个执行机构，各执行机构的下方设置角度调节机构：执行机构包括调节座、支架、L型板座、光源组件，且L型板座与支架的铰接中心连线、光源组件的光束照射中心线及调节座与支架的铰接中心连线的相交点作为执行机构的运动中心，各执行机构的运动中心相交于同一点；支架与L型板座形成双平行四杆结构；光源组件包括末端设置光源的伸缩杆机构；角度调节机构的第一电机依次连接驱动多个与执行机构对应设置的90度转向机构，各90度转向机构上分别设置与支架连接并推动其转动的推杆。

Description

一种近红外光谱检测装置及控制方法
技术领域
本发明涉及一种农产品无损检测装置，尤其涉及一种近红外光谱检测装置及控制方法。
背景技术
当今，近红外光谱检测技术在我国飞速发展，其应用已扩展至各个领域，典型应用包括食品、药品。光源对于近红外光谱无损检测至关重要。但目前普遍在一套光谱检测装置上采用单一的漫透射或漫反射光谱采集方式，且多光源装置的光源照射角度和光源照射距离无法围绕样品中心自动调节。现有的光谱检测进样方式，普遍采用人工进样，大部分停留在静态检测单一区域阶段，无法实现动态检测样品的多目标区域和提高检测效率，尤其是用于科研和教学的光谱检测仪器。而且，现有的近红外光谱仪器对于样品的光谱采集基本都是采集单一区域的光谱信息，采集待测样品的光谱信息是非全面的，若要采集单个待测样品其多个区域的光谱信息需要人工将样品转换位置再重新采集光谱信息，其检测工作量大,检测时间长，带来极大不便。
公开号为CN103487396A的中国发明专利申请公开了一种光照参数可调的近红外水果糖度无损检测装置，其通过调节光源的照射角度，或是改变光源在灯支架滑槽中的位置，达到检测不同水果部位、不同大小水果以及不同种类水果的目的。通过改变灯支架在形支架滑槽中的位置，可以改变光源照在水果上强度的大小，从而可以检测不同果皮厚度及不同大小的水果。但是，此方案仍然存在如下不足：（1）只能实现近红外光谱透射检测，无法实现近红外光谱反射检测；（2）光源照射角度和照射距离需手动调节，光源照射角度和照射距离的中心无法与不同大小样品的中心自适应重合调节；（3）样品的翻转需手动调节。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能自动进样、自动翻转，光源照射角度和光源照射距离可自动调节，且能适应一定大小范围准球形水果多目标位置检测的近红外光谱检测装置及控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种近红外光谱检测装置，包括机箱，所述机箱内设置参比送样机构、样品翻转机构和光照参数调节单元，其中：
所述参比送样机构包括两个平行设置的参比送样直线模组，两个参比送样直线模组的滑块上相隔一定距离设置样品自转托盘单元、参比球托盘单元，所述样品自转托盘单元包括固定设置在输送单元上的第一底座，第一底座内固定设置第一透镜套筒，第一透镜套筒内设置第一凸透镜，第一透镜套筒的顶部设置用于放置样品的第一支座，第一支座经高度调整单元连接第二支座，且第一透镜套筒与行星运动机构的内圈过盈配合连接, 第二支座的支脚固定连接行星运动机构的外圈，使第一、二支座随行星运动机构的外圈转动而转动；
所述样品翻转机构包括对称设置于所述输送单元两侧及检测位置的两个第一、二直线模组，第一直线模组的滑块上设置样品托盘自转驱动机构，该样品托盘自转驱动机构包括与第一直线模组的滑块固定连接的第一座板，第一座板上经轴承固定安装与第一驱动单元连接的主动摩擦轮，且第一座板上垂直安装第三直线模组，第三直线模组的滑块经第二驱动单元安装主动抓手，第二直线模组的滑块上设置第二座板，该第二座板的前端并列设置至少两个随动摩擦轮，第二座板的后端垂直安装第四直线模组，第四直线模组的滑块经随动抓手轴承座连接随动抓手；
所述光照参数调节单元包括环绕所述检测位置设置的多个执行机构，各执行机构的下方设置角度调节机构；
每个所述执行机构包括与机箱固定连接的调节座、与调节座铰接的支架、与支架铰接的L型板座、安装在L型板座上的光源组件，且所述L型板座与支架的铰接中心连线、光源组件的光束照射中心线及调节座与支架的铰接中心连线的相交点作为执行机构的运动中心，各执行机构的运动中心相交于同一点；
所述支架包括两个与所述调节座铰接且平行设置的支架脚、两个与所述L型板座铰接且平行设置的支架悬臂，且两个支架脚的另一端与两个支架悬臂的另一端连接成平行四边形铰接结构，所述L型板座与两个支架悬臂的铰接中心连线平行于两个支架脚，使支架与所述L型板座形成双平行四杆结构；
所述光源组件包括通过步进电机控制的伸缩杆机构，伸缩杆机构的末端设置光源；所述角度调节机构包括第一电机、与所述多个执行机构一一对应设置的多个90度转向机构，各90度转向机构上分别设置与所述支架连接的推杆，第一电机的输出轴依次连接驱动各90度转向机构，使各90度转向机构分别通过其推杆驱动相应的支架转动；
所述角度调节机构包括第一电机、与所述多个执行机构一一对应设置的多个90度转向机构，各90度转向机构上分别设置与所述支架连接的推杆，第一电机的输出轴依次连接驱动各90度转向机构，使各90度转向机构分别通过其推杆驱动相应的支架转动。
本发明通过输送单元与样品自转托盘单元的配合，实现了自动进给参比和样品，并通过第一、二、三、四直线模组的配合使用，以及第二、三驱动单元的旋转驱动，使本发明实现了准球形水果样品的全方位翻转，为实现单个样品光谱信息的全方位无盲区自动采集提供了基础；另外，本发明将L型板座与两个支架悬臂的铰接中心连线、光源组件的光束照射中心线及调节倾角板与两个支架脚的铰接中心连线的相交点作为执行机构的运动中心（即各执行机构的光照中心），并通过高度调整单元调节第一支座的高度，使不同大小样品水果的中心可与执行机构的运动中心相重合后进行近红外光谱检测，还可在执行机构的运动中心不变（光照中心不变）的情况下，通过启动角度调节结构的第一电机带动推杆，进而通过执行机构的转动对光照角度进行自动调节，并可通过光源组件伸缩杆机构的步进电机的脉冲数设定从而调节伸缩杆机构的长度，从而实现对光照距离的自动调节。这样，不仅实现了处于某一方位样品光谱信息的采集，还可在光照中心不变，改变光照角度、光照距离的状况下，对某一方位样品光谱信息进行采集，再通过自动进样及全方位翻转的配合，可对单个样品多目标位置的近红外光谱信息进行自动检测。
进一步地，所述机箱的内腔顶部安装反射准直镜，底部设置透射准直镜，且反射准直镜与透射准直镜相对设置，反射准直镜与透射准直镜之间设置所述样品放置点，反射准直镜和透射准直镜分别经光纤连接可控光路切换器的一端，可控光路切换器的另一端经光纤连接光谱仪，使本发明将漫透射和漫反射集成一体，使用时可根据需要进行漫透射或漫反射光路切换。
进一步地，所述光照参数调节单元还包括温度调节模块，该温度调节模块包括安装在光谱仪下面用于调节光谱仪温度的温度控制器、安装在机箱内的温度传感器、安装在机箱侧壁上散热风扇，温度传感器接入所述光源组件的光源控制回路中，当温度传感器检测到机箱内温度与常温温差达到设定值时，温度传感器自动切断光源的电源，从而避免温度对光谱仪的影响。
进一步地，所述调节座包括与机箱内隔板上固定设置的调节座底板、同时与所述支架和调节座底板铰接的调节倾角板，调节倾角板与调节座底板之间设置棘轮调节定位机构，使调节倾角板能调节到某一倾角并自锁固定；所述棘轮调节定位机构包括固定安装在所述调节倾角板的旋转轴两端的第一、二棘轮、铰接安装在所述调节座底板两侧的棘爪，且第一、二棘轮的安装方向相反，两棘爪的一端分别与所述调节座底板经弹簧连接，另一端分别与第一棘轮或第二棘轮卡设，这样，可通过第一、二棘轮将调节倾角板顺时针或逆时针调整到需要的角度（调节倾角板的角度改变可调整双平行四杆机构上光源照射角度的调整范围），并通过第一、二棘轮与棘爪的卡设定位实现自锁。
进一步地，所述90度转向机构分别包括安装座，安装座上固定设置皮带轮和带座轴承，带座轴承内安装传动轴，传动轴与皮带轮经齿轮传动机构连接，且传动轴上固定连接所述推杆。
进一步地，所述伸缩杆机构的推杆顶端固定安装卤素灯灯座，卤素灯灯座上安装卤素灯和卤素灯灯筒，卤素灯灯筒的内腔前端依次安装偏振滤光片和光阑座，光阑座内装配式安装光阑，且光阑的大小可根据需要更换。
进一步地，一90度转向机构的传动轴连接角度传感器的枢轴，从而使光照角度的改变被自动检测。
进一步地，所述第二驱动单元包括固定在第三直线模组滑块上的第二步进电机座，该第二步进电机安装座上安装第二步进电机，第二步进电机的输出轴连接所述主动抓手的旋转轴；所述主动抓手和随动抓手的结构相同，分别包括与所述第二步进电机座固定连接的三角座、经滑动轴及第二弹性元件与三角座连接的圆盘座，圆盘座上设置多个限位孔，且圆盘座固定连接多边形限位座，多边形限位座上铰接多个用于抓压样品的指，各指的中部通过第一弹性元件与所述圆盘座连接，各指的后端***所述圆盘座上的限位孔中。
