一种便携式近红外光谱检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及红外光谱检测技术领域，具体涉及一种便携式近红外光谱检测系统，包括壳体、依次安装在壳体内的采集窗口、检测光源、分光装置和检测器，所述壳体内还安装有转换器和供电装置，检测器的输出端与所述转换器的输入端连接，供电装置分别与检测光源、检测器和转换器连接；还包括样品池，所述样品池包括蓝宝石采样接触面和固定座，固定座内形成有腔室且两端设置有开口，固定座的一端开口固定安装在采集窗口上，另一端开口上固定安装所述蓝宝石采样接触面，所述分光装置为线性渐变滤光片。本实用新型的一种便携式近红外光谱检测系统，在不扩大设备体积及重量的情况下，大大提高检测精度，解决了模型迁移困难的问题。
【专利说明】
一种便携式近红外光谱检测系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及红外光谱检测技术领域，具体涉及一种便携式近红外光谱检测系统。
【背景技术】
[0002]近红外光谱分析技术(Near InfrarecUNIR)是介于可见光(Vis)和中红外(MIR)之间的电磁辐射波，美国材料检测协会(ASTM)将近红外光谱区定义为780-2526nm的区域，是人类在吸收光谱中发现的第一个非可见光区。近红外光谱区与有机分子中含氢基团(0H、NH、CH)振动的合频和各级倍频的吸收区一致，通过扫描样品的近红外光谱，可以得到样品中有机分子含氢基团的特征信息，而且利用近红外光谱技术分析样品具有方便、快速、高效、准确和成本较低，不破坏样品，不消耗化学试剂，不污染环境等优点，因此该技术受到越来越多人的青睐。
[0003]近红外技术是依据某一化学成分对近红外区光谱的吸收特性而进行的定量测定，所以应用NIR光谱进行检测的技术关键就是在两者之间建立一种定量的函数关系。其基本流程包括:首先收集具有代表性的样品，其组成及其变化范围接近于要分析的样品，然后采集样品的光学数据;利用标准的化学方法对样品进行化学成分测定;通过数学方法将这些光谱数据和检测的数据进行关联，一般将光谱数据进行一阶或二阶导数转换，与化学测定值进行回归计算，然后得出定标方程，建立数学模型；在分析未知样品时，先对待测样品进行扫描，根据光谱值建立的模型可以计算出待测样品的成分含量。确定回归模型的过程其实就是定标过程，定标的好坏直接关系到分析结果的准确性，因此，定标软件是近红外分析技术的核心。计算得到的定标方程必须通过实际测量调整它的准确性和精确性。精确性是指重复测定时测值间的相近程度。准确性的度量通常用定标方程的预测标准误(SEP)来表示。SEP表示测定值与“真值”间的相近程度。近红外光照射到被测样品后，从样品表面反射出来的光被检测器吸收，此为近红外反射光谱分析法(NIR)。它要求样品的粉碎程度一致，从而保证样品表面光滑一致。另一类为近红外穿过样品后，再被接受检测到，即为近红外投射光谱分析法(NIT)。该法优点是很少或不用制备样品，因此重复性较高，但灵敏度低。现在的近红外光谱仪商品种类较多，主要为傅立叶变换、光栅扫描、声光扫描和光电阵列固定光路型。德国布朗卢比公司(Technicon)生产近红外领域所有类型的仪器，包括滤光片型、光栅扫描型、傅立叶变换、AOFT声光调制近红外等。
[0004]近红外分析仪应用在农产品特征检测中，包括果实损伤检测、果实识别、植物生长信息测定。基于农产品内部成分及外部特性不同，在不同波长光线照射下会有不同的吸收或反射，根据这种特性，若选定一定波长的滤光镜，便可增强获得图像中果实正常部分和损伤部分或果实和叶子的对比度，从而使果实损伤的检测和特征提取更为容易利用近红外的漫反射图像快速检测苹果的缺陷，主要采用多波长来解决水果果面的缺陷区和梗萼凹陷区识别的困难。
