专利名称：近红外在线漫反射光谱分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种近红外在线检测漫反射光谱分析仪，用于液体、固体和高光 散射的液体的分析。
技术背景近红外光(Near Infrared, NIR)是介于可见光(VIS)和中红外光(MIR)之间的电 磁波，即波长在780 2500nm范围内的电磁波，习惯上又将近红外区划分为近红外短波和 近红外长光谱区。随着计算机发展和化学计量学的诞生，近红外光(NIR)和化学计量学结 合产生了现代近红外光(NIR)光谱学。近红外光(NIR)最先应用于农业领域。到60年代 中后期，随着各种新的分析技术的出现，加之经典近红外光谱分析技术暴露出的灵敏度低、 抗干扰性差的弱点，使人们淡漠了该技术在分析测试中的应用，从此，近红外光谱进入了一 个沉默的时期。80年代后期，随着计算机技术的迅速发展，带动了分析仪器的数字化和化 学计量学的发展，通过化学计量学方法在解决光谱信息提取和背景干扰方面取得的良好效 果，加之近红外光谱在测样技术上所独有的特点，使人们重新认识了近红外光谱的价值，近 红外光谱在各领域中的应用研究陆续展开。进入90年代，近红外光谱在工业领域中的应用 全面展开，有关近红外光谱的研究及应用文献几乎呈指数增长，成为发展最快、最引人注目 的一门独立的分析技术。由于近红外光在常规光纤中具有良好的传输特性，使近红外光谱 在在线分析领域也得到了很好的应用，并取得良好的社会效益和经济效益，从此近红外光 谱技术进入一个快速发展的新时期，现代近红外光谱(NIR)分析技术是近年来分析化学领 域迅猛发展的高新分析技术，越来越引起国内外分析专家的注目，在分析化学领域被誉为 分析“巨人”，它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。
发明内容本实用新型的目的是为了克服以上的不足，提供一种应用领域广、测量精确的近 红外在线检测漫反射光谱分析仪。本实用新型的目的通过以下技术方案来实现一种近红外在线漫反射光谱分析 仪，包括壳体，壳体为空心结构，在壳体中设有探头、光学分光装置、信号采集装置和光谱处 理装置，探头、光学分光装置、信号采集装置和光谱处理装置之间通过线路并联，探头、光学 分光装置、信号采集装置和光谱处理装置还通过线路共同连接有供电系统，供电系统置于 壳体的外部。本实用新型的进一步改进在于所述探头包括探镜和光纤，光学分光装置为光栅 单色仪，信号采集装置包括接收器、信号放大器和AD采集器，光谱处理装置包括处理器和 数学模型。本实用新型与现有技术相比具有以下优点应用领域广、测量精确，可用于多种行 业的测量。


图1为本实用新型的结构示意图；图中标号1_壳体、2-探头、3-光学分光装置、4-信号采集装置、5-光谱处理装 置、6-供电系统、7-探镜、8-光纤、9-接收器、10-信号放大器、Il-AD采集器。
具体实施方式
为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步 详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。如图1示出了本实用新型一种近红外在线漫反射光谱分析仪的具体实施方式
，包 括壳体1，壳体1为空心结构，在壳体1中设有探头2、光学分光装置3、信号采集装置4和光 谱处理装置5，探头2、光学分光装置3、信号采集装置4和光谱处理装置5之间通过线路并 联，探头2、光学分光装置3、信号采集装置4和光谱处理装置5还通过线路共同连接有供电 系统6，供电系统6置于壳体1的外部，探头2包括探镜7和光纤8，光学分光装置3为光栅 单色仪，信号采集装置4包括接收器9、信号放大器10和AD采集器11，光谱处理装置5包括 处理器12和数学模型13，探头2用于收集被测物体漫反射后的光线，并将收集后的光线传 送给光学分光装置3，光学分光装置3利用光学分光将光线分光形成单色光，通过所述信号 