CN112525854A - 一种鉴定成分的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于食品、农业、生物、药品、液态产品检测领域，公开了一种鉴定成分的方法。是一种利用不同波长的近红外光LED作为鉴别成分的方法；利用不可见近红外光波段的光源照射样品，通过对样品的穿透率和漫反射率光谱的分析数据讯息经由手机传到云端对比数据库的数据推算出物品的成分。以达到确认蔬果肉类的新鲜度、食物的热量、蛋白质含量、药品酒类的真假，该鉴定方法可广泛的运用于各类食品药品和健康检测相关需求的产品；便于客户使用鉴别，具有实用性和推广性。
Description
技术领域
本发明属于食品、农业、生物、药品、液态产品检测领域，本发明涉及一种鉴定成分的方法。
背景技术
目前由于生活水平的提高人们更加重视食品的安全和身体的健康，包含蔬果肉类的新鲜度、食物的热量、蛋白质含量、药品酒类的真假的信息就变得特别重要。
现有技术包含使用近红外光谱检测技术检测食品成份，主要有利用双集成卤素灯作为光源，利用1mm InGaAs DLP(数字光处理，这种技术要先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来)chip on DMD(数字微镜芯片)作为检测组件，但这种检测组件较为昂贵，导致成本太高。还有利用红外LED作为光源利用多个图像传感器滤波器作为检测组件，但是目前的检测波段不够宽，导致检测产品有限，并且售价仍然不够便宜。因而造成技术不易推广使用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种鉴定成分的方法，是一种利用不同波长的近红外光LED作为鉴别成分的方法；利用不可见近红外光波段的光源照射样品，通过对样品的穿透率和漫反射率光谱的分析数据讯息经由手机传到云端对比数据库的数据推算出物品的成分。以达到确认蔬果肉类的新鲜度、食物的热量、蛋白质含量、药品酒类的真假，该鉴定方法可广泛的运用于各类食品药品和健康检测相关需求的产品；便于客户使用鉴别，具有实用性和推广性。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种鉴定成分的方法，包括COB环形近红外光光源、近红外光检测器、隔绝干扰光的外罩、电路控制***、智能型手机；其中，电路控制***连接控制COB环形近红外光光源和检测器，外罩罩住光源和检测器隔绝外界干扰光，当打开光源照射样品，其反射出来的光经过检测器就可以形成漫反射光谱，再通过蓝牙将数据传到手机。
所述COB是一种将LED芯片直接贴在高反光率的镜面金属基板上的高光效集成面光源技术。
所述鉴定成分方法包括：
a.用不同波长近红外光LED照射物品；
b.量测经过物品的近红外光穿透率和漫反射率光谱；
c.将所量测到的穿透率和漫反射率光谱透过手机与已知的数据参数作比对；
d.依照光谱比对结果作成分鉴定。
所述的已知的数据是提前对样品检测后录入的标准数据。
进一步的，所述的近红外光光源，其发光波长在700-2500nm之间；
进一步的，所述的近红外光光检测器，其侦测光谱波长区间为700-2500nm；
进一步的，所述的近红外光LED制作是指InGaAs系列LED或者InGaN系列LED搭配荧光粉或者量子点，具体的可以是：InGaAs系列LED、InGaAs系列LED搭配荧光粉、InGaAs系列LED搭配量子点、InGaN系列LED搭配荧光粉、InGaN系列LED搭配量子点这五种组合；
进一步的，荧光粉或者量子点能被InGaN系列LED和InGaAs系列LED激发产生近红外光；
进一步的，所述的近红外光LED，其光解析3-20nm；
本发明利用不可见近红外光光谱分析被检测物质成分的原理，利用不可见红外光波段的光源照射产品，通过对产品穿透率和漫反射率光谱的分析数据讯息经由手机传到云端对比数据库的数据推算出物品的成分。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