[0005]由于技术水平的限制及检测标准的严格，为保证检测质量，国内外常见的近红外检测设备受傅里叶变换技术，但采用傅里叶变换技术，受时间、及位移影响，同时近红外的分光系统需要较大空间，故设备及产品的体积及重量无法变小，因此现有的近红外检测设备大多呈现体积大、重量大、成本高、应用场景局限等缺点。
[0006]随着科学技术的不断发展，针对软基质或固体样品(如:苹果等)的实时现场检测。国内外陆续出现了便携式近红外检测设备。设备由:采集窗口、光源、分光系统、检测器、操作程序及供电系统组成。其中:采集窗口采用光纤、光源采用卤钨灯、分光系统采用光栅或积分球、检测器采用CCD、操作系统采用嵌入式LINUX、供电系统采用如锂电池或移动电源等。从应用客户的角度来说，近红外检测设备解决的问题在于在不破坏样品的情况下进行样品定性及定量的无损检测，例如苹果，定性无损检测的目的在于知道此样品的产地及品牌，起到溯源追踪及样品真假的作用。定量无损检测的目的在于知道此样品的各种元素含量，如BRIX-可溶性固形物等，但现有技术中的针对软基质或固体样品检测的便携式近红外检测设备仍存在以下问题:1、软基质或固体样品具有特殊性，在光谱采集时由于光纤探头接触面较小，不能采集到具有代表性的样品信息；2、针对定性分析及检测，目前国内外同类型设备精度较低，造成检测结果与实际结果误差较大;3、现有技术中的便携式近红外检测设备检测结果仍不稳定，造成结果无可用性;4、由于近红外检测设备在使用前必须校准，校准的原理在于根据设备的不同属性及精度，对自然光强进行采集，并用校准模块采集最大吸收率，以确定积分时间，但现有便携式近红外检测设备由于自然光的因素，造成校准的不确定性因素靠谱较多，无法准确获取检测结果。
[0007]由此可见，能否针对现有技术中的不足，提供一种精度更高、价格便宜、体积较小、重量较轻、持续工作时间更长、用户体验感更好的新型基于软基质或固体样品的便携式近红外检测设备，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种便携式近红外光谱检测系统，能够有效实现软基质或固体样品的红外光谱检测，进行定性和定量分析，操作简单，测定快速，测定结果准确可靠。
[0009]为了达到上述技术效果，本实用新型包括以下技术方案:
[0010]—种便携式近红外光谱检测系统，包括壳体、设置在壳体上的采集窗口、依次安装在壳体内且与所述采集窗口位于同一直线上的检测光源、分光装置和检测器，所述壳体内还安装有转换器和供电装置，所述检测器的输出端与所述转换器的输入端连接，所述供电装置分别与检测光源、检测器和转换器连接;还包括样品池，所述样品池包括蓝宝石采样接触面和固定座，所述固定座内形成有腔室且两端设置有开口，所述固定座的一端开口固定安装在采集窗口上，另一端开口上固定安装所述蓝宝石采样接触面，所述分光装置为线性渐变滤光片。
[0011 ]所述固定座为铝合金材料制成，其螺接在所述采集窗口上。
[0012]当需要检测软基质或固体样品时，只需要将蓝宝石采样接触面直接接触待测样品进行检测光源扫面检测即可，所述检测光源照射所述采样件内的样品经慢反射得到光信号，所述光信号进入线性渐变滤光片经色散得到光束，所述检测器接收所述光束经转换得到电信号，并将所述电信号输出至转换器，所述转换器将接收的所述电信号转换为光谱数据后输出。
[0013]现有技术中的光纤式(直径5mm)采集窗口，由于窗口较小，造成得到的光谱信息为局部信息，未达到样品采集的标准化要求，由于固体样品相对较硬，表面粗糙。在采集时光谱信息局限造成得到的光谱中0H、NH、CH化学基团信息量受影响，造成采集的光谱无代表性。同时现有技术中采用光栅或积分球作为分光系统，在采样及检测过程中光源通过样品体表面并将0H、NH、CH化学基团信息通过漫反射或透射的形式返回到分光系统过程中，由于光栅或积分球原理限制，若被一个大小接近于或小于波长的物体阻挡，就绕过这个物体，继续进行。若通过一个大小近于或小于波长的孔，则以孔为中心，形成环形波向前传播。造成采样过程中偏向角度约小，波长越长，并且光谱重叠，从而造成干扰较大。
