CN210154992U - 一种漫透射及漫反射光谱采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种漫透射及漫反射光谱采集装置，该装置将漫透射光源、漫透射物料槽和漫透射采集暗室同轴且由下至上依次对应，将漫反射光源、漫反射物料槽、漫反射采集暗室同轴且由上至下依次对应；由此，漫透射光源穿过漫透射物料槽中的单粒样品，在漫透射物料槽内采集漫透射光谱；漫反射光源射入漫反射物料槽中的多粒样品，在漫反射物料槽内采集漫反射光谱，从而可同时采集单粒漫透射光谱和多粒漫反射光谱，本实用新型能够确保每次采集单粒样品的位置一致，代替人工放置而防止操作繁琐及操作误差，且能同时采集单粒样品和多粒样品的光谱，或单独采集单粒样品或多粒样品的光谱，为采集操作提供了更精准的检测环境，使获得的检测数据更为精准。

Description

一种漫透射及漫反射光谱采集装置

技术领域

本实用新型实施例涉及光学采集设备技术领域，尤其涉及一种漫透射及漫反射光谱采集装置。

背景技术

传统的采集颗粒农产品内部成分一般采用理化实验，程序繁琐，耗时耗力。近些年来，随着近红外光谱技术的发展，快速无损采集方法逐渐代替了传统理化方法。通常，颗粒农产品内部成分的真实性直接影响了快速无损采集方法中预测模型的精准性，因此真实获取农产品内部成分，对预测模型至关重要。

检测颗粒农产品不同的化学指标，也就决定了是使用单粒光谱建立预测模型还是多粒建立预测模型。但是，以往测量单粒样品时需要人为放置单粒样品，操作繁琐，且人为放置位置的误差会影响光谱的真实性；另外，以往研究单粒样品和多粒样品的光谱对预测模型的影响时，需要分别采集单粒样品和多粒样品的信息而不能同时采集，花费的时间较多。

因此，目前亟需一种能够确保每次采集单粒样品的位置一致，代替人工放置而防止操作繁琐及操作误差，且能选择同时采集单粒样品和多粒样品的光谱，或单独采集单粒样品或多粒样品的光谱的装置。

实用新型内容

为了解决目前每次采集单粒样品需人工放置而导致误差较大、且不能同时采集单粒样品和多粒样品的光谱的问题，本实用新型提供一种漫透射及漫反射光谱采集装置，该装置包括由下至上依次设置的漫透射光源、物料盘和光纤转架；其中，光纤转架上设有漫反射光源、漫反射采集暗室和漫透射采集暗室；物料盘上设有漫反射物料槽和多个漫透射单孔，漫反射物料槽用于放置多粒样品，漫透射单孔用于放置单粒样品；相应地，漫透射光源、漫透射单孔和漫透射采集暗室同轴且由下至上依次对应，漫反射物料槽、漫反射采集暗室和漫反射光源同轴且由下至上依次对应；漫透射光源从物料盘的下方穿过漫透射单孔中的单粒样品，在漫透射采集暗室采集漫透射光谱；漫反射光源从物料盘的上方射入漫反射物料槽中的多粒样品，在漫反射采集暗室采集漫反射光谱。

优选地，漫反射采集暗室的截面不小于漫反射物料槽的截面，漫透射采集暗室的截面不小于漫透射单孔的截面。

优选地，漫反射物料槽设于物料盘的中部区域，多个漫透射单孔均匀分布于漫反射物料槽的周围。

优选地，漫透射光源包括漫透射光源反光杯、漫透射光源卤素灯珠和漫透射光源灯托，漫透射光源卤素灯珠设于漫透射光源反光杯内，漫透射光源反光杯固定于漫透射光源灯托上。

优选地，漫反射光源包括若干个漫反射光源卤素灯珠，若干个漫反射光源卤素灯珠均匀分布于光纤转架上。

优选地，该装置还包括旋转轴，光纤转架与旋转轴连接，光纤转架绕旋转轴沿水平面旋转。

优选地，该装置还包括步进电机，物料盘与步进电机电连接，物料盘在步进电机的带动下沿水平面旋转。

优选地，该装置还包括底架和移动滑块，底架上包括漫透射光源灯托纵轴、步进电机限位槽、滑块纵轴和定位孔；漫透射光源灯托固定于漫透射光源灯托纵轴上；步进电机固定于步进电机限位槽内；移动滑块套设于滑块纵轴和旋转轴上并用于稳定旋转轴；定位孔用于穿入插销以固定该装置。

