一种集成光学便携式农畜产品检测器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于农产品品质检测技术领域，特别涉及一种将光源与检测集成为一体的集成光学便携式农畜产品检测器。
【背景技术】
[0002]对于农产品以及肉类品质检测，传统的检测方法采用卤素灯光源与光谱仪相结合，不仅增加了仪器开发的难度，而且体积大、成本高。近年来的光源趋向于使用冷发光的发光二极管(LED)作为检测光源，且发光二极管具有寿命长、发光效率高、耗电量少的特点。利用红光LED研制的医疗美容仪和蓝光研制的康复治疗仪等都充分利用了发光二极管的这些优点，在这些LED作为光源的应用中，需要LED发出的光波长单一、并且中心波长的优势突出，并且要求发散光线变为平行或者汇聚，因而在这些仪器中，光学透镜的作用不可忽略。
[0003]腾轶超等“基于血红蛋白及肌红蛋白在近红外光谱的吸收峰”(腾轶超等，猪肉组织色素浓度的近红外无损检测光谱学与光谱分析2009)，采用近红外光谱(NIRS)技术，检测出射光相对入射光的衰减，研制了基于稳态空间NIRS研发了可检测组织中色素浓度的装置，该装置的传感器包括一个可发射3个不同波长的LED(760nm/810nm/860nm)以及与LED位于同一直线上且距离分别为30mm、40mm的2个检测器，实现了对肉类色素浓度的检测，但该装置中，光源检测面积小，且传感器与光源必须位于同一直线，在样本移动时候检测误差大；且该装置功耗大，不利于开发便携式、轻便仪器。
[0004]赵家松等，基于近红外技术的猪肉新鲜度检测仪设计，农机化研宄，2011，利用透射原理，采用810nm，850nm, 880nm, 940nm波长的LED光源对猪肉新鲜度进行检测，利用光电二极管接受透射的光强，并处理得出结果，该仪器的缺点是:样本要很薄，大约2_厚，不利于实际中的操作和使用，也不利于便携式仪器的推广。
[0005]李翠玲等，基于多光谱成像的生鲜猪肉货架期预测研宄，农机化研宄，2011，利用多波长大功率LED光源对肉类进行检测，所开发的仪器基于DSP进行图像数据的采集和处理，选用红、黄、蓝及近红外等6个波段作为检测光源，该仪器的检测单元采用近红外相机，增加了仪器的体积。
【发明内容】
[0006]针对现有近红外检测技术中存在的体积大、无法便携以及光源与探测器脱离等缺陷，本发明的目的在于提供一种集成光学便携式农畜产品检测器，其将不同波段LED光源集中于探头，实现光源与检测一体化，并能够将多个探头进行结合对一个样品的多点实现同时检测。
[0007]为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案:
[0008]一种集成光学便携式农畜产品检测器，所述集成光学便携式农畜产品检测器包括探头安装外壳7和嵌入其中的多个探头34 ;其中，
[0009]所述探头34包括探头包围外壳I和检测信号线传输腔2 ;
[0010]所述探头包围外壳I为圆筒形，探头包围外壳I的外侧壁的上开设有光源入射孔3，探头包围外壳I的上表面开有光源引线输入孔5，上表面的中间位置开有方孔凹槽32 ;所述方孔凹槽32的中间位置开有方形通孔33 ;所述方孔凹槽32内设有传感器检测芯片底座25，传感器检测芯片36布置在传感器检测芯片底座25中，所述传感器检测芯片的感光面24与方形通孔33对应；
[0011]所述探头包围外壳I的底部开有锥形孔12，锥形孔12的侧壁开有光源出射孔13，所述光源出射孔13与光源入射孔3同轴，所述光源入射孔3从内向外依次安装有入射光聚焦透镜14、空心隔圈15、LED光源17和压圈18 ;所述压圈18将LED光源17、空心隔圈15和入射光聚焦透镜14固定在光源入射孔3内，且所述LED光源17的发光点16在入射光聚焦透镜14的焦点处；所述LED光源17的管脚19与光源引线输入孔5相对应，锥形孔12的上端口布置有光强传输腔22，所述光强传输腔22的下部设有光强入射腔20，光强入射腔20下端设有漫反射光强入射孔37 ;光强入射腔20的下端安装有出射光汇聚透镜21，光强传输腔22的上端口设有漫反射光强出射孔23 ;所述漫反射光强出射孔23与传感器芯片的感光面24对应，所述传感器芯片的感光面24位于出射光汇聚透镜21的焦点处。
[0012]所述检测信号线传输腔2的上端口开有检测信号输入孔6，检测信号线传输腔2的下端面连接有薄压条27，所述薄压条27的中间开有两个直形槽29，传感器检测芯片36的引脚31与所述直形槽29相对应并插入到所述直形槽29中，通过检测信号传输腔2与后续电路连接。
[0013]方孔凹槽32的两侧设有第一安装孔26，薄压条27的两端分别设有第二安装孔28，所述第二安装孔28与第一安装孔26相配合，将所述检测信号线传输腔2固定在探头包围外壳I上。
[0014]所述光源入射孔3与水平面成30°到60°范围的夹角。
[0015]所述光源出射孔13的深度为入射光聚焦透镜14的厚度的2倍，所述入射光聚焦透镜14以及空心隔圈15的外圈直径等于光源入射孔3的直径，所述空心隔圈15的内圈直径小于LED光源17的直径，所述LED光源17的直径小于光源入射孔3的直径，所述压圈18的外圈直径等于光源入射孔3的直径，所述压圈18的内圈直径小于LED光源17的直径。