[0014]本实用新型样品池为针对软基质或固体样品特性而自主设计的结构，其结构设计合理，能够与较大采集窗口匹配使用，解决了采用光纤时信号微弱，需要积分球将多次漫反射的光信息进行累加的问题。本实用新型的样品池结构设计可将软基质或固体样品与采集窗口直接接触，由于采用了蓝宝石采样接触面，故起到了保护采集窗口的作用，从而保证检测样品的品种及品质。
[0015]应用线性渐变滤光片，解决了由于光谱对应光谱段存在光谱重叠的影响，造成精度较低的问题。
[0016]进一步的，所述壳体上活动连接有盖体，所述盖体罩设在所述样品池外。
[0017]进一步的，所述检测器为128线元非制冷铟镓砷二极管阵列检测器，所述转换器为A/D转换器。
[0018]应用128线元非制冷铟镓砷(inGaAs)二极管阵列，不会发生由于累计关照的原因，造成检测器温度过高从而造成精度较低的影响。并且减少光谱信噪比影响，使得到的原始光谱更加稳定、高效。
[0019]进一步的，所述光源为双集成真空钨灯。双集成真空钨灯光源寿命大于1.7万小时，解决了光源使用寿命问题。
[0020]进一步的，所述的供电装置为充电电池，所述壳体上安装有充电插头。所述充点电池为锂电池，持续待机及工作时长8小时，解决了传统产品待机时间短问题。
[0021]进一步的，所述壳体上安装有电源开关，所述电源开关与所述供电装置连接。
[0022]进一步的，所述的线性渐变滤光片的光谱范围为900?1700nm。
[0023]传统设备波段为700nm-1100nm，谱段有限，出现样品的光谱信息反应的化学基团有限甚至无用的问题，造成模型建立误差较大或无法建模的问题。通过软硬件集成，本专利波长范围900-1700nm，增加了波段，提高了光谱信息反应的化学基团。使得模型更加精确。
[0024]进一步的，所述便携式近红外光谱检测系统还包括微型中央控制器、与所述微型中央控制器无线通信连接的客户端，所述微型中央控制器安装在壳体内，所述微型中央控制器与所述供电装置、检测光源、检测器和转换器连接，所述微型中央控制器将所述转换器转换后的光谱数据传输至客户端，并接收所述客户端传输的控制信号控制所述检测光源、检测器和转换器的开启和关闭。
[0025]进一步的，所述客户端包括按顺序依次选取的校准模块、检测模块和数据显示模块；
[0026]通过选取校准模块使客户端发送控制信号至微型中央控制器，所述微型中央控制器接收转换器输出的校准光谱数据，并将所述校准光谱数据输出至客户端，所述数据显示模块用于显示校准光谱数据；
[0027]通过选取检测模块使客户端发送控制信号至微型中央控制器，所述微型中央控制器接收转换器输出的检测光谱数据，并将所述检测光谱数据输出至客户端，所述数据显示模块用于显示检测光谱数据。
[0028]进一步的，所述便携式近红外光谱检测系统还包括云端数据库，所述云端数据库与所述客户端无线通信连接，所述云端数据库内存储有待检测样品的化学计量学模型，所述客户端将接收的光谱数据输出至云端数据库，所述云端数据库将接收到的所述光谱数据与待检测样品的化学计量学模型比对分析得到待测样品的定性数据和定量数据，并将所述定性数据和定量数据发送至客户端。
[0029]进一步的，所述检测模块将所述检测光谱数据输出至云端数据库，所述云端数据库将接收到的所述检测光谱数据与待检测样品的化学计量学模型比对分析得到待测样品的定性数据和定量数据，并将所述定性数据和定量数据发送至数据显示模块，所述数据显示模块用于显示定性数据和定量数据。
[0030]进一步的，所述定性数据包括产地信息和品种信息，所述定量数据包括可溶性固形物定量数值和甜度数值。但本实用新型的系统所检测的定性数据和定量数据并不局限于上述所列举信息。
[0031]将化学计量学模型放在云端，实现物联网理念，使得检测精度更高，效果更佳，使用更佳方便。由于近红外快检技术的局限及原理因素，造成每台设备间的技术参数都有一定误差(如:如果用A设备采集光谱数据并建立模型，当B设备使用该模型时会出现一定误差，造成检测结果不准确)，为解决这个问题，本实用新型利用自主研究算法解决了设备间的误差问题，实现一个模型多台设备使用O误差的技术难题。
