CN205656125U - 一种用于近红外光谱分析仪的液体检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于近红外光谱分析仪的液体检测装置，包括内通光孔、半透半反镜片、样品试管、样品固定槽、样品通道探测器、空气通道探测器以及导轨，内通光孔、半透半反镜片和样品通道探测器布置在一条直线上组成样品测试光路，空气通道探测器设置在半透半反镜片的一侧，用于接收半透半反镜片的反射光；样品固定槽其中两个侧面上设有用于使半透半反镜片的透射光通过的通孔，检测时，样品试管放置在样品固定槽内，样品固定槽在导轨上的位置可调。本实用新型通过建立上述的样品测试光路，可以实现对液体的检测，通过将样品固定槽设置在导轨上，可以实现对同一样品不同位置的检测，从而便于后面通过多次采样取平均值的方法提高数据有效性。
Description
技术领域
本实用新型属于近红外光谱分析仪研究领域，具体涉及一种用于近红外光谱分析仪的液体检测装置。
背景技术
近红外(NIR)光谱检测技术是近年来发展较为迅速的一种高新分析测试技术，与传统分析仪相比，近红外光谱分析仪具有无损检测、分析效率高、分析速度快、分析成本低、重现性好等独特优势。
近红外光谱分析主要是利用被测物体表面对固定波长近红外光的吸收特性来进行各种物质含量的分析。目前的近红外光谱分析主要用于饲料、土壤等固体物质的含量检测，如要对液体进行检测，则存在检测精度不高的缺陷。
为此，寻求一种可用于近红外光谱分析仪，且能进行较高精度液体检测的装置具有重要实用价值。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于近红外光谱分析仪的液体检测装置，该装置通过优化原有光路，可以实现对液体的检测，同时通过采用步进电机与丝杠，可以实现同一样品不同位置的检测，进而便于后续通过多次求平均的方式确定检测值，大幅度提高检测精度。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
一种用于近红外光谱分析仪的液体检测装置，包括内通光孔、半透半反镜片、样品试管、样品固定槽、样品通道探测器、空气通道探测器以及导轨，所述内通光孔、半透半反镜片和样品通道探测器布置在一条直线上组成样品测试光路，所述空气通道探测器设置在半透半反镜片的一侧，用于接收半透半反镜片的反射光；所述样品固定槽其中两个侧面上设有用于使半透半反镜片的透射光通过的通孔，检测时，所述样品试管放置在所述样品固定槽内，样品固定槽在导轨上的位置可调。本实用新型通过建立上述的样品测试光路，可以实现对液体的检测，通过将样品固定槽设置在导轨上，可以实现对同一样品不同位置的检测。
优选的，所述液体检测装置包括步进电机和丝杠，所述样品固定槽固定在导轨上的滑块上，同时滑块一侧与丝杠连接，导轨与丝杠水平方向平行；所述丝杠与步进电机相连接，步进电机带动丝杠转动。所述滑块和丝杠相配合，丝杠转动带动滑块同时在导轨与丝杠上水平移动，从而带动样品试管移动，实现自动定位。
优选的，在导轨一侧设有用于定位样品试管位置的红外光耦。红外光耦相比于传统的霍尔传感器精度更高。
优选的，所述液体检测装置还包括一暗箱，在暗箱上部设有用于放入样品试管的上板样品口，在暗箱上与内通光孔相对应位置设有外通光孔。从而可以减少环境光线的干扰，有效提高检测精度。
更进一步的，所述样品固定槽和上板样品口之间安装有遮光板。在样品试管进入检测位置后，遮光板将透过上板样品口的光线挡住，从而可进一步屏蔽外部光线干扰，提高检测精度。
优选的，所述样品试管为长方体形状，使检测光线在通过试管时不发生折射，从而提高光线利用率，减少折射损失。
具体的，所述液体检测装置包括底座，以及固定在底座上的第一支架，所述第一支架内部中空，半透半反镜片安装在其内部，内通光孔设置在第一支架一侧，与半透半反镜片光轴方向成45度角，在第一支架另一侧开有用于安装空气通道探测器的第一安装孔。
更进一步的，所述底座上还设有第二支架和导轨支架，样品通道探测器安装在第二支架上；所述导轨固定在导轨支架上，所述步进电机固定在第二支架和导轨支架之间的底座上。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本实用新型通过建立样品测试光路，可以基于近红外光谱分析仪进行液体检测，同时通过将样品固定槽设置在导轨上，可以在保证运动状态下，样品试管平面与检测光线的垂直度，同时提高了导轨方向的检测重复性，可通过多次求平均的方式确定检测值，大幅度提高检测精度。
2、本实用新型采用步进电机和丝杠的联合控制结构来对样品固定槽在导轨上的位置进行精确的控制，提高了装置的自动化程度。
3、本实用新型采用红外光耦进行定位，具有定位精度高的优点，进而可提高检测精度。
4、本实用新型样品固定槽上方安装有遮光板，在样品试管进入检测位置后，遮光板将上板样品口的光线挡住，使暗室完全屏蔽外部光线干扰，进一步提高检测精度。
5、本实用新型中，将现有技术中圆形的样品试管改为了长方体形状的样品试管，使检测光线在通过试管时不发生折射，从而提高光线利用率，提升检测的精度。
附图说明
图1为本实施例暗箱外观示意图；
图2为本实施例待机状态的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为本实施例检测状态的结构示意图。