优选地，该装置还包括漫透射光纤轴孔和漫反射光纤轴孔，漫透射光纤轴孔和漫反射光纤轴孔均设于光纤转架上；漫透射光纤轴孔与漫透射采集暗室连接，漫透射光纤轴孔内***第一光纤并用于采集漫透射采集暗室内的样品光谱；漫反射光纤轴孔与漫反射采集暗室连接，漫反射光纤轴孔内***第二光纤并用于采集漫反射采集暗室内的样品光谱；第一光纤和第二光纤分别与物料盘连接，物料盘的转动将通过串口通讯触发光谱仪，光谱仪分别利用第一光纤和第二光纤用于采集样品光谱。

优选地，漫透射单孔的尺寸根据单粒样品的长度、宽度和厚度确定。

本实用新型实施例提供一种漫透射及漫反射光谱采集装置，该装置将漫透射光源、物料盘和光纤转架由下至上依次设置，其中，光纤转架上设有光设有漫反射光源、漫反射采集暗室和漫透射采集暗室；物料盘上设有漫反射物料槽和多个漫透射物料槽。该装置进行采集时，漫透射光源、漫透射物料槽和漫透射采集暗室同轴且由下至上依次对应，漫反射光源、漫反射物料槽、漫反射采集暗室同轴且由上至下依次对应；由此，漫透射光源穿过漫透射物料槽中的单粒样品，在漫透射物料槽内采集漫透射光谱；漫反射光源射入漫反射物料槽中的多粒样品，在漫反射物料槽内采集漫反射光谱，从而可以同时采集单粒漫透射光谱和多粒漫反射光谱。本实用新型实施例能够确保每次采集单粒样品的位置一致，代替人工放置而防止操作繁琐及操作误差，且能同时采集单粒样品和多粒样品的光谱，或单独采集单粒样品或多粒样品的光谱，为采集操作提供了更精准的检测环境，使获得的检测数据更为精准。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的一种漫透射及漫反射光谱采集装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的一种漫透射及漫反射光谱采集装置的光纤转架的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的一种漫透射及漫反射光谱采集装置的物料盘的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的一种漫透射及漫反射光谱采集装置的底架的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的一种漫透射及漫反射光谱采集装置的漫透射光源灯托的结构示意图；

图6为本实用新型实施例的一种漫透射及漫反射光谱采集装置的漫透射光源反光杯和漫透射光源卤素灯珠的结构示意图；

图7为本实用新型实施例的一种漫透射及漫反射光谱采集装置的移动滑块的结构示意图；

其中：

1.光纤转架 2.物料盘 3.步进电机

4.底架 5.漫透射光源灯托 6.漫透射光源反光杯

7.移动滑块 8.漫反射光源 9.旋转轴

101.漫透射光纤轴孔 102.漫反射光纤轴孔 103.漫透射采集暗室

104.漫反射采集暗室 201.漫透射单孔 202.漫反射物料槽

401.定位孔 402.滑块纵轴 403.漫透射光源灯托纵轴

404.步进电机限位槽 601.漫透射光源卤素灯珠。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，若采集单粒样品的光谱信息，需要人工放置单粒样品，这样会导致每次人工放置的单粒样品的位置不一，使得采集单粒样品的光谱信息存在很大误差；另外，采集单粒样品的光谱信息和多粒样品的光谱信息，无法同时采集，需要分别采集单粒样品的光谱信息或多粒样品的光谱信息，花费时间较多。因此，需要一种能够确保每次采集单粒样品的位置一致，代替人工放置而防止操作繁琐及操作误差，且能同时采集单粒样品和多粒样品的光谱的装置。