[0032]化学计量学已经成为近红外光谱分析中的不可或缺的重要组成部分。主成分分析(PCA)和偏最小二乘(pLS)是经典的化学计量学方法，也是在近红外光谱分析中最常用的方法。PCA是在近红外定性和定量分析中都常用的方法，其主要目的是数据降维，以消除近红外光谱信息中相互重叠的部分，是将光谱数据向协方差最大方向投影，得到最大限度反映被测样品的组成和结构信息的新变量，但由于投影过程与因变量不相关，一般预测精度不很高。用PLS建立模型，可以利用全部光谱的信息对样品进行分析，将光谱矩阵的分解和回归交互进行，由于光谱的非线性会导致过拟合，因此在近红外光谱的应用有时会受到限制。
[0033]将支持向量机用于近红外光谱可有效地改善过拟合现象，而且它允许高维数据作为输入矢量，可以很好地解决温度等变量引起的光谱非线性变化问题。因此，对于每一种化学计量学方法而言，都有各自的长处和短处，在用于近红外光谱时可能受到某些限制。目前已有研究者将这些方法相互结合，取长补短，再将其应用于近红外光谱分析技术中。
[0034]进一步的，所述客户端为电脑、平板电脑和手机中的一种。
[0035]客户端的操作系统采用1s及AndroidAPP程序，与传统产品的PC、LINUX程序相比，客户体验感更好，UI精美，操作简便、灵活，容易上手。解决了户外作业使用不便的难题。
[0036]—种便携式近红外光谱检测系统的用途，所述便携式近红外光谱检测系统为上述的便携式近红外光谱检测系统，所述的便携式近红外光谱检测系统用于检测软基质或固体样品，所述软基质或固体样品添加至采样件内。
[0037]—种软基质或固体样品近红外光谱检测方法，采用上述的便携式近红外光谱检测系统进行检测，所述检测方法包括以下步骤:
[0038]步骤一:软基质或固体样品化学计量学模型的建立；
[0039]步骤二:软基质或固体样品的检测:将所述样品置于采样件内，通过客户端依次选取校准模块和检测模块，所述客户端将检测的光谱数据输出至云端数据库，与待检测样品的化学计量学模型比对分析得到待测样品的定性数据和定量数据，所述定性数据和定量数据发送至数据显示模块。
[0040]采用上述技术方案，包括以下有益效果:本实用新型的一种便携式近红外光谱检测系统，在不扩大设备体积及重量的情况下，大大提高检测精度，解决了模型迀移困难的问题。同时能够有效的反应软基质或固体样品对红外光的定性分析结果和定量数据结果，检测过程仅在5秒内即可完成。快速、方便，避免了繁琐耗时的操作，节省大量的时间和人力，适宜大量推广和使用。同时本实用新型系统检测波长范围为900-1700nm，整体形状为竖立长方形，尺寸为150 X 70 X 58mm，重量小于500g，待机时长可达到8小时，便于现场作业检测使用，小巧灵活，便于携带。
【附图说明】
[0041 ]图1为本实用新型样品池结构示意图；
[0042]图2为本实用新型实施例一便携式近红外光谱检测系统截面示意图；
[0043]图3为本实用新型实施例二便携式近红外光谱检测系统结构示意图；
[0044]图4为本实用新型实施例三便携式近红外光谱检测系统结构示意图；
[0045]图5为本实用新型实施例富士苹果样品甜度模型化学测定值与模型预测值的散点图；
[0046]图6为本实用新型实施例富士苹果样品甜度模型化学测定值与残差的分布图。
[0047]图中，
[0048]1、壳体；11、盖体;2、采集窗口；21、样品池;211、蓝宝石采样接触面;212、固定座；
3、检测光源;4、分光装置;5、检测器;6、转换器;7、供电装置;71、电源开关;8、微型中央控制器;9、客户端;91、校准模块;92、检测模块;93、数据显示模块;10、云端数据库。
【具体实施方式】
