CN207992031U - 无损伤农产品品质分析仪 - Google Patents

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王冬
韩平
罗娜
王世芳
田晓琴
付海龙
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Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences
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BEIJING AGRICULTURAL QUALITY STANDARDS AND TESTING TECHNOLOGY RESEARCH CENTER
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Abstract

本实用新型涉及农产品质量安全技术领域,提供了一种无损伤农产品品质分析仪。该分析仪包括阵列窄带宽光源、样品仓、与样品仓连通的壳体以及设置在壳体内的光阀、透镜、检测器、数据处理***和控制器;样品仓、光阀、透镜和检测器沿阵列窄带宽光源的光路方向依次设置;检测器用于将接收到的光信号转换为电信号;数据处理***与检测器电连接,用于将电信号转换为数字信号后进行存储;阵列窄带宽光源包括多个呈阵列分布的窄带宽单光源;检测器、光阀、数据处理***和每个窄带宽单光源均与控制器电连接。本实用新型通过各窄带宽单光源依次启闭,避免了检测过程中所有窄带宽单光源集中照射待测样品,从而有效减小了热效应对待测样品的伤害。

Description

无损伤农产品品质分析仪
技术领域
本实用新型涉及农产品质量安全技术领域,具体涉及一种无损伤农产品品质分析仪。
背景技术
随着我国经济建设的飞速发展,农产品质量安全也日益成为人们关注与热议话题。农产品质量安全主要包括质量和安全两个方面,其中,质量是指农产品的品质是否达标、是否具有足够的营养成分以及是否具有良好的风味口感;安全是指农产品是否含有危害健康的风险因素,具体包括物理、化学、生物等多方面直接或间接风险因素。
我国是农业大国,农产品质量安全直接关系到国计民生。目前,农产品市场存在检测需求多、检测量大等问题。在如此高通量需求下,以近红外光谱技术为代表的无损快速分析已成为农产品质量安全的首选解决方案。而采用近红外光谱技术对农产品进行检测时,其采用的大功率近红外光源会产生热效应,也就是说,农产品在检测过程中会被不断加热,从而极易导致农产品加速老化、新鲜度下降、储存期缩短。
发明内容
本实用新型要解决的是现有技术中农产品质量安全检测时易产生热效应,进而导致农产品加速老化、新鲜度下降、储存期缩短的技术问题。
为解决上述问题,本实用新型提供了一种无损伤农产品品质分析仪,该分析仪包括阵列窄带宽光源、样品仓、与所述样品仓连通的壳体以及设置在所述壳体内的光阀、透镜、检测器、数据处理***和控制器;所述样品仓、所述光阀、所述透镜和所述检测器沿所述阵列窄带宽光源的光路方向依次设置;所述检测器用于将接收到的光信号转换为电信号;所述数据处理***与所述检测器电连接,用于将所述电信号转换为数字信号后进行存储;所述阵列窄带宽光源包括多个呈阵列分布的窄带宽单光源;所述检测器、所述光阀、所述数据处理***和每个所述窄带宽单光源均与所述控制器电连接。
其中,所述检测器包括光电倍增管、铟镓砷检测器、硫化铅检测器、硅检测器、硫酸三甘肽检测器和氘代硫酸三甘肽检测器中的至少一种。
其中,所述窄带宽单光源为窄带宽超强发光二极管。
其中,所述光阀为液晶光阀。
其中,所述透镜的材质为近红外石英。
其中,所述壳体的外壁上设有分别与所述控制器电连接的显示屏、电源指示灯、工作指示灯、异常报警灯、电源开关、复位开关和数据接口。
其中,所述壳体内还设有与所述控制器电连接的风扇,所述壳体的壁面上设有散热孔。
其中,所述壳体内还设有与所述控制器电连接的电池。
其中,所述壳体的底部设有调节脚。
其中,所述数据处理***包括滤波器、放大器、模数转换器和存储器,所述滤波器的输入端与所述检测器的输出端电连接,所述滤波器的输出端依次通过所述放大器和所述模数转换器与所述存储器的输入端电连接,所述存储器的输出端与所述控制器电连接。
本实用新型结构简单、操作便捷,使用时首先控制多个光源依次照射待测样品,同时开启光阀,光源发射的光束穿过待测样品后,便可经光阀整理为平行光后通过透镜汇聚到检测器上,检测器将接受的光信号转换为电信号后,数据处理***就可将该电信号转换为数字信号后进行存储。可见,整个检测过程中,所有光源并未集中照射待测样品,而是各个光源依次启闭,从而可以大幅减小热效应对待测样品的伤害,有效延长待测样品的储存时间。
附图说明