[0016]所述光强入射腔20以螺纹安装形式与光强传输腔22连接为一体，所述光强传输腔22的长度范围为1mm到25mm，所述光强入射腔20的深度为光强传输腔22的长度的一半，所述出射光汇聚透镜21的直径等于光强入射腔20的直径，且大于漫反射光强入射孔37的直径。
[0017]所述LED光源17的管脚19与光源引线输入孔5相对应，所述管脚19能够通过光源引线输入孔5向外连线。
[0018]所述探头包围外壳I的外侧壁的上部设有第一安装外螺纹4，所述探头安装外壳7具有多个安装圆形孔38，每个安装圆形孔38的内壁设有安装内螺纹9，探头34的第一安装外螺纹4与所述安装内螺纹9相配合；所述安装圆形孔38的底部设有检测信号输出孔8和多个光源引线输出孔11，检测信号传输腔2上端口的检测信号输入孔6与所述检测信号输出孔8相对应，光源引线输入孔5与光源引线输出孔11相对应。
[0019]每个探头34之间分别相差一定角度，且探头34的底面的外圆相切，并处于同一水平面。
[0020]传感器芯片的感光面24与光源照射区域35的垂直距离为20mm-35mm，光源出射孔13与探头34的底面的垂直距离为15mm-30mm。
[0021]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0022]本发明将不同波长LED光源集中于一体，能完成一次检测同一样本的多个点，增强检测稳定性和精度，降低仪器的体积，使无损检测向轻便化、小型化发展。
【附图说明】
[0023]图1为本发明的集成光学便携式农畜产品检测器的探头的示意图；
[0024]图2为本发明的探头包围外壳与检测信号线传输腔的结构分离图；
[0025]图3为本发明的探头包围外壳的俯视图；
[0026]图4为本发明的探头包围外壳的内部剖视示意图；
[0027]图5为本发明的实施例的探头安装外壳的示意图；
[0028]图6为本发明的实施例的多个探头啮合后的示意图。
[0029]【主要组件符号说明】
[0030]I 探头包围外壳
[0031]2 检测信号线传输腔
[0032]3 光源入射孔
[0033]4 第一安装外螺纹
[0034]5 光源引线输入孔
[0035]6 检测信号输入孔
[0036]7 探头安装外壳
[0037]8 检测信号输出孔
[0038]9 安装内螺纹
[0039]10第二安装外螺纹
[0040]11光源引线输出孔
[0041]12锥形孔
[0042]13光源出射孔
[0043]14入射光聚焦透镜
[0044]15空心隔圈
[0045]16发光点
[0046]17 LED 光源
[0047]18 压圈
[0048]19 管脚
[0049]20光强入射腔
[0050]21出射光汇聚透镜
[0051]22光强传输腔
[0052]23漫反射光强出射孔
[0053]24传感器芯片的感光面
[0054]25传感器检测芯片底座
[0055]26第一安装孔
[0056]27薄压条
[0057]28第二安装孔
[0058]29直形槽
[0059]30螺钉
[0060]31引脚
[0061]32方孔凹槽
[0062]33方形通孔
[0063]34探头
[0064]35光源照射区域
[0065]36传感器检测芯片
[0066]37漫反射光强入射孔
[0067]38安装圆形孔
【具体实施方式】
[0068]下面结合附图和实施例对本发明的【具体实施方式】作进一步说明，但并不以此为限。
[0069]本发明的集成光学便携式农畜产品检测器包括探头安装外壳7和嵌入其中的多个探头34。
[0070]如图1所示，为本发明的集成光学便携式农畜产品检测器的探头的示意图。所述探头34包括探头包围外壳I和检测信号线传输腔2。
[0071]如图2、图3和图4所示，图2为本发明的探头包围外壳I与检测信号线传输腔2的结构分离图，图3为本发明的探头包围外壳的俯视图，图4为本发明的探头包围外壳的内部剖视示意图。
[0072]所述探头包围外壳I为圆筒形，探头包围外壳I的外侧壁的上部设有第一安装外螺纹4，探头包围外壳I的外侧壁上开设有光源入射孔3，所述光源入射孔3与水平面成30°到60°范围的夹角。探头包围外壳I的上表面开有光源引线输入孔5，上表面的中间位置开有方孔凹槽32 ;所述方孔凹槽32的中间位置开有方形通孔33 ;方孔凹槽32的两侧设有第一安装孔26。所述方孔凹槽32内设有传感器检测芯片底座25，传感器检测芯片36布置在传感器检测芯片底座25中，所述传感器检测芯片的感光面24与方形通孔33对应。
[0073]所述探头包围外壳I的底部开有锥形孔12，锥形孔12的下方为圆形光源照射区域35。锥形孔12的侧壁开有光源出射孔13，光源出射孔13的深度为入射光聚焦透镜14的厚度的2倍，所述光源出射孔13与光源入射孔3同轴，二者与水平面的夹角角度相同；所述光源入射孔3的直径大于光源出射孔13直径。所述光源入射孔3从内向外依次安装有入射光聚焦透镜14、空心隔圈15、LED光源17和压圈18 ;所述压圈18将LED光源17、空心隔圈15、入