CN2676188Y - 便携式近红外光谱仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种便携式近红外光谱仪，属于光谱测量技术领域。该仪器包括光源，沿光路设置的聚光透镜、斩光器、滤光片、单色仪，与处理电路连接的探测器，还包括积分球，所述积分球的入射光口安置在单色仪的出射光口上，所述积分球的出射光口安装探测器。采用积分球可以有效提高近红外光谱的信噪比，使光路结构简化、紧凑，因此不仅可以保证理想的光谱分析结果，而且大大缩小了光谱仪的体积，使其便于携带。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种近红外光谱仪，尤其是一种便携式近红外光谱仪，属于光谱测量技术领域。
背景技术
近红外光谱产生吸收的官能团主要是含氢基团，包括：C-H(甲基、亚甲基、甲氧基、羧基等)，羟基O-H，巯基S-H和氨基N-H等，它们的合频和一级倍频位于1300nm-2500nm波段。自然界不少物质的近红外光谱具有明显的特异性，因此近红外光谱(波长在780nm-2500nm)测量前途无量，是当今国内外研究的热门领域，在农副产品(如谷物、饲料、水果、蔬菜、肉、蛋、奶等)的品质(例如水分、蛋白、油脂含量等)方面测定，以及矿物分析、药品检验、石油检验和环境检测上均得到一定应用。
检索发现，申请号为97193402、申请日为1997年01月31日的发明专利申请《无损伤性近红外光谱仪的多光谱分析方法和便携式近红外光谱仪》公开了一种利用近红外光谱区的多光谱分析、确定样品中存在的被分析物浓度的方法和便携式近红外光谱仪。采用含有约1100至3500nm范围中多个不同不相重叠波长区的入射辐射对样品扫描。对样品的漫反射辐射进行检测，运用化学计量技术获得表示被分析物浓度的值。能够使每个不相重叠波长区所获得的信息互相关，以去除背景干扰。
据申请人了解，光栅分光式近红外光谱仪主要由光源、聚光透镜、斩光器、滤光片、单色仪、样品池、探测器和处理电路构成。由于近红外光谱的信噪比较弱，为了获得理想的分析测定效果，目前的近红外光谱仪光路结构较复杂，体积大，不便于携带。
发明内容
本实用新型的要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种光路结构合理、紧凑的便携式近红外光谱仪，从而为野外探测提供方便。
为了解决以上技术问题，本实用新型的便携式近红外光谱仪包括光源，沿光路设置的聚光透镜、斩光器、滤光片、单色仪，与处理电路连接的探测器，还包括积分球，所述积分球的入射光口安置在单色仪的出射光口上，所述积分球的出射光口安装探测器。
使用时，将待检测分析的样品放在积分球上。当光源发出的光束经聚光、斩光、滤光后，由单色仪将单色光发送到积分球中，在样品表面产生漫反射，漫反射光在积分球内经过反复积分反射，直至成为平行单色光，为探测器接收，将光信号转变为电信号，输送到分析处理电路，得到检测分析结果。
采用积分球可以有效提高近红外光谱的信噪比，使光路结构简化、紧凑，因此不仅可以保证理想的光谱分析结果，而且大大缩小了光谱仪的体积，使其便于携带。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
本实施例为一种用于野外矿物探测的便携式近红外光谱仪。该仪器如图1所示，主要由光源1、聚光透镜2、斩光器3、斩光直流电机4、滤光片5、单色仪6、积分球7和探测器8组成。在光源1之后，聚光透镜2、斩光器3、滤光片5、单色仪6沿光路按顺序安置。单色仪6中装有准直镜和蜗轮蜗杆机构带动的扫描光栅。积分球7的入射光口安置在单色仪6的出射光口上，积分球7的水平出射光口处安装探测器8。探测器8的信号输出线接分析处理电路10。
使用时，将矿物样品9放在积分球上的测试台上。光源1发出的光束经聚光透镜2聚光、直流电机4带动的旋转斩光器3斩光和滤光片5滤光后，进入单色仪6中，经准直镜反射的光线在扫描光栅的作用下，将波长范围为1300-2500nm的单色光发送到积分球7中。
单色光在样品9表面产生漫反射，返回到积分球7中的漫反射光经过反复积分反射，直至成为平行单色光，达到探测器8，转变为电信号，输送到分析处理电路，经对物质吸收的近红外光谱分析后得到待测矿物样品所含矿物成分以及含量的精确分析结果。
本仪器作为便携式测量仪器，具有体积小、重量轻和快速得出样品图谱的特点，适合于现场样品分析和检测。单点测量时间＜0.1s，全谱扫描时间＜30s。同时可配备现场测量分析用PDA(掌上电脑)。
其特性和技术参数如下：
1、分光方式：光栅分光或声光滤光(可切换)；
2、光电测量元件：采用半导体制冷PbS探测器；
3、波长范围：1300-2500nm；
4、光谱带宽：7nm；
5、光谱分辨率：2nm；
6、杂散光＜0.001％；
7、信噪比S/N＞60db；
8、峰值功率＜22W；
9、重量＜4kg；
10、体积＜255mm×185mm×105mm。
Claims (3)
1.一种便携式近红外光谱仪，包括光源，沿光路设置的聚光透镜、斩光器、滤光片、单色仪，与处理电路连接的探测器，其特征在于：还包括积分球，所述积分球的入射光口安置在单色仪的出光口上，所述积分球的出射光口安装探测器。
2.根据权利要求1所述便携式近红外光谱仪，其特征在于：所述单色仪中装有准直镜和扫描光栅。
3.根据权利要求2所述便携式近红外光谱仪，其特征在于：所述积分球的水平出射光口处安装探测器。
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