图1为本实用新型实施例的一种漫透射及漫反射光谱采集装置的结构示意图，图2为本实用新型实施例的一种漫透射及漫反射光谱采集装置的光纤转架的结构示意图，图3为本实用新型实施例的一种漫透射及漫反射光谱采集装置的物料盘的结构示意图，如图1、图2和图3所示，本实用新型提供一种漫透射及漫反射光谱采集装置，该装置包括由下至上依次设置的漫透射光源、物料盘2和光纤转架1；其中，光纤转架1上设有漫反射光源8、漫反射采集暗室104和漫透射采集暗室103；物料盘2上设有漫反射物料槽202和多个漫透射单孔201，漫反射物料槽202用于放置多粒样品，漫透射单孔201用于放置单粒样品；相应地，漫透射光源、漫透射单孔201和漫透射采集暗室103同轴且由下至上依次对应，漫反射物料槽202、漫反射采集暗室104和漫反射光源8同轴且由下至上依次对应；漫透射光源从物料盘2的下方穿过漫透射单孔201中的单粒样品，在漫透射采集暗室103采集漫透射光谱；漫反射光源8从物料盘2的上方射入漫反射物料槽202中的多粒样品，在漫反射采集暗室104采集漫反射光谱。

具体地，本实用新型实施例包括漫透射采集部分和漫反射采集部分，将漫透射光源、物料盘2和光纤转架1由下至上依次设置，其中，光纤转架1上设有漫反射光源8、漫反射采集暗室104和漫透射采集暗室103，而物料盘2上设有漫反射物料槽202和多个漫透射单孔201。

当该装置进行采集时，漫透射光源、漫透射单孔201和漫透射采集暗室103同轴且由下至上依次对应，漫透射光源由下至上透过漫透射单孔201中的单粒样品的透射光射入漫透射采集暗室103，在漫透射采集暗室103采集单粒样品的漫透射光谱；同时，漫反射物料槽202、漫反射采集暗室104和漫反射光源8同轴且由下至上依次对应，漫反射光源8由上至下射入漫反射物料槽202内的多粒样品，经多粒样品反射进入漫反射采集暗室104，在漫反射采集暗室104采集多粒样品的漫反射光谱。由此，该装置可以同时采集单粒漫透射光谱和多粒漫反射光谱，同时单粒样品放置于漫透射单孔201中，每次位置均固定。

需要说明的是，光纤转架1和物料盘2是否接触并不限定，只要该装置进行采集时，仅有采集所用的光源进入漫透射采集暗室103和漫反射采集暗室104，而无采集所用的光源以外的光源进入漫透射采集暗室103和漫反射采集暗室104即可。

还需要说明的是，可对本实用新型实施例进行扩展，将漫透射单孔201设为漫透射多粒区域，将漫反射物料槽202设为漫反射单粒区域，从而将多粒样品放置在漫透射多粒区域，将单粒样品放置在漫反射单粒区域，相应地，改变与漫透射多孔区域配合的漫透射采集暗室103，以及与漫反射单粒区域配合的漫反射采集暗室104的尺寸，以使该装置还能采集多粒漫透射光谱和单粒漫反射光谱。

本实用新型实施例提供一种漫透射及漫反射光谱采集装置，能够确保每次采集单粒样品的位置一致，代替人工放置而防止操作繁琐及操作误差，且能同时采集单粒样品和多粒样品的光谱。

需要说明的是，为了使单粒样品每次的采集位置一致，需要确定漫透射单孔201的尺寸。因此，漫透射单孔201的尺寸根据单粒样品的长度、宽度和厚度确定，从而使单粒样品在漫透射单孔201中能保持固定位置，以减小单粒样品采集的误差，使得单粒样品的采集结果保持稳定。

还需要说明的是，漫透射单孔201有多个，每个漫透射单孔201的尺寸可以不一致，以对应多种单粒样品的尺寸，从而满足多种单粒样品的采集要求。

进一步地，为了防止采集所用光源以外的其他光源漫反射采集暗室104和漫透射采集暗室103，以影响采集结果，漫反射采集暗室104的截面不小于漫反射物料槽202的截面，漫透射采集暗室103的截面不小于漫透射单孔201的截面，从而使得仅采集所用光源进入漫反射采集暗室104和漫透射采集暗室103，保证采集结果准确。