进一步地，所述机箱的内腔顶部安装反射准直镜高度调节机构，反射准直镜高度调节机构的推杆顶端固定安装反射准直镜座，所述反射准直镜安装在反射准直镜座上；所述机箱的内腔底部安装透射准直镜高度调节机构，透射准直镜高度调节机构的推杆顶端固定安装透射准直镜座，透射准直镜座上安装所述透射准直镜。
进一步地，所述输送单元包括第一步进电机，第一步进电机的输出轴与主动链轮的旋转轴连接，主动链轮与从动链轮经链条连接，链条的侧面安装所述样品自转托盘单元。
进一步地，所述行星运动机构的外圈外周套设聚氨酯套圈，以使主动摩擦轮可柔性接触并驱动行星运动机构，从而防止行星运动机构的外圈磨损。
进一步地，所述第一支座的顶部安装第一软垫，以使样品放置时不会损伤，且样品与第一软垫柔性接触，能避免杂散光的影响。
进一步地，所述第一驱动单元包括固定安装在第一座板上的第三步进电机，第三步进电机的输出轴经同步带轮连接所述主动摩擦轮的旋转轴。
进一步地，所述预定位置的上方设置用于监控样品位置信息的摄像头。
进一步地，所述输送单元上还设置有参比球托盘单元，所述参比球托盘单元包括固定设置在步进输送单元上的第二底座，第二底座内设置顶部用于放置参比的第二托盘套筒，所述第二底座内固定设置第二透镜套筒，第二透镜套筒的内腔中部设置第二凸透镜。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种所述近红外光谱检测装置控制方法，其包括下述步骤：
S1、根据执行机构的运动中心及待检准球形水果样品的大小，并更换合适的光阑，通过调节高度调整单元使待检准球形水果样品平动到检查位置时，准球形水果样品的中心和各执行机构的运动中心重合于同一点；
S2、将携带参比球的参比球托盘单元与携带准球形水果样品的样品自转托盘单元通过第一直线模组输送，使携带有参比球的参比球托盘单元平动到达透射准直镜正上方与反射准直镜正下方；
S3、打开光源，使各光源发出的光均匀地照射在参比球上面，当可控光路切换器切换到透射支路光纤，透射光由透射准直镜耦合到透射支路光纤后，由可控光路切换器传入光谱仪，进行参比的透射光谱的采集；当可控光路切换器切换在反射支路光纤，反射光由反射准直镜耦合到反射支路光纤后，由可控光路切换器传入光谱仪，进行参比的反射光谱的采集；
S4、将携带有准球形水果样品的样品自转托盘机构平动到达透射准直镜正上方与反射准直镜正下方；
S5、打开光源，使各光源发出的光均匀地照射在准球形水果样品上面，当可控光路切换器切换到透射支路光纤，透射光由透射准直镜耦合到透射支路光纤后，由可控光路切换器传入光谱仪，进行样品第一面透射光谱的采集；当可控光路切换器切换在反射支路光纤，反射光由反射准直镜耦合到反射支路光纤后，由可控光路切换器传入光谱仪，进行样品第一面反射光谱的采集；
S6、通过第三、四直线模组驱动主动抓手、随动抓手，使其移动至与准球形水果样品位于同一水平线上，再通过第一、二直线模组同步驱动第三、四直线模组，使位于第三、四直线模组滑块上的主动抓手和随动抓手相对向准球形水果样品移动，使主、随动抓手压紧或抓紧准球形水果样品，然后同步驱动第三、四直线模组，通过主动抓手和随动抓手将准球形水果样品向上抬离样品自转托盘单元；接着启动第二步进电机，通过主动抓手和随动抓手将准球形水果样品翻转90°，使准球形水果样品的第二面到达透射准直镜正上方与反射准直镜正下方，最后同步驱动第三、四直线模组，通过主动抓手和随动抓手向下移动将准球形水果样品放回样品自转托盘单元，并通过驱动第一、二直线模组，使主动抓手、随动抓手返回到初始位置，重复步骤S5，完成样品第二面透射光谱或反射光谱的采集；
S7、重复步骤S6两次，使准球形水果样品两次翻转90度，完成样品第三、四面透射光谱或反射光谱的采集；
S8、先通过驱动第三、四直线模组分别将主、随动抓手向上移动到高于准球形水果样品的位置；再通过第一、二直线模组同步驱动主、随动摩擦轮向准球形水果样品平移至与行星运动机构的外圈接触；然后启动第三步进电机，使主动摩擦轮旋转，从而使行星运动机构的外圈及第一托盘套筒、样品转动90°，使准球形水果样品的第五面到达透射准直镜正上方与反射准直镜正下方，重复步骤S5，完成样品第五面透射光谱或反射光谱的采集；
S9、通过第三、四直线模组驱动主动抓手、随动抓手，使其移动至与准球形水果样品位于同一水平线上，再通过第一、二直线模组同步驱动第三、四直线模组，使位于第三、四直线模组滑块上的主动抓手和随动抓手相对向准球形水果样品移动，使主、随动抓手压紧或抓紧准球形水果样品，然后同步驱动第三、四直线模组，通过主动抓手和随动抓手将准球形水果样品向上抬离样品自转托盘单元；接着两次连续启动第二步进电机，通过主动抓手和随动抓手将准球形水果样品翻转180°，使准球形水果样品的第六面到达透射准直镜正上方与反射准直镜正下方，最后同步驱动第三、四直线模组，通过主动抓手和随动抓手向下移动将准球形水果样品放回样品自转托盘单元，并通过驱动第一、二直线模组，使主动抓手、随动抓手返回到初始位置，重复步骤S5，完成样品第六面透射光谱或反射光谱的采集；
S10、对光照角度进行调节时，启动第一电机，同步驱动各90度转向机构，进而通过90度转向机构连动推杆而驱动执行机构的支架使样品的光照角度变化；
S11、对光照距离进行调节时，启动伸缩杆机构的步进电机，通过设置步进电机的脉冲数调节伸缩杆机构的长度，使样品的光照距离变化。
附图说明
图1是本发明一种近红外光谱检测装置的整体结构示意图。
图2是本发明参比送样机构的结构示意图。
图3是本发明样品自转托盘单元的剖视示意图。
图4是本发明样品自转托盘单元的立体结构图。
图5是本发明参比球托盘单元的剖视示意图。
图6是本发明参比球托盘单元的立体结构示意图。
图7是本发明样品翻转机构结构示意图。
图8是本发明主动抓手示意图。
图9是本发明多边形限位座示意图。
图10是本发明执行机构的结构示意图。
图11是本发明执行机构的主视图及远程运动中心示意图，图中圆形虚线表示光源运动轨迹。
图12是本发明调节座的结构示意图。
图13是本发明支架的主视图。
图14是本发明L型板座的主视图。
图15是本发明光源组件的结构示意图。
图16是本发明卤素灯组件剖视示意图。
图17是本发明角度调节机构示意图。
图18是本发明第四90度转向机构结构示意图。
图19是本发明光照参数调节单元和集成光路单元的整体结构示意图。
图20是本发明光谱采集装置的控制方法流程图。
图中：
1、参比送样机构；11、参比送样直线模组；12、样品自转托盘单元；13、参比球托盘单元；14、准球形水果样品；15、参比球；16、光电传感器；
121、第一底座；122、第一透镜套筒；123、第一凸透镜；124、行星运动机构；125、聚氨酯套圈；126、第一软垫；127、第一支座；128、高度调整单元；129、第二支座；
131、第二底座；132、第二透镜套筒；133、第二凸透镜；134、第二托盘套筒；135、第二软垫；
2、样品翻转机构；20、样品托盘自转驱动机构；21、第一直线模组；22、第三直线模组；23、第二步进电机；24、第二步进电机座；25、主动抓手；26、随动抓手；27、随动抓手轴承座；28、第四直线模组；29、第二直线模组；
201、第三步进电机；202、同步带轮；203、第一座板；204、主动摩擦轮；205、第二座板；206、随动摩擦轮；
251、指；252、多边形限位座；253、圆盘座；2531、限位孔；2532、滑动孔；254、三角座；255、第二弹性元件；256、第一弹性元件；257、滑动轴；
3、光照参数调节单元；31、执行机构；310、调节座；3101、调节座底板；3102、第一棘轮；3103、调节倾角板带座轴承；3104、第二棘轮；3105、调节倾角板；3106、支架脚带座轴承；3107、棘爪；3108、弹簧；311、支架；3111、支架脚；3112、支架悬臂；312、板座带座轴承；313、L型板座；3131、圆弧槽；3132、铰接圆孔；314、光源组件；3140、伸缩杆机构；3142、卤素灯灯座；3143、卤素灯；3144、卤素灯灯筒；3145、散热风扇；3146、紧固件；3147、偏振滤光片；3148、光阑座；3149、光阑；O、远程运动中心；
32、角度调节机构；321、第一电机；322-325、第一、第二、第三、第四90度转向机构；3251、带座轴承；3252、传动轴；3253、推杆；3254、安装座；3255、皮带轮；326、角度传感器；327、U型座；
33、温度控制器；34、温度传感器；35、散热风扇；
4、集成光路单元；40、光谱仪；41、光谱仪干路光纤；42、可控光路切换器；43、透射支路光纤；44、透射准直镜高度调节机构；441、透射准直镜座；45、透射准直镜；46、反射准直镜；47、反射准直镜高度调节机构；471、反射准直镜座；48、反射支路光纤；
5、摄像头；
6、隔板；61、调节槽；
7、机箱。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