[0049]下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
[0050]实施例一:如图1和图2所示，一种便携式近红外光谱检测系，包括壳体1、设置在壳体上的采集窗口 2、依次安装在壳体内且与所述采集窗口位于同一直线上的检测光源3、分光装置4和检测器5，所述壳体内还安装有转换器6和供电装置7，所述检测器的输出端与所述转换器的输入端连接，所述供电装置分别与检测光源、检测器和转换器连接;还包括样品池21，所述样品池安装在所述采集窗口上，所述样品池包括蓝宝石采样接触面211和固定座212，所述固定座内形成有腔室且两端设置有开口，所述固定座的一端开口固定安装在采集窗口上，另一端开口上固定安装所述蓝宝石采样接触面，所述分光装置为线性渐变滤光片。
[0051]—种便携式近红外光谱检测系统的用途，所述便携式近红外光谱检测系统为上的便携式近红外光谱检测系统，所述的便携式近红外光谱检测系统用于检测软基质或固体样品，所述软基质或固体样品添加至采样件内。
[0052]实施例二:如图1和图3所示，一种便携式近红外光谱检测系，包括壳体1、设置在壳体上的采集窗口 2、依次安装在壳体内且与所述采集窗口位于同一直线上的检测光源3、分光装置4和检测器5，所述壳体内还安装有转换器6和供电装置7，所述检测器的输出端与所述转换器的输入端连接，所述供电装置分别与检测光源、检测器和转换器连接;还包括样品池21，所述样品池安装在所述采集窗口上，所述样品池包括蓝宝石采样接触面211和固定座212，所述固定座内形成有腔室且两端设置有开口，所述固定座的一端开口固定安装在采集窗口上，另一端开口上固定安装所述蓝宝石采样接触面，所述分光装置为线性渐变滤光片。
[0053]所述壳体上活动连接有盖体11，所述盖体罩设在所述样品池外。
[0054]所述检测器为128线元非制冷铟镓砷二极管阵列检测器，所述转换器为A/D转换器。
[0055]所述光源为双集成真空钨灯。
[0056]所述的供电装置为充电电池，所述壳体上安装有充电插头。
[0057]所述壳体上安装有电源开关71，所述电源开关与所述供电装置连接。
[0058]所述的线性渐变滤光片的光谱范围为900?1700nm。
[0059]所述便携式近红外光谱检测系统还包括微型中央控制器8、与所述微型中央控制器无线通信连接的客户端9，所述微型中央控制器安装在壳体内，所述微型中央控制器与所述供电装置、检测光源、检测器和转换器连接，所述微型中央控制器将所述转换器转换后的光谱数据传输至客户端，并接收所述客户端传输的控制信号控制所述检测光源、检测器和转换器的开启和关闭。
[0060]所述客户端包括按顺序依次选取的校准模块91、检测模块92和数据显示模块93;
[0061]通过选取校准模块使客户端发送控制信号至微型中央控制器，所述微型中央控制器接收转换器输出的校准光谱数据，并将所述校准光谱数据输出至客户端，所述数据显示模块用于显示校准光谱数据；
[0062]通过选取检测模块使客户端发送控制信号至微型中央控制器，所述微型中央控制器接收转换器输出的检测光谱数据，并将所述检测光谱数据输出至客户端，所述数据显示模块用于显示检测光谱数据。
[0063]—种便携式近红外光谱检测系统的用途，所述便携式近红外光谱检测系统为上的便携式近红外光谱检测系统，所述的便携式近红外光谱检测系统用于检测软基质或固体样品，所述软基质或固体样品添加至采样件内。
[0064]实施例三:如图1和图4所示，一种便携式近红外光谱检测系，包括壳体1、设置在壳体上的采集窗口 2、依次安装在壳体内且与所述采集窗口位于同一直线上的检测光源3、分光装置4和检测器5，所述壳体内还安装有转换器6和供电装置7，所述检测器的输出端与所述转换器的输入端连接，所述供电装置分别与检测光源、检测器和转换器连接;还包括样品池21，所述样品池安装在所述采集窗口上，所述样品池包括蓝宝石采样接触面211和固定座212，所述固定座内形成有腔室且两端设置有开口，所述固定座的一端开口固定安装在采集窗口上，另一端开口上固定安装所述蓝宝石采样接触面，所述分光装置为线性渐变滤光片。