图1是本实用新型实施例中的一种无损伤农产品品质分析仪的正视剖视示意图;
图2是本实用新型实施例中的一种无损伤农产品品质分析仪的俯视示意图;
图3是本实用新型实施例中阵列窄带宽光源的正视示意图;
图4是本实用新型实施例中光阀处于通光状态的示意图;
图5是本实用新型实施例中光阀处于未通光状态的示意图。
附图标记:
1、阵列窄带宽光源;1-1、窄带宽单光源;2、样品仓;2-1、待测样品;3、光阀;4、透镜;5、检测器;6-1、滤波器;6-2、放大器;6-3、模数转换器;6-4、存储器;7、控制器;8、壳体;9、电池;10、散热孔;11、风扇;12、显示屏;13、电源开关;14、电源指示灯;15、工作指示灯;16、异常报警灯;17、调节脚;18、数据接口;19、复位开关。
具体实施方式
为使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合实用新型中的附图,对实用新型中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,除非另有说明,术语“顶”、“底”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的***或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。
结合图1至图3所示,本实用新型提供了一种无损伤农产品品质分析仪,该分析仪包括阵列窄带宽光源1、样品仓2、与样品仓2连通的壳体8以及设置在壳体8内的光阀3、透镜4、检测器5、数据处理***和控制器7;样品仓2、光阀3、透镜4和检测器5沿阵列窄带宽光源1的光路方向依次设置;检测器5用于将接收到的光信号转换为电信号;数据处理***与检测器5电连接,用于将电信号转换为数字信号后进行存储;阵列窄带宽光源1包括多个呈阵列分布的窄带宽单光源1-1;检测器5、光阀3、数据处理***和每个窄带宽单光源1-1均与控制器7电连接。
使用时:第一步、采集参比光谱数据,具体地:首先,保持样品仓2空置;然后,通过控制器7控制所有窄带宽单光源1-1依次启闭,与此同时,控制器7控制光阀3开启即让光阀3处于通光状态,由此每个窄带宽单光源1-1依次发射的光束便可穿过光阀3,并经透镜4汇聚到检测器5上,检测器5将接收的光信号转换为电信号后,再通过数据处理***将该电信号转换为数字信号后进行存储;最后,控制器7控制光阀3关闭即让光阀3处于未通光状态。第二步、首先,将待测样品2-1放入样品仓2;然后,通过控制器7控制所有窄带宽单光源1-1依次启闭,与此同时,控制器7控制光阀3开启即让光阀3处于通光状态,由此每个窄带宽单光源1-1依次发射的光束穿过待测样品2-1后,便可由光阀3整理为平行光后通过透镜4汇聚到检测器5上,检测器5将接受到的光信号转换为电信号后,数据处理***就会将该电信号转换为数字信号后进行存储;最后,控制器7控制光阀3关闭即让光阀3处于未通光状态。可见,该分析仪通过各窄带宽单光源1-1依次启闭,避免检测过程中窄带宽光源1中的所有窄带宽单光源1-1同时开启而造成对待测样品2-1的集中照射,从而大幅减小了热效应对待测样品2-1的伤害,有效延长了待测样品2-1的储存时间。
优选地,检测器5包括光电倍增管、铟镓砷检测器、硫化铅检测器、硅检测器、硫酸三甘肽检测器和氘代硫酸三甘肽检测器中的至少一种。需要说明的是,实际使用时,检测器5的类型可根据待测样品2-1的种类和窄带宽光源1的性质进行选择。
优选地,窄带宽单光源1-1可以但不限于是窄带宽超强发光二极管(Superluminescent diode,以下简称SLED)。其中,每个SLED的中心波长可根据待测样品2-1的种类和大小进行设置。优选地,SLED的发光带宽不大于10nm。
优选地,光阀3可以但不限于是液晶光阀,透镜4的材质可以但不限于是近红外石英。
优选地,壳体8的外壁上设有分别与控制器7电连接的显示屏12、电源指示灯14、工作指示灯15、异常报警灯16、电源开关13、复位开关19和数据接口18。其中,当该分析仪使用过程中出现故障时,异常报警灯16亮起,工作人员可直接通过启动复位开关19,重启该分析仪来消除故障,重启排除故障后,异常报警灯16熄灭。另外,工作人员可通过数据接口18将存储在数据处理***中的数据导出或导入分析模型及分析数据。该数据接口18可以但不限于是USB接口。
优选地,壳体8内还设有与控制器7电连接的风扇11,壳体8的壁面上设有散热孔10。由此,检测时,控制器7控制风扇11启动,以利用风扇11的转动来增大壳体8内空气的扰动,从而不仅可增大壳体8内各个部件与空气的对流换热效率,而且还可提高壳体8内外空气的循环速度。
更优选地,散热孔10设置在壳体8的侧壁或底面上。
优选地,壳体8内还设有与控制器7电连接的电池9。需要说明的是,该分析仪除了可以采用电池9供电以外,还可直接通过外接电源供电。