为了便于描述，各部件的相对位置关系（如：上、下、左、右等）的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。
实施例1：
如图1所示，本发明近红外光谱检测装置一实施例包括机箱7，机箱7内设置隔板6，隔板6上设置参比送样机构1、样品翻转机构2、四个执行机构31，机箱7的底板上设置与执行机构31配合设置的角度调节机构32，执行机构31、角度调节机构32以及温度调节模块构成光照参数调节单元3，机箱7的顶部设置摄像头5，摄像头5可采集样品翻转机构2是否将准球形水果样品14翻转到准确位置的信息。
如图2所示，参比送样机构1包括两个平行设置的参比送样直线模组11、样品自转托盘单元12、参比球托盘单元13，参比送样直线模组11固定安装在机箱7内隔板6上，样品自转托盘单元12、参比球托盘单元13相隔适当的距离分别安装在两个参比送样直线模组11的滑块上；参比送样直线模组11的电机启动后通过滑块带动样品自转托盘单元12、参比球托盘单元13依次输送到预定检测位置。
如图3、图4所示，样品自转托盘单元12包括中空圆柱状的第一底座121、第一透镜套筒122、第一凸透镜123、行星运动机构124、聚氨酯套圈125、第一软垫126、第一支座127、高度调整单元128、第二支座129。第一透镜套筒122套设于第一底座121的内腔并通过第一底座121侧面设置的螺钉定位，第一凸透镜123放置于第一透镜套筒122内的阶梯上。行星运动机构124通过其内圈过盈配合安装在第一透镜套筒122上，聚氨酯套圈125套设在行星运动机构124的外圈上。第一、二支座127、129间隙配合在第一透镜套筒122的顶部，且第一支座127经高度调整单元128（螺栓和螺母配合结构）连接第二支座129，第二支座129的支脚嵌入行星运动机构124的外圈内，第一软垫126安装在第一支座127的顶部，第一、二支座127、129与第一软垫126一起随行星运动机构124的外圈转动而转动。第一支座127与第一软垫126可根据需要更换，以适应不同样品，且第一支座127与第一软垫126的高度可通过高度调整单元128调节，从而使样品的放置高度可调节，为样品中心与执行机构的运动中心重合提供了基础。在本实施例中，行星运动机构124为轴承。
如图5、图6所示，参比球托盘单元13包括中空圆柱状的第二底座131、第二透镜套筒132、第二凸透镜133、第二托盘套筒134、第二软垫135，第二透镜套筒132套设在第二底座131内，并通过第二底座131侧面上的螺钉定位，第二凸透镜133放置在第二透镜套筒132内的阶梯上，第二托盘套筒134的底部套设于第二透镜套筒132的上部，第二软垫135套置于第二托盘套筒134的顶部。第二托盘套筒134及第二软垫135可根据需要更换，以适应不同参比。
如图7所示，样品翻转机构2包括样品托盘自转驱动机构20、第一直线模组21、第三直线模组22、第二步进电机23、第二步进电机座24、主动抓手25、随动抓手26、随动抓手轴承座27、第四直线模组28、第二直线模组29，其中第一、二直线模组为同步带直线模组，第三、四直线模组为丝杆直线模组。
样品托盘自转驱动机构20包括第三步进电机201、同步带轮202、T型的第一座板203、主动摩擦轮204、Y型的第二座板205、随动摩擦轮206，第一座板203和第二座板205分别固定安装于第一、二同步带直线模组21、29的滑座上，且第三步进电机201固定安装在T型的第一座板203的凸端，主、随动摩擦轮204、206分别安装在第一、二座板203、205前端固定安装的旋转轴上，第三步进电机201的输出轴经同步带轮202连接主动摩擦轮204的旋转轴。
第三直线模组22垂直安装于第一座板203上，第四直线模组28垂直安装于第二座板205上，第二步进电机23固定于第三直线模组22滑块上的第二步进电机座24上，主动抓手25的旋转轴通过联轴器连接第二步进电机23的输出轴，随动抓手26通过旋转轴安装在第四直线模组28滑块上的随动抓手轴承座27上。
如图8、图9所示，主动抓手25和随动抓手26的结构相同，分别包括多个指251、多边形限位座252、圆盘座253、三角座254，多边形限位座252通过轴与圆盘座253固定连接为一体，圆盘座253上设置多个限位孔2531和三个滑动孔2532，多个指251的前端通过销安装在多边形限位座252上，指251的中部通过第一弹性元件256与圆盘座253连接，指251的后端***圆盘座253上的限位孔2531中，圆盘座253与三角座254之间设置穿设三个滑动孔2532的滑动轴257，滑动轴257上安装第二弹性元件255。当抓压准球形水果样品14时，主动抓手25在第一直线模组21的作用下，主动抓向准球形水果样品14，接触到准球形水果样品14后，主动抓手25的多个指251被动张开并压迫第一、二弹性元件256、255，随动抓手26的多个指251同时被动张开并压迫其第一、二弹性元件256、255，进而在主动抓手25和随动抓手26的共同作用下压住准球形水果样品14。多边形限位座252在压抓准球形水果样品14时对指251起到限位作用。
如图10-11所示，执行机构31包括调节座310、支架311、板座带座轴承312、L型板座313、光源组件314，调节座310固定安装在机箱内隔板上，支架311的一端与调节座310铰接，支架311的另一端通过板座带座轴承312与L型板座313铰接，光源组件314安装在L型板座313上。
如图12所示，调节座310包括调节座底板3101、第一、二棘轮3102、3104、调节倾角板带座轴承3103、调节倾角板3105、支架脚带座轴承3106，支架脚带座轴承3106固定安装在调节倾角板3105上，调节倾角板带座轴承3103固定安装在调节座底板3101的一端，调节倾角板3105通过其旋转轴安装到调节倾角板带座轴承3103上，第一、二棘轮3102、3104安装到调节倾角板3105的旋转轴两端，且第一、二棘轮3102、3104的安装方向相反，调节座底板3101的两侧分别铰接棘爪3107，棘爪3107的一端与调节座底板3101经弹簧3108连接，另一端与第一、二棘轮3102、3104卡设，这样通过第一、二棘轮3102、3104可将调节倾角板3105顺时针或逆时针转动到一定角度，并通过第一、二棘轮3102、3104与棘爪3107的卡设实现调节倾角板3105的自锁定位。调节倾角板3105的倾斜角度决定了光源照射角度的调整范围。
如图13所示，支架311包括两个与调节倾角板3105铰接且平行设置的支架脚3111、两个与L型板座313铰接且平行设置的支架悬臂3112，支架脚3111铰接支架悬臂3112，且两个支架脚3111的一端和两个支架悬臂的一端连接成平行四边形铰接结构， L型板座313与两个支架悬臂3112的铰接中心连线平行于两个支架脚3111，使支架311与L型板座313之间形成双平行四杆结构。
如图14所示，L型板座313上设置圆弧槽3131和铰接圆孔3132，且圆弧槽3131与铰接圆孔3132同圆心设置，光源组件314与L型板座313经紧固件3146在铰接圆孔3132处铰接，且光源组件314经插设在圆弧槽3131内的紧固件3146连接，使光源组件314不仅安装在L型板座313上，并能沿圆弧槽3131滑动。
如图15-16所示，光源组件314包括伸缩杆机构3140、卤素灯灯座3142、卤素灯3143、卤素灯灯筒3144、散热风扇3145、紧固件3146、偏振滤光片3147、光阑座3148、光阑3149，卤素灯灯座3142固定安装在伸缩杆机构3141的推杆顶端，卤素灯3143安装在卤素灯灯座3142上，卤素灯灯筒3144与卤素灯灯座3142配合，卤素灯灯筒3144的内腔前端阶梯上安装偏振滤光片3147，且具有外螺纹的光阑座3148轴向固定在卤素灯灯筒3144的前端，并使偏振滤光片3147限位，光阑座3148的前端开有槽，光阑3149放入槽中。该槽中可更换不同大小光阑3149以此调整光斑大小。散热风扇3145以相同风向安装在卤素灯灯筒144上，分别以一定转速配合对卤素灯3143散热。伸缩杆机构3140包括在步进电机控制下的伸缩杆，可根据步进电机的脉冲数调节伸缩杆的伸缩距离。
如图11、图13、图14所示，执行机构31的卤素灯3143的光束照射中心线、L型板座313与支架311的铰接中心连线、支架311与调节倾角板3105的铰接中心连线的交点为光照中心，同时作为执行机构31的转动中心O。由于通过第一、二棘轮3102、3104可调整调节倾角板3105的倾角，并可通过L型板座313上的圆弧槽3131调节光源组件314在L型板座313上的安装角度，因而可通过调节倾角板3105和L型板座313上光源组件314安装角度的共同调节而调节光照中心，即执行机构31的转动中心O，以适应不同大小的准球形水果。