本实用新型实施例中，漫反射物料槽202设于物料盘2的中部区域，多个漫透射单孔201均匀分布于漫反射物料槽202的周围。

基于上述实施例，图5为本实用新型实施例的一种漫透射及漫反射光谱采集装置的漫透射光源灯托的结构示意图，图6为本实用新型实施例的一种漫透射及漫反射光谱采集装置的漫透射光源反光杯和漫透射光源卤素灯珠的结构示意图，如图5和图6所示，漫透射光源包括漫透射光源反光杯6、漫透射光源卤素灯珠601和漫透射光源灯托5，漫透射光源卤素灯珠601设于漫透射光源反光杯6内，漫透射光源反光杯6固定于漫透射光源灯托5上。

具体地，将漫透射光源卤素灯珠601设于漫透射光源反光杯6内，将漫透射光源反光杯6固定于漫透射光源灯托5上，从而将漫透射光源卤素灯珠601发出的光穿过漫透射单孔201内的单粒样品，以在漫透射采集暗室103采集漫透射光谱。

进一步地，漫反射光源8包括若干个漫反射光源卤素灯珠，若干个漫反射光源卤素灯珠均匀分布于光纤转架1上。从而使若干个漫反射光源卤素灯珠的光射入漫反射物料槽202中的多粒样品，以在漫反射采集暗室104采集漫反射光谱。

基于上述实施例，如图1和图2所示，该装置还包括旋转轴9，光纤转架1与旋转轴9连接，光纤转架1绕旋转轴9沿水平面旋转。进一步地，该装置还包括步进电机3，物料盘2与步进电机3电连接，物料盘2在步进电机3的带动下沿水平面旋转。

具体地，光纤转架1与旋转轴9连接，使光纤转架1能绕旋转轴9沿水平面转动；物料盘2与步进电机3电连接，使物料盘2能在步进电机3的带动下沿水平面旋转。由此，该装置在更换单粒样品或多粒样品时，可使光纤转架1绕旋转轴9转动到一边，使物料盘2露出，方便在物料盘2的漫反射物料槽202和漫透射单孔201中放入样品。

基于上述实施例，图4为本实用新型实施例的一种漫透射及漫反射光谱采集装置的底架的结构示意图，图7为本实用新型实施例的一种漫透射及漫反射光谱采集装置的移动滑块的结构示意图，如图4、图5和图7所示，该装置还包括底架4和移动滑块7，底架4上包括漫透射光源灯托纵轴403、步进电机限位槽404、滑块纵轴402和定位孔401；漫透射光源灯托5固定于漫透射光源灯托纵轴403上；步进电机3固定于步进电机限位槽404内；移动滑块7套设于滑块纵轴402和旋转轴9上并用于稳定旋转轴9；定位孔401用于穿入插销以固定该装置。

具体地，该装置还包括用于支撑的底架4，底架4上包括漫透射光源灯托纵轴403、步进电机限位槽404、滑块纵轴402和定位孔401；其中，漫透射光源灯托纵轴403用于支撑漫透射光源灯托5，步进电机限位槽404用于固定步进电机3。同时，该装置还包括移动滑块7，移动滑块7套设于滑块纵轴402和旋转轴9上，移动滑块7用于上下滑动以支撑和稳定旋转轴9。另外，通过在定位孔401***插销以固定该装置。

基于上述实施例，该装置还包括漫透射光纤轴孔101和漫反射光纤轴孔102，漫透射光纤轴孔101和漫反射光纤轴孔102均设于光纤转架1上；漫透射光纤轴孔101与漫透射采集暗室103连接，漫透射光纤轴孔101内***第一光纤并用于采集漫透射采集暗室103内的样品光谱；漫反射光纤轴孔102与漫反射采集暗室104连接，漫反射光纤轴孔102内***第二光纤并用于采集漫反射采集暗室104内的样品光谱。

具体地，将用于漫透射采集的第一光纤***漫透射光纤轴孔101，漫透射光纤轴孔101与漫透射采集暗室103连接，通过第一光纤采集漫透射采集暗室103内的光谱；同时，将用于漫反射采集的第二光纤***漫反射光纤轴孔102，漫反射光纤轴孔102与漫反射采集暗室104连接，通过第二光纤采集漫反射采集暗室104内的光谱。