优选地,壳体8的底部设有调节脚17。其中,调节脚17可以但不限于是螺栓。由此,当工作台不太平整时,工作人员可分别调整各个调节脚17的高度,以使该分析仪在平台上保持水平。
优选地,数据处理***包括滤波器6-1、放大器6-2、模数转换器6-3和存储器6-4,滤波器6-1的输入端与检测器5的输出端电连接,滤波器6-1的输出端依次通过放大器6-2和模数转换器6-3与存储器6-4的输入端电连接,存储器6-4的输出端与控制器7电连接。由此,检测器5将转换的电信号输入数据处理***中后,该电信号首先经过滤波器6-1滤波,滤波完成后再通过放大器6-2放大,最后再由模数转换器6-3转换为数字信号后存储在存储器6-4内。
下面以液晶光阀为例,对本实施例的无损伤农产品品质分析仪的使用方法进行说明:
S1、保持样品仓2空置,打开电源开关13,此时电源指示灯14亮起;
S2、通过控制器7控制各个窄带宽单光源1-1依次启闭,同时,启动风扇11和液晶光阀,如图4所示,此时液晶光阀处于通光状态,液晶光阀中液晶分子的排列方向与光路方向平行,允许检测光通过,工作指示灯15亮起,开始采集参比光谱数据;
S3、完成参比光谱数据采集后,关闭液晶光阀,如图5所示,此时液晶光阀中液晶分子的排列方向杂乱,不允许检测光通过,工作指示灯15熄灭;
S4、将待测样品2-1放入样品仓2;
S5、通过控制器7控制各个窄带宽单光源1-1依次启闭,同时,启动液晶光阀,工作指示灯15亮起,如图4所示,此时液晶光阀处于通光状态,液晶光阀中液晶分子的排列方向与光路方向平行,允许检测光通过,窄带宽单光源1-1发出的光束穿过待测样品2-1后,可直接穿过液晶光阀照射到透镜4上,透镜4便将从液晶光阀发出的平行光束汇聚到检测器5上,检测器5再将其转换为电信号后依次输入滤波器6-1和放大器6-2,进行滤波和放大,最后再由模数转换器6-3转换为数字信号后存储在存储器6-4内。需要说明的是,当该分析仪使用过程中出现故障时,异常报警灯16亮起,工作人员可直接通过启动复位开关19,重启该分析仪来消除故障,重启排除故障后,异常报警灯16熄灭。
S6、关闭阵列窄带宽光源1,同时关闭液晶光阀,工作指示灯15熄灭,如图5所示,此时液晶光阀处于未通光状态,液晶光阀中液晶分子呈无序杂乱状态,不允许检测光通过。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种无损伤农产品品质分析仪,其特征在于,包括阵列窄带宽光源、样品仓、与所述样品仓连通的壳体以及设置在所述壳体内的光阀、透镜、检测器、数据处理***和控制器;所述样品仓、所述光阀、所述透镜和所述检测器沿所述阵列窄带宽光源的光路方向依次设置;所述检测器用于将接收到的光信号转换为电信号;所述数据处理***与所述检测器电连接,用于将所述电信号转换为数字信号后进行存储;所述阵列窄带宽光源包括多个呈阵列分布的窄带宽单光源;所述检测器、所述光阀、所述数据处理***和每个所述窄带宽单光源均与所述控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的无损伤农产品品质分析仪,其特征在于,所述检测器包括光电倍增管、铟镓砷检测器、硫化铅检测器、硅检测器、硫酸三甘肽检测器和氘代硫酸三甘肽检测器中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的无损伤农产品品质分析仪,其特征在于,所述窄带宽单光源为窄带宽超强发光二极管。
4.根据权利要求1所述的无损伤农产品品质分析仪,其特征在于,所述光阀为液晶光阀。
5.根据权利要求1所述的无损伤农产品品质分析仪,其特征在于,所述透镜的材质为近红外石英。
6.根据权利要求1所述的无损伤农产品品质分析仪,其特征在于,所述壳体的外壁上设有分别与所述控制器电连接的显示屏、电源指示灯、工作指示灯、异常报警灯、电源开关、复位开关和数据接口。
7.根据权利要求1所述的无损伤农产品品质分析仪,其特征在于,所述壳体内还设有与所述控制器电连接的风扇,所述壳体的壁面上设有散热孔。
8.根据权利要求1所述的无损伤农产品品质分析仪,其特征在于,所述壳体内还设有与所述控制器电连接的电池。
9.根据权利要求1所述的无损伤农产品品质分析仪,其特征在于,所述壳体的底部设有调节脚。
10.根据权利要求1至9任一项所述的无损伤农产品品质分析仪,其特征在于,所述数据处理***包括滤波器、放大器、模数转换器和存储器,所述滤波器的输入端与所述检测器的输出端电连接,所述滤波器的输出端依次通过所述放大器和所述模数转换器与所述存储器的输入端电连接,所述存储器的输出端与所述控制器电连接。
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