如图17、图18所示，角度调节机构32包括第一电机321、第一、第二、第三、第四90度转向机构322-325、角度传感器326，第一、第二、第三、第四90度转向机构322-325的结构相同，此处仅以第四90度转向机构325为例说明其结构。第四90度转向机构325包括固定安装皮带轮3255和带座轴承3251的安装座3254，带座轴承3251上铰接传动轴3252，传动轴3252与皮带轮3255经齿轮传动机构连接，且传动轴3252上固定连接推杆3253，推杆3253的一端穿过隔板6上设置的调节槽61与支架311铰接。第一、第二、第三、第四90度转向机构322-325的皮带轮通过多条皮带Z型传动连接，角度传感器326通过U型座327固定安装在第四90度转向机构325的带座轴承3251上，角度传感器326的枢轴固定安装到第四90度转向机构325的传动轴3252上，第一电机321通过皮带驱动第一90度转向机构322，进而同步驱动第二、第三、第四90度转向机构323-325，第一、第二、第三、第四90度转向机构322-325分别驱动与其推杆连接的支架311转动，从而实现光照角度的自动调节，同时第四90度转向机构传动轴3252驱动角度传感器326的枢轴转动，角度传感器326检测光照角度调节值，并反馈到控制***。
如图1所示，温度调节模块包括温度控制器33、温度传感器34、散热风扇35，温度控制器33安装在光谱仪40下面用于调节光谱仪40的温度，散热风扇35安装在机箱7的侧壁上，温度传感器34安装在机箱7内隔板6上，温度传感器34接入卤素灯3143的控制回路中，当温度传感器34检测到机箱内温度与常温温差达到设定值时，自动切断卤素灯3143的电源，这样通过温度传感器34可调节机箱7内的温度。
如图19所示，集成光路单元4包括光谱仪40、光谱仪干路光纤41、可控光路切换器42、透射支路光纤43、透射准直镜高度调节机构44、透射准直镜45、反射准直镜46、反射准直镜高度调节机构47、反射支路光纤48；机箱7的内腔顶部安装反射准直镜高度调节机构47，底部安装透射准直镜高度调节机构44，反射准直镜高度调节机构47的推杆顶端固定安装反射准直镜座471，反射准直镜46安装在反射准直镜座471上，透射准直镜高度调节机构44的推杆顶端固定安装透射准直镜座45，透射准直镜座45上安装透射准直镜45；反射准直镜46经反射支路光纤48连接可控光路切换器42，透射准直镜45经透射支路光纤43连接可控光路切换器42，可控光路切换器42经光谱仪干路光纤41连接光谱仪40，从而通过可控光路切换器42可切换漫反射或漫透射采集光路。
本发明实施例使用时，假设将准球形水果样品14分为类似方型物品的六个面，第二步进电机启动一次使准球形水果样品14翻转90度，第三步进电机启动一次使样品自转托盘单元12自转90度。如图20所示，本发明近红外光谱检测装置的控制方法，包括下述步骤：
S1、根据执行机构的运动中心及待检准球形水果样品14的大小，并更换合适的光阑，通过调节高度调整单元使待检准球形水果样品平动到检查位置时，准球形水果样品的中心和各执行机构的运动中心重合于同一点；
S2、将携带参比球15的参比球托盘单元13与携带准球形水果样品14的样品自转托盘单元12通过第一直线模组21输送，使携带有参比球15的参比球托盘单元13平动到正对光电传感器16的检查位置，即使参比球15到达透射准直镜45正上方与反射准直镜46正下方；
S3、打开光源，使各光源发出的光均匀地照射在参比球15上面，当可控光路切换器42切换到透射支路光纤43，透射光由透射准直镜44耦合到透射支路光纤43后，由可控光路切换器42传入光谱仪40，进行参比的透射光谱的采集；当可控光路切换器42切换在反射支路光纤48，反射光由反射准直镜46耦合到反射支路光纤48后，由可控光路切换器42传入光谱仪40，进行参比的反射光谱的采集；
S4、将携带有准球形水果样品14的样品自转托盘机构12平动到正对光电传感器16的检查位置，即使准球形水果样品第一面到达透射准直镜45正上方与反射准直镜46正下方；
S5、打开光源，使各光源发出的光均匀地照射在准球形水果样品上面，当可控光路切换器42切换到透射支路光纤43，透射光由透射准直镜44耦合到透射支路光纤43后，由可控光路切换器42传入光谱仪40，进行样品第一面透射光谱的采集；当可控光路切换器42切换在反射支路光纤48，反射光由反射准直镜46耦合到反射支路光纤48后，由可控光路切换器42传入光谱仪40，进行样品第一面反射光谱的采集；
S6、通过第三、四直线模组驱动主动抓手25、随动抓手26，使其移动至与准球形水果样品14位于同一水平线上，再通过第一、二直线模组21、29同步驱动第三、四直线模组22、28，使位于第三、四直线模组滑块上的主动抓手和随动抓手相对向准球形水果样品移动，使主、随动抓手压紧或抓紧准球形水果样品，然后同步驱动第三、四直线模组，通过主动抓手和随动抓手将准球形水果样品向上抬离样品自转托盘单元；接着启动第二步进电机，通过主动抓手和随动抓手将准球形水果样品翻转90°，使准球形水果样品的第二面到达透射准直镜45正上方与反射准直镜46正下方，最后同步驱动第三、四直线模组，通过主动抓手和随动抓手向下移动将准球形水果样品放回样品自转托盘单元，并通过驱动第一、二直线模组，使主动抓手、随动抓手返回到初始位置，重复步骤S5，完成样品第二面透射光谱或反射光谱的采集；
S7、重复步骤S6两次，使准球形水果样品两次翻转90度，完成样品第三、四面透射光谱或反射光谱的采集；
S8、先通过驱动第三、四直线模组分别将主、随动抓手向上移动到高于准球形水果样品的位置；再通过第一、二直线模组同步驱动主、随动摩擦轮向准球形水果样品平移至与行星运动机构的外圈接触；然后启动第三步进电机，使主动摩擦轮旋转，从而使行星运动机构的外圈及第一托盘套筒、样品转动90°，使准球形水果样品的第五面到达透射准直镜45正上方与反射准直镜46正下方，重复步骤S5，完成样品第五面透射光谱或反射光谱的采集；
S9、通过第三、四直线模组驱动主动抓手、随动抓手，使其移动至与准球形水果样品位于同一水平线上，再通过第一、二直线模组同步驱动第三、四直线模组，使位于第三、四直线模组滑块上的主动抓手和随动抓手相对向准球形水果样品移动，使主、随动抓手压紧或抓紧准球形水果样品，然后同步驱动第三、四直线模组，通过主动抓手和随动抓手将准球形水果样品向上抬离样品自转托盘单元；接着两次连续启动第二步进电机，通过主动抓手和随动抓手将准球形水果样品翻转180°，使准球形水果样品的第六面到达透射准直镜45正上方与反射准直镜46正下方，最后同步驱动第三、四直线模组，通过主动抓手和随动抓手向下移动将准球形水果样品放回样品自转托盘单元，并通过驱动第一、二直线模组，使主动抓手、随动抓手返回到初始位置，重复步骤S5，完成样品第六面透射光谱或反射光谱的采集；
S10、对光照角度进行调节时，启动第一电机，同步驱动各90度转向机构，进而通过90度转向机构连动推杆而驱动执行机构的支架使样品的光照角度变化；
S11、对光照距离进行调节时，启动伸缩杆机构的步进电机，通过设置步进电机的脉冲数调节伸缩杆机构的长度，使样品的光照距离变化。
在本实施例中假定将准球形水果样品14分为类似方型物品的六个面，第二步进电机启动一次使准球形水果样品14翻转90度，第三步进电机启动一次使样品自转托盘单元16自转90度，但并不局限于此，比如可将本申请中的步进电机替换为无级调速电机，实现翻转角度及自转角度的无级调整，这样就可将准球形水果样品分为任意多个面，然后通过第一、二、三、四直线模组的配合，实现任意面的光谱采集。
以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种近红外光谱检测装置，包括机箱（7），所述机箱内设置参比送样机构（1）、样品翻转机构（2）和光照参数调节单元（3），其特征在于，
所述参比送样机构包括两个平行设置的参比送样直线模组（11），两个参比送样直线模组的滑块上相隔一定距离设置样品自转托盘单元（12）、参比球托盘单元（13），所述样品自转托盘单元包括固定设置在输送单元上的第一底座（121），第一底座内固定设置第一透镜套筒（122），第一透镜套筒内设置第一凸透镜（123），第一透镜套筒的顶部设置用于放置样品的第一支座（127），第一支座经高度调整单元（128）连接第二支座（129），且第一透镜套筒与行星运动机构(124)的内圈过盈配合连接, 第二支座的支脚固定连接行星运动机构的外圈，使第一、二支座随行星运动机构的外圈转动而转动；
所述样品翻转机构包括对称设置于所述输送单元两侧及检测位置的两个第一、二直线模组（21、29），第一直线模组的滑块上设置样品托盘自转驱动机构（20），该样品托盘自转驱动机构包括与第一直线模组的滑块固定连接的第一座板（203），第一座板上经轴承固定安装与第一驱动单元连接的主动摩擦轮（204），且第一座板上垂直安装第三直线模组（22），第三直线模组的滑块经第二驱动单元安装主动抓手（25），第二直线模组的滑块上设置第二座板（205），该第二座板的前端并列设置至少两个随动摩擦轮（206），第二座板的后端垂直安装第四直线模组（28），第四直线模组的滑块经随动抓手轴承座（27）连接随动抓手（26）；