采集装置4将光信号采集，并处理形成电信号，再经过AD处理，形成数字信号，光谱处理装 置5将所述信号采集装置4中形成的数字信号进行分析、处理和显示，从而确定检测结果， 探头包括探镜7和光纤8，探镜7用来扩大采光面积，使更多的光线进入分光装置，光纤8用 来传输光信号，光学分光装置主要为光栅单色仪，通过旋转光栅的角度，从而产生不同波长 的进红外光信号，信号采集装置包括接收器9、信号放大器10和AD采集器11，接收器9将 接收到的光信号转换成微弱电信号传送到信号放大器10，信号放大器10将接收器9发送来 的微弱电信号放大到能够采集的信号，并将计算机不能识别的电信号即模拟信号传送到AD 采集器11转换成计算机可识别的数字信号，光谱处理装置包括处理器12和数学模型13，所 述处理器12将采集的光谱信号进行预处理，减小光谱中的噪声信号，提高光谱信噪比，数 学模型13针对某一物质通过大量的前期试验得到的模型，将预处理的光谱信号经过该模 型计算后，可以得到特定物质的含量，通过光源照射到被测物体上，近红外波段光线与被测 物体相互作用后，产生漫反射光线，经探头2中的探镜7收集并通过探头中的光纤8传送， 由光学分光装置3分光后形成单色光，通过信号采集装置4采集，并由光谱处理装置5中的 处理器12进行光谱处理的定性和定量分析，从而确定被测物体中的物质含量，且近红外在 线检测漫反射光谱分析仪的应用测量范围广，可用于石油及石油化工、基本有机化工、精细 化工、冶金、生命科学、制药、医学临床、农业、食品、饮料、烟草、纺织、造纸、化妆品、质量监 督、环境保护、高校及科研院所等，在石化领域可测定油品的辛烷值、族组成、十六烷值、闪 点、冰点、凝固点、馏程、MTBE含量等，在农业领域可以测定谷物的蛋白质、糖、脂肪、纤维、水 分含量等，在医药领域可以测定药品中有效成分，组成和含量，亦可进行样品的种类鉴别， 如酒类和香水的真假辨别，环保废弃物的分检等，在使用时，将被测物体放置在传送带上进 行自动传输，到达工作区域后，光源将近红外波段的光线投射到被测物体上，在被测物体表 面产生漫反射，透镜将漫反射光线收集并通过光纤传输到仪器中，经过光栅分光后，由光电 探测器接收，最后交由计算机进行测量分析。这种近红外在线检测漫反射光谱分析仪的分析检测结果较为精确，且对被测物体无损害，无须进行预处理，这样测量时较为简便。
权利要求一种近红外在线漫反射光谱分析仪，包括壳体(1)，所述壳体(1)为空心结构，其特征在于所述壳体(1)中设有探头(2)、光学分光装置(3)、信号采集装置(4)和光谱处理装置(5)，所述探头(2)、所述光学分光装置(3)、所述信号采集装置(4)和所述光谱处理装置(5)之间通过线路并联，所述探头(2)、所述光学分光装置(3)、所述信号采集装置(4)和所述光谱处理装置(5)还通过线路共同连接有供电系统(6)，所述供电系统(6)置于所述壳体(1)的外部。
2.根据权利要求1所述近红外在线漫反射光谱分析仪，其特征在于所述探头(2)包 括探镜(7)和光纤(8)，所述光学分光装置(3)为光栅单色仪，所述信号采集装置(4)包括 接收器(9)、信号放大器(10)和AD采集器(11)，所述光谱处理装置(5)包括处理器(12) 和数学模型(13)。
专利摘要本实用新型涉及一种近红外在线漫反射光谱分析仪，包括壳体，壳体为空心结构，在壳体中设有探头、光学分光装置、信号采集装置和光谱处理装置，探头、光学分光装置、信号采集装置和光谱处理装置之间通过线路并联，探头、光学分光装置、信号采集装置和光谱处理装置还通过线路共同连接有供电系统，供电系统置于壳体的外部。本实用新型具有应用领域广、测量精确的优点。
文档编号G01J3/42GK201697715SQ20102024099
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月28日 优先权日2010年6月28日
发明者丁峰, 刘混海, 周峰, 李汉琪, 杜伟 申请人:南通北极光自动控制技术有限公司