[0065]所述壳体上活动连接有盖体11，所述盖体罩设在所述样品池外。
[0066]所述检测器为128线元非制冷铟镓砷二极管阵列检测器，所述转换器为A/D转换器。
[0067]所述光源为双集成真空钨灯。
[0068]所述的供电装置为充电电池，所述壳体上安装有充电插头。
[0069]所述壳体上安装有电源开关71，所述电源开关与所述供电装置连接。
[0070]所述的线性渐变滤光片的光谱范围为900?1700nm。
[0071]所述便携式近红外光谱检测系统还包括微型中央控制器8、与所述微型中央控制器无线通信连接的客户端9，所述微型中央控制器安装在壳体内，所述微型中央控制器与所述供电装置、检测光源、检测器和转换器连接，所述微型中央控制器将所述转换器转换后的光谱数据传输至客户端，并接收所述客户端传输的控制信号控制所述检测光源、检测器和转换器的开启和关闭。
[0072]所述客户端包括按顺序依次选取的校准模块91、检测模块92和数据显示模块93;
[0073]通过选取校准模块使客户端发送控制信号至微型中央控制器，所述微型中央控制器接收转换器输出的校准光谱数据，并将所述校准光谱数据输出至客户端，所述数据显示模块用于显示校准光谱数据；
[0074]通过选取检测模块使客户端发送控制信号至微型中央控制器，所述微型中央控制器接收转换器输出的检测光谱数据，并将所述检测光谱数据输出至客户端，所述数据显示模块用于显示检测光谱数据。
[0075]所述便携式近红外光谱检测系统还包括云端数据库10，所述便携式近红外光谱检测系统还包括云端数据库，所述云端数据库与所述客户端无线通信连接，所述云端数据库内存储有待检测样品的化学计量学模型，所述客户端将接收的光谱数据输出至云端数据库，所述云端数据库将接收到的所述光谱数据与待检测样品的化学计量学模型比对分析得到待测样品的定性数据和定量数据，并将所述定性数据和定量数据发送至客户端。
[0076]进一步的，所述检测模块将所述检测光谱数据输出至云端数据库，所述云端数据库将接收到的所述检测光谱数据与待检测样品的化学计量学模型比对分析得到待测样品的定性数据和定量数据，并将所述定性数据和定量数据发送至数据显示模块，所述数据显示模块用于显示定性数据和定量数据。
[0077]所述定性数据包括产地信息和品种信息，所述定量数据包括可溶性固形物定量数值和甜度数值。但本实用新型的系统所检测的定性数据和定量数据并不局限于上述所列举?目息O
[0078]—种便携式近红外光谱检测系统的用途，所述便携式近红外光谱检测系统为上的便携式近红外光谱检测系统，所述的便携式近红外光谱检测系统用于检测软基质或固体样品，所述软基质或固体样品添加至采样件内。
[0079]本实用新型便携式近红外光谱检测系统的检测方法，包括以下步骤:
[0080]1、建立待检测样品的化学计量学模型:运用MATHLAB软件进行算法及模型的自主研发与编程，满足企业及行业标准，可选光谱预处理方法和多种定性算法，例如针对苹果样品建立化学计量学模型，模型效果如图5?6所示。针对富士苹果的BRIX-可溶性固形物进行了定量模型建立，模型精度达到了 92.22 %。
[0081]2、启动硬件电源开关，通过微型中央控制器程序启动并且设备供电开始运转，同时打开客户端的APP程序，通过WIFI通信模型进行设备无线连接。
[0082]3、将自主研发的基于软基质或固体样品的样品池放置安装在所述采集窗口。APP客户端选择需要检测的样品(如苹果)，点击“苹果检测”APP将命令发往云端数据库，同时云端数据库调用苹果化学计量学模型模型。
[0083]4、由于近红外技术需确定光强及积分时间，故APP客户端点击校准。设备光源启动，向样品池中放入校准块，光源发射稳定的近红外光信号到达校准块并且发生漫反射，光信号进入线性渐变滤光片中。在线性渐变滤光片中光信号发生色散，复色光发散成单色光，色散后的的光束进入检测器128线元非制冷铟镓砷(inGaAs)二极管阵列，通过16位的A/D转换器将光电转换得到电信号并在检测器中生成图像，得到最大吸收率。并且APP客户端出现下一步提示。