所述光照参数调节单元包括环绕所述检测位置设置的多个执行机构（31），各执行机构的下方设置角度调节机构（32）；
每个所述执行机构（31）包括与机箱固定连接的调节座（310）、与调节座铰接的支架（311）、与支架铰接的L型板座（313）、安装在L型板座上的光源组件（314），且所述L型板座与支架的铰接中心连线、光源组件的光束照射中心线及调节座与支架的铰接中心连线的相交点作为执行机构的运动中心，各执行机构的运动中心相交于同一点；
所述支架包括两个与所述调节座铰接且平行设置的支架脚（3111）、两个与所述L型板座铰接且平行设置的支架悬臂（3112），且两个支架脚的另一端与两个支架悬臂的另一端连接成平行四边形铰接结构，所述L型板座与两个支架悬臂的铰接中心连线平行于两个支架脚，使支架与所述L型板座形成双平行四杆结构；
所述光源组件包括通过步进电机控制的伸缩杆机构（3140），伸缩杆机构的末端设置光源；
所述角度调节机构包括第一电机（321）、与所述多个执行机构一一对应设置的多个90度转向机构，各90度转向机构上分别设置与所述支架连接的推杆（3253），第一电机的输出轴依次连接驱动各90度转向机构，使各90度转向机构分别通过其推杆驱动相应的支架转动。
2.根据权利要求1所述的一种近红外光谱检测装置，其特征在于，所述机箱的内腔顶部安装反射准直镜（46），底部设置透射准直镜（45），且反射准直镜与透射准直镜相对设置，反射准直镜与透射准直镜之间设置所述样品放置点，反射准直镜和透射准直镜分别经光纤连接可控光路切换器（42）的一端，可控光路切换器的另一端经光纤连接光谱仪（40）。
3.根据权利要求1所述的一种近红外光谱检测装置，其特征在于，所述光照参数调节单元还包括温度调节模块，该温度调节模块包括安装在光谱仪（40）下面用于调节光谱仪温度的温度控制器（34）、安装在机箱内的温度传感器（35）、安装在机箱侧壁上散热风扇（36），温度传感器接入所述光源组件的光源控制回路中，当温度传感器检测到机箱内温度高于设定温度时，温度传感器自动切断光源的电源。
4.根据权利要求1所述的一种近红外光谱检测装置，其特征在于，所述调节座包括与机箱内隔板（6）上固定设置的调节座底板（3101）、同时与所述支架和调节座底板铰接的调节倾角板（3105），调节倾角板与调节座底板之间设置棘轮调节定位机构，使调节倾角板能调节到某一倾角并自锁固定；所述棘轮调节定位机构包括固定安装在所述调节倾角板的旋转轴两端的第一、二棘轮（3102、3104）、铰接安装在所述调节座底板两侧的棘爪（3107），且第一、二棘轮的安装方向相反，两棘爪的一端分别与所述调节座底板经弹簧（3108）连接，另一端分别与第一棘轮或第二棘轮卡设。
5.根据权利要求1所述的一种近红外光谱检测装置，其特征在于，所述90度转向机构分别包括安装座（3254），安装座上固定设置皮带轮（3255）和带座轴承（3251），带座轴承内安装传动轴（3252），传动轴与皮带轮经齿轮传动机构连接，且传动轴上固定连接所述推杆（3253）。
6.根据权利要求5所述的一种近红外光谱检测装置，其特征在于，一90度转向机构的传动轴连接角度传感器（326）的枢轴。
7.根据权利要求1所述的一种近红外光谱检测装置，其特征在于，所述伸缩杆机构的推杆顶端固定安装卤素灯灯座（3142），卤素灯灯座上安装卤素灯（3143）和卤素灯灯筒（3144），卤素灯灯筒的内腔前端依次安装偏振滤光片（3147）和光阑座（3148），光阑座内装配式安装光阑（3149）。
8.根据权利要求1所述的一种近红外光谱检测装置，其特征在于，所述第二驱动单元包括固定在第三直线模组滑块上的第二步进电机座（24），该第二步进电机安装座上安装第二步进电机（23），第二步进电机的输出轴连接所述主动抓手的旋转轴；所述主动抓手和随动抓手的结构相同，分别包括与所述第二步进电机座固定连接的三角座（254）、经滑动轴（257）及第二弹性元件（255）与三角座连接的圆盘座（253），圆盘座上设置多个限位孔（2531），且圆盘座固定连接多边形限位座（252），多边形限位座上铰接多个用于抓压样品的指（251），各指的中部通过第一弹性元件（256）与所述圆盘座连接，各指的后端***所述圆盘座上的限位孔中。
9.根据权利要求2所述的一种近红外光谱检测装置，其特征在于，所述机箱的内腔顶部安装反射准直镜高度调节机构（47），反射准直镜高度调节机构的推杆顶端固定安装反射准直镜座(471)，所述反射准直镜安装在反射准直镜座上；所述机箱的内腔底部安装透射准直镜高度调节机构(44)，透射准直镜高度调节机构的推杆顶端固定安装透射准直镜座（441），透射准直镜座上安装所述透射准直镜。
10.一种权利要求1－9中任一项所述近红外光谱检测装置的控制方法，其特征在于包括下述步骤：
S1、根据执行机构的运动中心及待检准球形水果样品（14）的大小，更换合适的光阑，通过调节高度调整单元（128）使待检准球形水果样品平动到检查位置时，准球形水果样品的中心和各执行机构的运动中心重合于同一点；
S2、将携带参比球（15）的参比球托盘单元（13）与携带准球形水果样品（14）的样品自转托盘单元（12）通过第一直线模组（21）输送，使携带有参比球（15）的参比球托盘单元（13）平动到检查位置，即使参比球（15）到达透射准直镜（45）正上方与反射准直镜（46）正下方；
S3、打开光源，使各光源发出的光均匀地照射在参比球（15）上面，当可控光路切换器（42）切换到透射支路光纤（43），透射光由透射准直镜（44）耦合到透射支路光纤（43）后，由可控光路切换器（42）传入光谱仪（40），进行参比的透射光谱的采集；当可控光路切换器（42）切换在反射支路光纤（48），反射光由反射准直镜（46）耦合到反射支路光纤（48）后，由可控光路切换器（42）传入光谱仪（40），进行参比的反射光谱的采集；
S4、将携带有准球形水果样品（14）的样品自转托盘机构（12）平动到检查位置，即使准球形水果样品第一面到达透射准直镜（45）正上方与反射准直镜（46）正下方；
S5、打开光源，使各光源发出的光均匀地照射在准球形水果样品上面，当可控光路切换器（42）切换到透射支路光纤（43），透射光由透射准直镜（44）耦合到透射支路光纤（43）后，由可控光路切换器（42）传入光谱仪（40），进行样品第一面透射光谱的采集；当可控光路切换器（42）切换在反射支路光纤（48），反射光由反射准直镜（46）耦合到反射支路光纤（48）后，由可控光路切换器（42）传入光谱仪（40），进行样品第一面反射光谱的采集；
S6、通过第三、四直线模组驱动主动抓手（25）、随动抓手（26），使其移动至与准球形水果样品（14）位于同一水平线上，再通过第一、二直线模组（21、29）同步驱动第三、四直线模组（22、28），使位于第三、四直线模组滑块上的主动抓手和随动抓手相对向准球形水果样品移动，使主、随动抓手压紧或抓紧准球形水果样品，然后同步驱动第三、四直线模组，通过主动抓手和随动抓手将准球形水果样品向上抬离样品自转托盘单元；接着启动第二步进电机，通过主动抓手和随动抓手将准球形水果样品翻转90°，使准球形水果样品的第二面到达透射准直镜（45）正上方与反射准直镜（46）正下方，最后同步驱动第三、四直线模组，通过主动抓手和随动抓手向下移动将准球形水果样品放回样品自转托盘单元，并通过驱动第一、二直线模组，使主动抓手、随动抓手返回到初始位置，重复步骤S5，完成样品第二面透射光谱或反射光谱的采集；
S7、重复步骤S6两次，使准球形水果样品两次翻转90度，完成第三、四面样品透射光谱或反射光谱的采集；
S8、先通过驱动第三、四直线模组分别将主、随动抓手向上移动到高于准球形水果样品的位置；再通过第一、二直线模组同步驱动主、随动摩擦轮向准球形水果样品平移至与行星运动机构的外圈接触；然后启动第三步进电机，使主动摩擦轮旋转，从而使行星运动机构的外圈及第一托盘套筒、样品转动90°，重复步骤S6一次，使准球形水果样品的第五面到达透射准直镜（45）正上方与反射准直镜（46）正下方，重复步骤S5，完成样品第五面透射光谱或反射光谱的采集；
S9、通过第三、四直线模组驱动主动抓手、随动抓手，使其移动至与准球形水果样品位于同一水平线上，再通过第一、二直线模组同步驱动第三、四直线模组，使位于第三、四直线模组滑块上的主动抓手和随动抓手相对向准球形水果样品移动，使主、随动抓手压紧或抓紧准球形水果样品，然后同步驱动第三、四直线模组，通过主动抓手和随动抓手将准球形水果样品向上抬离样品自转托盘单元；接着两次连续启动第二步进电机，通过主动抓手和随动抓手将准球形水果样品翻转180°，使准球形水果样品的第六面到达透射准直镜（45）正上方与反射准直镜（46）正下方，最后同步驱动第三、四直线模组，通过主动抓手和随动抓手向下移动将准球形水果样品放回样品自转托盘单元，并通过驱动第一、二直线模组，使主动抓手、随动抓手返回到初始位置，重复步骤S5，完成样品第六面透射光谱或反射光谱的采集；