本发明可根据客户需求设计不同波长的简易近红外光成分分析仪。根据不同的待测物品和客户的精准度需求调整InGaAs的发光波长或者调整荧光粉和量子点的成份比例来满足客户需求。
本发明利用近红外光光谱分析能检测物质成分的原理；利用近红外光LED波长的光源的调变设计；照射产品产生不同光谱并结合既有云端数据的分析来获得相关讯息。利用本发明提供的成分方法，单纯近红外光检测器，控制不同波长LED，分别量测不同波长漫反射率和穿透率，因此可以以非常低廉的成本制作量测仪器；并可以依照客户产品的需求灵活地更换COB上的LED光源来测试不同产品。
附图说明
图1是本发明鉴定成分方法的整体示意图。
图2是不同待测物的近红外光光谱图。
图3是实施例1中的电路设计图。
图中：101.COB环形LED近红外光光源；201.近红外光检测器；301.隔绝外罩；401.电路控制***；501.智能型手机。
实施方式
下面通过具体实施例详述本发明，但不限制本发明的保护范围。如无特殊说明，本发明所采用的实验方法均为常规方法，所用实验器材、材料、试剂等均可从商业途径获得。
具体实施方式1
一种鉴定成分的方法，如图1所示，包括如下部件；
S100，提供一种COB环形LED近红外光光源101。
具体的，用InGaAs系列的红外光LED作为近红外光源，其中通过控制InGaAs中的In的含量来实现不同波段的红外光LED作为光源，其发光波长在700-2500nm之间；例如实现一种12种不同波段的选择，其中包括710nm、790nm、810nm、900nm、1000nm、1200nm、1350nm、1450nm、1700nm、1800nm、1940nm和2300nm，如图2所示，许多不同的化学键，如C-H、O-H、N-H等化学键在不同波长，有不同的吸收或震荡效果，因此在使用过程中可根据不同产品更换COB上的LED光源来实现测量。
S200，提供一种近红外光检测器201。
S300，提供一种隔绝外罩301，隔绝外界干扰光。
具体的，为隔绝外界干扰光，可以采用金属镀膜外罩来起到隔绝作用。
S400，电路控制***401，设计成结构如图3所示。
具体的，提供一个电路控制***在控制光源和传感器。
S500，一台智能型手机501。
具体的，提供一台智能型手机能够结合既有云端数据的分析来获得相关讯息。即智能型手机能够结合既有云端数据(即为录入的标准数据库)的分析来获得检测数据。
如图3所示，所述步骤S400可以设计为：
可序列给电流8-20组。
每组电流100mA-1A可调。
每组电流pulse 10mS-50mS可调。
每组电流间隔可调(20-100mS)。
每组电流pulse输出数量可调1-5个pulse。
可由IO控制以上电流输出。
每次驱动完二极管,再由controller抓取PD电压讯号,回馈给***。
具体应用步骤：开启近红外光光源照射产品，利用探测器采集透过产品的穿透率再将数据信息由手机传到云端对比数据库的数据推算出物品的成分。
例如为了检测不同厂家不同产地的面粉中的蛋白质含量，则需要一组光源，其波长为：1800nm、1820nm、1880nm、1940nm、2100nm、2140nm、2180nm、2310nm、2230nm、2270nm、2310nm、2350nm。其中包含蛋白质的特征峰2180nm波段，用这样一组光源照射面粉，通过探测器去收集不同厂家的面粉在不同波段的吸收光谱，再通过蓝牙传输到手机上，手机再传到云端对比标准数据库的数据推算出面粉中蛋白质的含量。其中光谱数据的计算平均值利用偏最小二乘方法，将国标方法测定的样品中成分含量作为近红外分析模型建立所需的化学指标数值，建立面粉中蛋白质的近红外分析模型，将所得近红外光谱数据的计算平均值传输到近红外分析模型，即可得出不同厂家面粉中的蛋白质含量。该组光源中含有特定1940nm的波段也可以用同样的方法测量出样品中的水分含量。
实施例2
在一个实施例中，所述步骤S100 COB环形LED近红外光光源101还可以是：
用InGaAs系列的红外光LED作为近红外光源，可以通过控制荧光粉的成分和比例来实现不同波段的红外光LED作为光源，使其发光波长在700-2500nm之间。例如：InGaAs系列的LED+Ca(1-x)ZnOS:xNd3荧光粉；其它步骤和参数同实施例1。