进一步地，通过步进电机3带动物料盘2精准转动，物料盘2每转动一下就会通过串口通讯触发光谱采集光谱，光谱仪分别使第一光纤和第二光纤用于采集样品光谱。

本实用新型实施例能够确保每次采集单粒样品的位置一致，代替人工放置而防止操作繁琐及操作误差，且能同时采集单粒样品和多粒样品的光谱，或单独采集单粒样品或多粒样品的光谱，为采集操作提供了更精准的检测环境，使获得的检测数据更为精准。同时，光纤转架能绕旋转轴沿水平面旋转，物料盘能在步进电机的带动下沿水平面旋转；由此通过将光纤转架转到一边，更换物料盘中的单粒样品或多粒样品。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本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本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本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种漫透射及漫反射光谱采集装置，其特征在于，包括：由下至上依次设置的漫透射光源、物料盘和光纤转架；

其中，所述光纤转架上设有漫反射光源、漫反射采集暗室和漫透射采集暗室；所述物料盘上设有漫反射物料槽和多个漫透射单孔，所述漫反射物料槽用于放置多粒样品，所述漫透射单孔用于放置单粒样品；相应地，所述漫透射光源、所述漫透射单孔和所述漫透射采集暗室同轴且由下至上依次对应，所述漫反射物料槽、所述漫反射采集暗室和所述漫反射光源同轴且由下至上依次对应；

所述漫透射光源从所述物料盘的下方穿过所述漫透射单孔中的单粒样品，在所述漫透射采集暗室采集漫透射光谱；所述漫反射光源从所述物料盘的上方射入所述漫反射物料槽中的多粒样品，在所述漫反射采集暗室采集漫反射光谱。

2.根据权利要求1所述的漫透射及漫反射光谱采集装置，其特征在于，所述漫反射采集暗室的截面不小于所述漫反射物料槽的截面，所述漫透射采集暗室的截面不小于所述漫透射单孔的截面。

3.根据权利要求1所述的漫透射及漫反射光谱采集装置，其特征在于，所述漫反射物料槽设于所述物料盘的中部区域，多个所述漫透射单孔均匀分布于所述漫反射物料槽的周围。

4.根据权利要求1所述的漫透射及漫反射光谱采集装置，其特征在于，所述漫透射光源包括漫透射光源反光杯、漫透射光源卤素灯珠和漫透射光源灯托，所述漫透射光源卤素灯珠设于所述漫透射光源反光杯内，所述漫透射光源反光杯固定于所述漫透射光源灯托上。

5.根据权利要求1所述的漫透射及漫反射光谱采集装置，其特征在于，所述漫反射光源包括若干个漫反射光源卤素灯珠，若干个所述漫反射光源卤素灯珠均匀分布于所述光纤转架上。

6.根据权利要求4所述的漫透射及漫反射光谱采集装置，其特征在于，还包括旋转轴，所述光纤转架与所述旋转轴连接，所述光纤转架绕所述旋转轴沿水平面旋转。

7.根据权利要求6所述的漫透射及漫反射光谱采集装置，其特征在于，还包括步进电机，所述物料盘与所述步进电机电连接，所述物料盘在所述步进电机的带动下沿水平面旋转。

8.根据权利要求7所述的漫透射及漫反射光谱采集装置，其特征在于，还包括底架和移动滑块，所述底架上包括漫透射光源灯托纵轴、步进电机限位槽、滑块纵轴和定位孔；漫透射光源灯托固定于所述漫透射光源灯托纵轴上；所述步进电机固定于所述步进电机限位槽内；所述移动滑块套设于所述滑块纵轴和所述旋转轴上并用于稳定所述旋转轴；所述定位孔用于穿入插销以固定所述装置。

9.根据权利要求7所述的漫透射及漫反射光谱采集装置，其特征在于，还包括漫透射光纤轴孔和漫反射光纤轴孔，所述漫透射光纤轴孔和所述漫反射光纤轴孔均设于所述光纤转架上；

所述漫透射光纤轴孔与所述漫透射采集暗室连接，所述漫透射光纤轴孔内***第一光纤并用于采集所述漫透射采集暗室内的样品光谱；所述漫反射光纤轴孔与所述漫反射采集暗室连接，所述漫反射光纤轴孔内***第二光纤并用于采集所述漫反射采集暗室内的样品光谱。

10.根据权利要求1-9任一项所述的漫透射及漫反射光谱采集装置，其特征在于，所述漫透射单孔的尺寸根据单粒样品的长度、宽度和厚度确定。

Images