S10、对光照角度进行调节时，启动第一电机，同步驱动各90度转向机构，进而通过90度转向机构连动推杆而驱动执行机构的支架使样品的光照角度变化；
S11、对光照距离进行调节时，启动伸缩杆机构的步进电机，通过设置步进电机的脉冲数调节伸缩杆机构的长度，使样品的光照距离变化。
CN201910597190.2A 2019-07-04 2019-07-04 一种近红外光谱检测装置及控制方法 Active CN110320175B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910597190.2A CN110320175B (zh) 2019-07-04 2019-07-04 一种近红外光谱检测装置及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910597190.2A CN110320175B (zh) 2019-07-04 2019-07-04 一种近红外光谱检测装置及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110320175A true CN110320175A (zh) 2019-10-11
CN110320175B CN110320175B (zh) 2021-07-13

Family

ID=68122539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910597190.2A Active CN110320175B (zh) 2019-07-04 2019-07-04 一种近红外光谱检测装置及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110320175B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111189795A (zh) * 2020-02-27 2020-05-22 南京农业大学 一种基于近红外光谱的便携式谷物品质在线检测装置
CN111443060A (zh) * 2020-05-15 2020-07-24 广东省农业科学院农产品公共监测中心 一种目标自适应可见近红外检测光源姿态调节装置及方法
CN111985353A (zh) * 2020-07-31 2020-11-24 同济大学 一种大范围监测装置
CN113075161A (zh) * 2021-03-31 2021-07-06 重庆电子工程职业学院 近红外水果内在品质检测***

Citations (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020006856A (ko) * 2000-07-13 2002-01-26 김강권 비파괴 과일 선별장치
CN1837788A (zh) * 2006-03-24 2006-09-27 浙江大学 基于光特性的水果内部品质在线无损检测方法和装置
EP1314020B1 (en) * 2000-08-28 2007-09-19 Glaxo Group Limited Method and apparatus for detecting on-line homogeneity
US7508517B2 (en) * 2004-05-12 2009-03-24 Pioneer Hi-Bred International, Inc. Non-destructive single seed or several seeds NIR analyzer and method
CN101393117A (zh) * 2007-09-20 2009-03-25 株式会社岛津制作所 分光光度计
CN101424636A (zh) * 2008-12-04 2009-05-06 中国计量学院 一种快速无损检测绿茶成分含量的装置及方法
CN101718522A (zh) * 2009-12-25 2010-06-02 华南农业大学 一种植物生长的非接触式无损检测装置及其检测方法
KR20120075907A (ko) * 2010-12-29 2012-07-09 브러커옵틱스코리아 주식회사 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치
CN102866117A (zh) * 2012-09-10 2013-01-09 江苏大学 一种便携式水果内部质量无损检测装置及方法
CN103018180A (zh) * 2012-12-11 2013-04-03 江苏大学 一种基于多源光信息技术的棉花病害检测方法和装置
CN103018179A (zh) * 2012-12-11 2013-04-03 江苏大学 一种作物水分胁迫的近红外偏振超光谱成像检测装置和方法
CN103048277A (zh) * 2012-12-14 2013-04-17 北京农业智能装备技术研究中心 近红外光谱无损检测水果内部品质的***及方法
US8553219B2 (en) * 2011-01-24 2013-10-08 Vanderbilt University Common detector for combined raman spectroscopy-optical coherence tomography
CN103472011A (zh) * 2013-09-20 2013-12-25 华东交通大学 一种应用光学检测器的便携式水果内部品质检测装置
CN103487396A (zh) * 2013-09-20 2014-01-01 华东交通大学 一种光照参数可调的近红外水果糖度无损检测装置
CN103592367A (zh) * 2013-10-23 2014-02-19 江苏大学 一种便携式禽蛋品质检测装置及方法
CN103940744A (zh) * 2014-04-28 2014-07-23 浙江大学 小型水果可见/近红外光谱动态在线采集装置
US20140300897A1 (en) * 2013-04-05 2014-10-09 Chemimage Corporation Security screening systems and methods
CN104359856A (zh) * 2014-11-19 2015-02-18 天津市傲绿农副产品集团股份有限公司 近红外水果无损检测装置
CN104777129A (zh) * 2015-04-18 2015-07-15 浙江大学 基于可见近红外光谱的柑橘类水果内部品质在线检测装置
CN105092518A (zh) * 2015-06-16 2015-11-25 江西农业大学 一种脐橙糖度快速无损检测方法和装置
CN105170485A (zh) * 2015-10-07 2015-12-23 西北农林科技大学 一种猕猴桃检测分级装置
CN105223133A (zh) * 2015-10-16 2016-01-06 江苏大学 一种秸秆碎末高效搅拌的试验装置及方法
WO2016011548A1 (en) * 2014-07-21 2016-01-28 Spectrum Scientific Inc. Method and device for bone scan in meat
CN105911018A (zh) * 2016-06-08 2016-08-31 浙江大学 自动放置参比的近红外光谱水果品质在线检测***
CN106000914A (zh) * 2016-05-24 2016-10-12 西北农林科技大学 一种在线无损检测霉心病的苹果分选装置
CN106018322A (zh) * 2016-06-29 2016-10-12 浙江大学 能自动参比和暗场采集的水果内部品质光谱检测装置
CN106124435A (zh) * 2016-07-04 2016-11-16 江苏大学 基于可见光、近红外、太赫兹融合光谱技术的大米新陈品质检测装置及检测方法
CN205808924U (zh) * 2016-06-08 2016-12-14 浙江大学 一种自动放置参比的近红外光谱水果品质在线检测***
CN106290950A (zh) * 2016-09-30 2017-01-04 中南林业科技大学 一种近红外光谱在线检测的自动进样装置及其控制方法
CN205879782U (zh) * 2016-06-29 2017-01-11 浙江大学 一种能自动参比和暗场采集的水果内部品质光谱检测装置
CN106353281A (zh) * 2016-09-30 2017-01-25 中南林业科技大学 一种近红外光谱自动在线检测装置及控制方法