实施例3
在一个实施例中，所述步骤S100 COB环形LED近红外光光源101还可以是：
用InGaAs系列的红外光LED作为近红外光源，可以通过控制量子点的成分和比例来实现不同波段的红外光LED作为光源，使其发光波长在700-2500nm之间。例如：InGaAs系列的LED+PbS量子点；其它步骤和参数同实施例1。
实施例4
在一个实施例中，所述步骤S100 COB环形LED近红外光光源101还可以是：
用InGaN系列LED作为近红外光源，其中通过控制荧光粉的成分和比例来实现不同波段的近红外光LED作为光源，使其发光波长在700-2500nm之间。InGaN系列的LED+NaAl5O8:Ce3+x,Fe3+y,Er3+z荧光粉；其它步骤和参数同实施例1。
实施例5
在一个实施例中，所述步骤S100 COB环形LED近红外光光源101还可以是：
用InGaN系列LED作为近红外光源，其中通过控制量子点的成分和比例来实现不同波段的近红外光LED作为光源，使其发光波长在700-2500nm之间。InGaN系列的红外光+PbSe量子点；其它步骤和参数同实施例1。
实施例6
所述步骤S300提供一种隔绝外罩301，可以采用镀DBR外罩来起到隔绝作用。其它步骤和参数同实施例1。
应用例
为了检测不同厂家不同产地的面粉中的蛋白质含量，则需要一组光源，其波长为：1800nm、1820nm、1880nm、1940nm、2100nm、2140nm、2180nm、2310nm、2230nm、2270nm、2310nm、2350nm。其中包含蛋白质的特征峰2180nm波段，用这样一组光源照射面粉，通过探测器去收集不同厂家的面粉在不同波段的吸收光谱，再通过蓝牙传输到手机上，手机再传到云端对比标准数据库的数据推算出面粉中蛋白质的含量。其中光谱数据的计算平均值利用偏最小二乘方法，将国标方法测定的样品中成分含量作为近红外分析模型建立所需的化学指标数值，建立面粉中蛋白质的近红外分析模型，将所得近红外光谱数据的计算平均值传输到近红外分析模型，即可得出不同厂家面粉中的蛋白质含量。该组光源中含有特定1940nm的波段也可以用同样的方法测量出样品中的水分含量。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的全部实施例。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种鉴定成分的方法，其特征是，包括COB环形近红外光光源、近红外光检测器、隔绝干扰光的外罩、电路控制***、智能型手机；
所述鉴定成分方法包括：
a.用不同波长近红外光LED照射物品；
b.量测经过物品的近红外光穿透率和漫反射率光谱；
c.将所量测到的穿透率和漫反射率光谱透过手机与已知的数据参数作比对；
d.依照光谱比对结果作成分鉴定。
2.如权利要求1所述的一种鉴定成分的方法，其特征是，所述的已知的数据是提前对样品检测后录入的标准数据。
3.如权利要求2所述的一种鉴定成分的方法，其特征是，所述的近红外光光源，其发光波长在700-2500nm之间。
4.如权利要求2所述的一种鉴定成分的方法，其特征是，所述的近红外光光检测器，其侦测光谱波长区间为700-2500nm。
5.如权利要求2所述的一种鉴定成分的方法，其特征是，近红外光LED制作是指InGaAs系列LED或者InGaN系列LED搭配荧光粉或者量子点。
6.如权利要求5所述的一种鉴定成分的方法，其特征是，所述的近红外光LED具体为InGaAs系列LED、InGaAs系列LED搭配荧光粉、InGaAs系列LED搭配量子点、InGaN系列LED搭配荧光粉、InGaN系列LED搭配量子点这五种组合。
7.如权利要求5所述的一种鉴定成分的方法，其特征是，荧光粉或者量子点能被InGaN系列LED和InGaAs系列LED激发产生近红外光。
8.如权利要求2所述的一种鉴定成分的方法，其特征是，所述的近红外光LED，其光解析3-20nm。
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