图1-图4中：1-上板样品口；2-外通光孔；3-半透半反镜片；4-样品固定槽；5-滑块；6-样品试管；7-遮光板；8-红外光耦；9-内通光孔；10-样品通道探测器；11-空气通道探测器；12-丝杠；13-步进电机；14-导轨。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
参见图1-4，本实施例所述一种用于近红外光谱分析仪的液体检测装置，包括暗箱和设置在暗箱内部的其他装置。所述暗箱上设有上板样品口1和外通光孔2。在暗箱内部包括：内通光孔9、半透半反镜片3、样品试管6、样品固定槽4、遮光板7、滑块5、导轨14、步进电机13、丝杠12、红外光耦8、样品通道探测器10和空气通道探测器9。
本实施例中，外通光孔2、内通光孔9、半透半反镜片3和样品通道探测器10布置在一条直线上组成样品测试光路，空气通道探测器9布置在与样品测试光路垂直的方向上。
本实施例中，液体检测装置设有底座，底座上设有第一支架、第二支架和导轨支架，第一支架内部中空，半透半反镜片安装在其内部，内通光孔设置在第一支架一侧，与半透半反镜片光轴方向成45度角，在第一支架另一侧开有用于安装空气通道探测器的第一安装孔。样品通道探测器安装在第二支架上。所述导轨固定在导轨支架上，所述步进电机固定在第二支架和导轨支架之间的底座上。
样品试管6安装在样品固定槽4上，样品固定槽4与滑块5固定连接。所述滑块5上开有两孔，导轨14穿过其中第一个孔，丝杠12穿过其中第二个孔，导轨14与丝杠12水平方向平行。所述丝杠12与步进电机13相连接，步进电机13转动带动丝杠12的转动，然后滑块5和丝杠12相配合，使滑块5在导轨14上进行精确移动，从而带动样品试管6移动。导轨14的一侧还安装有红外光耦8，用来精确定位样品的位置。
所述近红外光谱分析仪的液体检测装置的使用状态包括待机状态和检测状态。待机状态如图2所示，检测样品通过上板样品口1放置在样品试管6中，样品试管6与样品检测光路并未在一条直线上；之后步进电机13转动带动丝杠12的转动来使滑块5在导轨14上移动，并通过红外光耦对样品位置进行高精度定位，将样品由上板样品口1处转动至检测位置，检测状态如图4所示。
所述样品固定槽和上板样品口之间安装有遮光板7，在样品试管6进入检测位置后，遮光板7将上板样品口1的光线挡住，使暗箱完全屏蔽外部光线干扰，进一步提高检测精度。
检测状态时，近红外检测光线首先通过外通光孔2进入暗箱内部，然后通过内通光孔9到达半透半反镜片3，之后光线分为两路，小部分光线通过反射进入空气通道探测器11；大部分光线透过半透半反镜片3向内照射到样品试管6，检测光线通过样品试管6及样品后发生了吸收现象，通过样品试管及样品后的透射光线进入样品通道探测器10，样品通道探测器10记录检测信号。然后步进电机控制样品固定槽在导轨上移动到下一个位置，重复上述检测过程。最后样品通道探测器将所有不同位置采集的检测信号进行比对和取平均值，再与样品检测前的测试信号数据做对比，实现对物质含量的检测。
检测完成后，步进电机13反转带动样品固定槽回位，并通过红外光耦8高精度定位，保证下次检测位置重复性。
由于光线在通过曲面玻璃时会发生折射现象，因此一般圆形试管在测试时会有部分检测光线被折射而导致探测器检测信号减弱，因此本实施例将样品试管改为长方体，使检测光线在通过试管时不发生折射，从而提高光线利用率，减少折射损失。
以上所述实施例仅表达了实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种用于近红外光谱分析仪的液体检测装置，其特征在于，包括内通光孔、半透半反镜片、样品试管、样品固定槽、样品通道探测器、空气通道探测器以及导轨，所述内通光孔、半透半反镜片和样品通道探测器布置在一条直线上组成样品测试光路，所述空气通道探测器设置在半透半反镜片的一侧，用于接收半透半反镜片的反射光；所述样品固定槽其中两个侧面上设有用于使半透半反镜片的透射光通过的通孔，检测时，所述样品试管放置在所述样品固定槽内，样品固定槽在导轨上的位置可调。
2.根据权利要求1所述的用于近红外光谱分析仪的液体检测装置，其特征在于，所述液体检测装置包括步进电机和丝杠，所述样品固定槽固定在导轨上的滑块上，同时滑块一侧与丝杠连接，导轨与丝杠水平方向平行；所述丝杠与步进电机相连接，步进电机带动丝杠转动。
3.根据权利要求1所述的用于近红外光谱分析仪的液体检测装置，其特征在于，在导轨一侧设有用于定位样品固定槽位置的红外光耦。
4.根据权利要求1所述的用于近红外光谱分析仪的液体检测装置，其特征在于，所述液体检测装置还包括一暗箱，在暗箱上部设有用于放入样品试管的上板样品口，在暗箱上与内通光孔相对应位置设有外通光孔。
5.根据权利要求4所述的用于近红外光谱分析仪的液体检测装置，其特征在于，所述样品固定槽和上板样品口之间安装有遮光板。
6.根据权利要求1所述的用于近红外光谱分析仪的液体检测装置，其特征在于，所述样品试管为长方体形状。
7.根据权利要求2所述的用于近红外光谱分析仪的液体检测装置，其特征在于，所述液体检测装置包括底座，以及固定在底座上的第一支架，所述第一支架内部中空，半透半反镜片安装在其内部，内通光孔设置在第一支架一侧，与半透半反镜片光轴方向成45度角，在第一支架另一侧开有用于安装空气通道探测器的第一安装孔。
8.根据权利要求7所述的用于近红外光谱分析仪的液体检测装置，其特征在于，所述底座上还设有第二支架和导轨支架，样品通道探测器安装在第二支架上；所述导轨固定在导轨支架上，所述步进电机固定在第二支架和导轨支架之间的底座上。
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