CN206074440U (zh) * 2016-09-30 2017-04-05 中南林业科技大学 一种近红外光谱自动在线检测装置
CN107576628A (zh) * 2017-05-01 2018-01-12 无锡迅杰光远科技有限公司 基于近红外光谱技术的奶粉分类测定***及方法
NL2017235B1 (nl) * 2016-07-25 2018-01-31 De Greefs Wagen Carrosserie En Machb B V Meetinrichting voor het multispectraal meten van kwaliteitskenmerken of defecten van producten en werkwijze daarvoor
CN207203560U (zh) * 2017-09-18 2018-04-10 淮北民生矿山机器有限公司 一种刮泥耙装置
CN108318443A (zh) * 2018-01-23 2018-07-24 黑龙江大学 基于多特征波长的苹果糖度近红外检测装置及其检测方法
CN108627476A (zh) * 2018-06-15 2018-10-09 宁波市凌立工业产品设计有限公司 一种近红外光谱仪装置
CN108821176A (zh) * 2018-06-28 2018-11-16 安阳工学院 一种双平行四连杆机构的停车装置
CN109187544A (zh) * 2018-10-26 2019-01-11 温州大学 一种快速无损检测水果品质的装置及方法
JP6455794B2 (ja) * 2016-05-31 2019-01-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 水分量観察装置、水分量観察方法および栽培装置
CN105717115B (zh) * 2016-01-31 2019-05-14 浙江大学 基于光学成像技术的高通量植物表型分析装置和方法
KR20190056787A (ko) * 2017-11-17 2019-05-27 한국식품연구원 비파괴 품질측정장치
CN110018123A (zh) * 2019-05-16 2019-07-16 厦门斯坦道科学仪器股份有限公司 一种原位光谱法多参数水质监测方法及装置
CN110208212A (zh) * 2019-07-04 2019-09-06 中南林业科技大学 一种近红外光谱全方位无损检测装置及控制方法
CN110308113A (zh) * 2019-07-04 2019-10-08 中南林业科技大学 一种用于近红外光谱检测的全方位翻转准球形水果装置
CN110320176A (zh) * 2019-07-04 2019-10-11 中南林业科技大学 一种用于近红外光谱检测的可调光源装置及控制方法
KR102074393B1 (ko) * 2017-11-17 2020-02-14 한국식품연구원 근적외선 분광법을 이용한 비파괴 품질측정장치

Patent Citations (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020006856A (ko) * 2000-07-13 2002-01-26 김강권 비파괴 과일 선별장치
EP1314020B1 (en) * 2000-08-28 2007-09-19 Glaxo Group Limited Method and apparatus for detecting on-line homogeneity
US7508517B2 (en) * 2004-05-12 2009-03-24 Pioneer Hi-Bred International, Inc. Non-destructive single seed or several seeds NIR analyzer and method
CN1837788A (zh) * 2006-03-24 2006-09-27 浙江大学 基于光特性的水果内部品质在线无损检测方法和装置
CN101393117A (zh) * 2007-09-20 2009-03-25 株式会社岛津制作所 分光光度计
JP2009074877A (ja) * 2007-09-20 2009-04-09 Shimadzu Corp 分光光度計
CN101424636A (zh) * 2008-12-04 2009-05-06 中国计量学院 一种快速无损检测绿茶成分含量的装置及方法
CN101718522A (zh) * 2009-12-25 2010-06-02 华南农业大学 一种植物生长的非接触式无损检测装置及其检测方法
KR20120075907A (ko) * 2010-12-29 2012-07-09 브러커옵틱스코리아 주식회사 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치
US8553219B2 (en) * 2011-01-24 2013-10-08 Vanderbilt University Common detector for combined raman spectroscopy-optical coherence tomography
CN102866117A (zh) * 2012-09-10 2013-01-09 江苏大学 一种便携式水果内部质量无损检测装置及方法
CN103018180A (zh) * 2012-12-11 2013-04-03 江苏大学 一种基于多源光信息技术的棉花病害检测方法和装置
CN103018179A (zh) * 2012-12-11 2013-04-03 江苏大学 一种作物水分胁迫的近红外偏振超光谱成像检测装置和方法
CN103048277A (zh) * 2012-12-14 2013-04-17 北京农业智能装备技术研究中心 近红外光谱无损检测水果内部品质的***及方法
US20140300897A1 (en) * 2013-04-05 2014-10-09 Chemimage Corporation Security screening systems and methods
CN103472011A (zh) * 2013-09-20 2013-12-25 华东交通大学 一种应用光学检测器的便携式水果内部品质检测装置
CN103487396A (zh) * 2013-09-20 2014-01-01 华东交通大学 一种光照参数可调的近红外水果糖度无损检测装置
CN103487396B (zh) * 2013-09-20 2016-04-20 华东交通大学 一种光照参数可调的近红外水果糖度无损检测装置
CN103592367A (zh) * 2013-10-23 2014-02-19 江苏大学 一种便携式禽蛋品质检测装置及方法
CN103940744A (zh) * 2014-04-28 2014-07-23 浙江大学 小型水果可见/近红外光谱动态在线采集装置
WO2016011548A1 (en) * 2014-07-21 2016-01-28 Spectrum Scientific Inc. Method and device for bone scan in meat
CN104359856A (zh) * 2014-11-19 2015-02-18 天津市傲绿农副产品集团股份有限公司 近红外水果无损检测装置
CN104777129A (zh) * 2015-04-18 2015-07-15 浙江大学 基于可见近红外光谱的柑橘类水果内部品质在线检测装置
CN105092518A (zh) * 2015-06-16 2015-11-25 江西农业大学 一种脐橙糖度快速无损检测方法和装置
CN105170485A (zh) * 2015-10-07 2015-12-23 西北农林科技大学 一种猕猴桃检测分级装置
CN105223133A (zh) * 2015-10-16 2016-01-06 江苏大学 一种秸秆碎末高效搅拌的试验装置及方法
CN105717115B (zh) * 2016-01-31 2019-05-14 浙江大学 基于光学成像技术的高通量植物表型分析装置和方法
CN106000914A (zh) * 2016-05-24 2016-10-12 西北农林科技大学 一种在线无损检测霉心病的苹果分选装置
JP6455794B2 (ja) * 2016-05-31 2019-01-23 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 水分量観察装置、水分量観察方法および栽培装置
CN105911018A (zh) * 2016-06-08 2016-08-31 浙江大学 自动放置参比的近红外光谱水果品质在线检测***