[0084]5、拿下校准块，点击APP功能按钮，此时光源关闭，并对自然光强进行采集，近红外光信号收集自然光强，光信号进入分光系统(线性渐变滤光片)中。在分光系统中光信号发生色散，复色光发散成单色光，色散后的光束进入检测器128线元非制冷铟镓砷(inGaAs) 二极管阵列，通过16位的A/D转换器将光电转换得到电信号并在检测器中生成图像，得到自然光吸收率。并且APP客户端出现下一步提示。
[0085]6、此时可进行软基质或固体样品(如苹果)的快速无损检测，将样品放入样品池中并将样品池放入采集窗口，APP客户端点击“检测”。光源启动，光源发射稳定的近红外光信号到达待测样品并且发生漫反射，光信号进入分光系统(线性渐变滤光片)中。在分光系统中光信号发生色散，复色光发散成单色光，色散后的光束进入检测器128线元非制冷铟镓砷(inGaAs)二极管阵列，通过16位的A/D转换器将光电转换得到电信号并在检测器中生成图像，得到待测样品的光谱数据。APP客户端将光谱数据上传到云端数据库(如苹果化学计量学模型)，通过比对，得到待测样品的定性数据(如产地和品种)和/或定量数据(如BRIX-可溶性固形物)。经过系统优化及框架设计检测过程在5秒内完成。如需继续检测点击APP客户端的继续检测按钮即可。
[0086]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种便携式近红外光谱检测系统，包括壳体(I)、设置在壳体上的采集窗口(2)、依次安装在壳体内且与所述采集窗口位于同一直线上的检测光源(3)、分光装置(4)和检测器(5)，所述壳体内还安装有转换器(6)和供电装置(7)，所述检测器的输出端与所述转换器的输入端连接，所述供电装置分别与检测光源、检测器和转换器连接;其特征在于，还包括样品池(21)，所述样品池包括蓝宝石采样接触面(211)和固定座(212)，所述固定座内形成有腔室且两端设置有开口，所述固定座的一端开口固定安装在采集窗口上，另一端开口上固定安装所述蓝宝石采样接触面，所述分光装置为线性渐变滤光片。2.根据权利要求1所述的一种便携式近红外光谱检测系统，其特征在于，所述壳体上活动连接有盖体(11 )，所述盖体罩设在所述样品池外。3.根据权利要求1所述的一种便携式近红外光谱检测系统，其特征在于，所述检测器为128线元非制冷铟镓砷二极管阵列检测器，所述转换器为A/D转换器;所述光源为双集成真空钨灯。4.根据权利要求1所述的一种便携式近红外光谱检测系统，其特征在于，所述的供电装置为充电电池，所述壳体上安装有充电插头。5.根据权利要求1所述的一种便携式近红外光谱检测系统，其特征在于，所述壳体上安装有电源开关(71)，所述电源开关与所述供电装置连接。6.根据权利要求1所述的一种便携式近红外光谱检测系统，其特征在于，所述的线性渐变滤光片的光谱范围为900?1700nmo7.根据权利要求1?6任一项所述的一种便携式近红外光谱检测系统，其特征在于，所述便携式近红外光谱检测系统还包括微型中央控制器(8)、与所述微型中央控制器无线通信连接的客户端(9)，所述微型中央控制器安装在壳体内，所述微型中央控制器与所述供电装置、检测光源、检测器和转换器连接，所述微型中央控制器将所述转换器转换后的光谱数据传输至客户端，并接收所述客户端传输的控制信号控制所述检测光源、检测器和转换器的开启和关闭。
【文档编号】G01N21/3563GK205506679SQ201620034575
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年1月14日
【发明人】陈泽, 程飚, 张绍宁, 李晶, 宁眺
【申请人】昆明睿意铂科技股份有限公司