CN205808924U (zh) * 2016-06-08 2016-12-14 浙江大学 一种自动放置参比的近红外光谱水果品质在线检测***
CN106018322A (zh) * 2016-06-29 2016-10-12 浙江大学 能自动参比和暗场采集的水果内部品质光谱检测装置
CN205879782U (zh) * 2016-06-29 2017-01-11 浙江大学 一种能自动参比和暗场采集的水果内部品质光谱检测装置
CN106124435A (zh) * 2016-07-04 2016-11-16 江苏大学 基于可见光、近红外、太赫兹融合光谱技术的大米新陈品质检测装置及检测方法
NL2017235B1 (nl) * 2016-07-25 2018-01-31 De Greefs Wagen Carrosserie En Machb B V Meetinrichting voor het multispectraal meten van kwaliteitskenmerken of defecten van producten en werkwijze daarvoor
CN106290950A (zh) * 2016-09-30 2017-01-04 中南林业科技大学 一种近红外光谱在线检测的自动进样装置及其控制方法
CN106353281A (zh) * 2016-09-30 2017-01-25 中南林业科技大学 一种近红外光谱自动在线检测装置及控制方法
CN206074440U (zh) * 2016-09-30 2017-04-05 中南林业科技大学 一种近红外光谱自动在线检测装置
CN107576628A (zh) * 2017-05-01 2018-01-12 无锡迅杰光远科技有限公司 基于近红外光谱技术的奶粉分类测定***及方法
CN207203560U (zh) * 2017-09-18 2018-04-10 淮北民生矿山机器有限公司 一种刮泥耙装置
KR20190056787A (ko) * 2017-11-17 2019-05-27 한국식품연구원 비파괴 품질측정장치
KR102074393B1 (ko) * 2017-11-17 2020-02-14 한국식품연구원 근적외선 분광법을 이용한 비파괴 품질측정장치
CN108318443A (zh) * 2018-01-23 2018-07-24 黑龙江大学 基于多特征波长的苹果糖度近红外检测装置及其检测方法
CN108627476A (zh) * 2018-06-15 2018-10-09 宁波市凌立工业产品设计有限公司 一种近红外光谱仪装置
CN108821176A (zh) * 2018-06-28 2018-11-16 安阳工学院 一种双平行四连杆机构的停车装置
CN109187544A (zh) * 2018-10-26 2019-01-11 温州大学 一种快速无损检测水果品质的装置及方法
CN110018123A (zh) * 2019-05-16 2019-07-16 厦门斯坦道科学仪器股份有限公司 一种原位光谱法多参数水质监测方法及装置
CN110208212A (zh) * 2019-07-04 2019-09-06 中南林业科技大学 一种近红外光谱全方位无损检测装置及控制方法
CN110308113A (zh) * 2019-07-04 2019-10-08 中南林业科技大学 一种用于近红外光谱检测的全方位翻转准球形水果装置
CN110320176A (zh) * 2019-07-04 2019-10-11 中南林业科技大学 一种用于近红外光谱检测的可调光源装置及控制方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHRISTOPHER T.ET: "Non-Destructive Spectroscopic Techniques and Multivariate Analysis for Assessment of Fat Quality in Pork and Pork Products: A Review", 《SENSORS》 *
JAYA SUNDARAM.ET: "Nondestructive NIR Reflectance Spectroscopic Method for Rapid Fatty Acid Analysis of Peanut Seeds", 《PEANUT SCIENCE》 *
MARENA MANLEY: "Near-infrared spectroscopy and hyperspectral imaging: non-destructive analysis of biological materials", 《CHEM SOC REV》 *
吴龙国等: "基于近红外高光谱成像技术的长枣含水量无损检测", 《光电子激光》 *
张令标等: "基于可见／近红外高光谱成像技术的番茄表面农药残留无损检测", 《食品与机械》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111189795A (zh) * 2020-02-27 2020-05-22 南京农业大学 一种基于近红外光谱的便携式谷物品质在线检测装置
CN111443060A (zh) * 2020-05-15 2020-07-24 广东省农业科学院农产品公共监测中心 一种目标自适应可见近红外检测光源姿态调节装置及方法
CN111985353A (zh) * 2020-07-31 2020-11-24 同济大学 一种大范围监测装置
CN111985353B (zh) * 2020-07-31 2024-06-04 同济大学 一种大范围监测装置
CN113075161A (zh) * 2021-03-31 2021-07-06 重庆电子工程职业学院 近红外水果内在品质检测***
CN113075161B (zh) * 2021-03-31 2023-11-17 重庆电子工程职业学院 近红外水果内在品质检测***

Also Published As

Publication number Publication date
CN110320175B (zh) 2021-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110320175A (zh) 一种近红外光谱检测装置及控制方法
CN110208212A (zh) 一种近红外光谱全方位无损检测装置及控制方法
CN110320176A (zh) 一种用于近红外光谱检测的可调光源装置及控制方法
CN106353281A (zh) 一种近红外光谱自动在线检测装置及控制方法
CN105157958B (zh) 照明灯具连续照度定心变径变角测试平台
CN110261348B (zh) 近红外光谱水果内部品质检测装置
CN110308113B (zh) 一种用于近红外光谱检测的全方位翻转准球形水果装置
US4116539A (en) Multi-position focusing apparatus
CN206074440U (zh) 一种近红外光谱自动在线检测装置
US5485231A (en) Apparatus for visual acuity test having an adjustable mirror
CN115656043A (zh) 水果综合品质检测的通用平台
CN201000362Y (zh) 同步反射分布光度计
CN100516792C (zh) 同步反射分布光度计
CN210037615U (zh) 一种叶绿素荧光成像装置
CN219270884U (zh) 一种用于红外偏心摄影眼球的红外led阵列灯
CN208634935U (zh) 可升降式吊灯装置
CN112197195A (zh) 一种智能家居用led照明装置
US11045085B2 (en) Optometry device and method of performing a test using such an optometry device
CN109559628A (zh) 一种用于机器人视觉技术教学的机器人运动机构
WO2008135889A1 (en) Illumination device
CN219737285U (zh) 一种拉曼光谱仪的调焦机构
CN215575952U (zh) 一种医学影像看片装置
CN211402633U (zh) 一种pcb板性能检测装置
CN218157582U (zh) 新型半自动验蛋机
CN220568377U (zh) 一种分光器件检测设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant