专利名称：一种近红外样品采集装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种样品采集装置及方法，尤其是一种近红外样品采集装置及方法。
背景技术：
近红外样品检测装置是一种对样品实现近红外漫反射检测的装置。请参阅图1，目前一种广泛使用的样品检测装置，是直接将样品放置在反射物质上方，再将近红外探头紧贴纤维上表面进行检测。该类检测装置能够实现对样品的检测，但不能保证检测条件的一致性。由于被测物的厚度、层数、颜色及材质的不同，引起检测时出现图1中所示的透反射和漫反射两种检测方式，而检测方式是影响检测结果的一个重要因素，使得检测结果的均一性较差。
发明内容
为了解决现有技术中的上述不足，本发明提供了一种能够保证检测条件均一性的近红外样品采集装置及方法。为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案一种近红外样品采集装置，包括光源；探测分析单元，所述探测分析单元采集光源发出的透过待测样品的光并将探测结果传递给控制单元；控制单元，所述控制单元根据探测结果判断是否有光透过待测样品，并将判断结果传递给报警单元；报警单元，所述报警单元根据判断结果生成报警信息若有光透过待测样品，提示样品状态无效；若无光透过待测样品，提示样品状态有效。进一步，所述光源包括第一光源和第二光源；所述探测分析单元包括第一探测器和第二探测器；所述第一探测器用于接收第一光源发出的被待测样品反射的光；所述第二探测器用于接收第二光源发出的透过待测样品的光；所述控制单元根据第二探测器的探测结果判断是否有光透过待测样品，并将判断结果传递给报警单元，并根据报警单元的报警信息控制第一光源和第一探测器收集被待测样品反射的光，并对样品成分进行分析。进一步，第一光源和第二光源为同一个光源。进一步，所述第二光源和第一光源设置在待测样品的同侧或异侧。进一步，所述报警信息通过声、光、电等硬件部件发出报警。进一步，所述样品采集装置还包括光学窗口，所述光学窗口包括第一视窗和第二视窗；待测样品设置在第一视窗和第二视窗之间。
进一步，所述样品采集装置还包括与所述控制单元相连的施力模块，所述控制单元控制所述施力模块将样品压紧固定。作为优选，所述第一视窗设置在施力模块上。进一步，所述施力模块包括标准重物。本发明还提供了一种近红外样品采集方法，包括以下步骤A、装入待测样品；B、光源发出的测量光照到待测样品上；C、探测透过待测样品的光，判断是否有光透过待测样品，并生成报警信息若有光透过待测样品，提示样品状态无效，调整样品状态，返回步骤A ；若无光透过待测样品，提示样品状态有效，采集样品的漫反射信号，并对样品成分进行分析。进一步，采用上述任一所述的样品采集装置进行近红外样品信号的采集。本发明与现有技术相比具有以下有益效果1、确保了检测条件的均一性通过红外探测器检测技术，实现近红外光是否穿透被测物的检测，确保了对样品检测时的漫反射测量方式的统一性；同时，对检测结果的有效性进行了直观提示；2、通过标准重物均勻压被测样品的方式，实现样品紧密度一致和样品平整；3、通过锁紧功能，实现紧密度在检测过程中不变；4、装置简单，可靠性高。
图1为背景技术中近红外样品检测装置的结构示意图；图2为实施例9中样品采集装置的结构示意图。
具体实施例方式实施例1一种近红外样品采集装置，包括光源、探测分析单元、控制单元和报警单元；所述探测分析单元采集光源发出的透过待测样品的光；控制单元，所述控制单元根据探测结果判断是否有光透过待测样品，并将判断结果传递给报警单元；报警单元，所述报警单元根据判断结果生成报警信息若有光透过待测样品，提示样品状态无效；若无光透过待测样品，提示样品状态有效。本发明通过近红外探测器检测技术，实现近红外光是否穿透被测物的检测，确保了对样品检测时的检测条件的均一性，即均是漫反射测量方式；进一步，所述报警单元为声、光、等硬件部件，对检测结果的有效性进行了直观提
7J\ ο作为优选，所述近红外样品采集装置还可以用于在近红外样品检测过程中指示样品检测结果的有效性，此时
所述光源包括第一光源和第二光源； 所述探测分析单元包括第一探测器和第二探测器；所述第一探测器用于接收第一光源发出的被待测样品反射的光；所述第二探测器用于接收第二光源发出的透过待测样品的光；所述控制单元根据第二探测器的探测结果判断是否有光透过待测样品，并将判断结果传递给报警单元，并根据报警单元的报警信息控制第一光源和第一探测器收集被待测样品反射的光，并对样品成分进行分析。进一步，第一光源和第二光源为同一个光源。此时，第一探测器和第二探测器分别位于待测样品的两侧，分别接收样品的漫反射光和透射光。进一步，所述第二光源和第一光源设置在待测样品的同侧或异侧。进一步，所述样品采集装置还包括光学窗口，所述光学窗口包括第一视窗和第二视窗；待测样品设置在第一视窗和第二视窗之间。进一步，所述样品采集装置还包括与所述控制单元相连的施力模块，所述控制单元控制所述施力模块将样品压紧固定，以实现样品紧密度一致和样品平整。作为优选，所述第一视窗设置在施力模块上。进一步，所述施力模块包括标准重物。进一步，待测样品为纤维样品。本实施例还提供了一种近红外样品采集方法，包括以下步骤A、采样本实施例的近红外样品采集装置；装入待测样品；B、光源发出的测量光照到待测样品上；C、探测透过待测样品的光，判断是否有光透过待测样品，并生成报警信息若有光透过待测样品，提示样品状态无效，调整样品状态，返回步骤A ；若无光透过待测样品，提示样品状态有效，采集样品的漫反射信号，并对样品成分进行分析。实施例2一种样品采集装置，包括光源、探测分析单元、控制单元和报警单元；所述光源为近红外光源，如钨灯；所述探测分析单元与控制单元相连，为红外探测器，如硅探测器；所述光源和探测分析单元分别设置在待测样品的两端，所述探测器用于采集光源发出的透过待测样品的光；所述控制单元根据探测分析单元的探测结果判断是否有光透过待测样品，并将判断结果传递给报警单元；报警单元，所述报警单元根据判断结果生成报警信息。为了对样品信号的检测都是漫反射信号，则采用与光源同侧的探测器对样品信号进行采集，但如有光透过待测样品，说明所采集的漫反射信号中有透反射信号的掺杂，使得对样品信号的检测条件的均一性变差，影响检测结果。此时，说明待测样品厚度不够或折叠层数不够，说明样品的状态不是最佳测量状态，样品状态还需调整，提示样品状态无效；若无光透过待测样品，则说明所采集的漫反射信号基本无透反射信号的掺杂，此时提示样品状态是有效的，处于光源同侧的探测器即可采集待测样品信号，并进行进一步的分析。本实施例还提供了一种近红外样品采集方法，包括以下步骤A、采用本实施例的近红外样品采集装置；装入待测样品；B、光源发出的测量光照到待测样品上；C、探测透过待测样品的光，判断是否有光透过待测样品，并生成报警信息若有光透过待测样品，提示样品状态无效，调整样品状态，或增加样品厚度，或增加样品折叠层数，返回步骤A ；若无光透过待测样品，提示样品状态有效，采集样品的漫反射信号，并对样品成分进行分析。实施例3一种近红外样品采集装置，与实施例2中所述的近红外样品采集装置不同的是本实施例的光源包括第一光源和第二光源，探测器为第一探测器和第二探测器； 所述第一探测器用于接收第一光源发出的被待测样品反射的光；所述第二探测器用于接收第二光源发出的透过待测样品的光；所述控制单元根据第二探测器的探测结果判断是否有光透过待测样品，并将判断结果传递给报警单元，并根据报警单元的报警信息控制第一光源和第一探测器收集被待测样品反射的光，并对样品成分进行分析。第一光源和第二光源为同一个光源，则此时，第一探测器与第一光源设置在待测样品的同侧，第二探测器与第一光源设置在待测样品的异侧。所述第一光源为近红外光源钨灯，所述第一探测器和第二探测器均为近红外 InGaSe探测器本实施例还提供了一种近红外样品采集方法，与实施例2中所述的近红外样品采集方法不同的是本实施例还提供了一种近红外样品采集方法，包括以下步骤1、在步骤A中，采用本实施例的近红外样品采集装置；2、在步骤B中，第一光源发出的光照射在待测纤维样品上；3、在步骤C中，第二探测器探测透过待测样品的光，判断是否有光透过待测样品， 并生成报警信息若有光透过待测样品，提示样品状态无效，则第一探测器的检测无效，需要调整样品状态，或增加样品厚度，或增加样品折叠层数，返回步骤A ；若无光透过待测样品，提示样品状态有效，第一探测器的检测有效，第一探测器采集样品的漫反射信号，并对样品成分进行分析。实施例4一种近红外样品采集装置，与实施例3中所述的近红外样品采集装置不同的是第一光源和第二光源不同，第二光源和第一光源处于待测样品的同侧或异侧，第二探测器与第二光源处于待测样品的异侧。其中，第二光源为LED光源。本实施例还提供了一种近红外样品采集方法，与实施例3中所述的近红外样品采集方法不同的是1、在步骤A中，采用本实施例的近红外样品采集装置；
2、在步骤B中，第二光源发出的光照射在待测样品上；3、在步骤C中，第二探测器探测透过待测样品的光，判断是否有光透过待测样品， 并生成报警信息若有光透过待测样品，提示样品状态无效，第一探测器的检测无效，调整样品状态，或增加样品厚度，或增加样品折叠层数，返回步骤A ；若无光透过待测样品，提示样品状态有效，第一探测器的检测有效，则第一光源发出的光照射在待测样品上，第一探测器采集样品的漫反射信号，并对样品成分进行分析。实施例5一种近红外样品采集装置，与实施例4中所述的近红外样品采集装置不同的是所述近红外样品采集装置还包括光学窗口，所述光学窗口包括第一视窗和第二视窗，待测样品紧贴第一视窗和第二视窗，设置在第一视窗和第二视窗之间。第一光源、第二光源、第一探测器和第二探测器分别设置在第一视窗和第二视窗的两侧，所述光学窗口能够透过第一光源和第二光源发出的光及其漫反射光、透反射光及透射光。本实施例还提供了一种近红外样品采集方法，与实施例4中所述的近红外样品采集方法不同的是在步骤A中，采用本实施例的近红外样品采集装置，在第一视窗和第二视窗之间装入待测样品。实施例6一种近红外样品采集装置，与实施例5中所述的近红外样品采集装置不同的是所述近红外样品采集装置还包括与所述控制单元相连的施力模块，所述控制单元控制所述施力模块将样品压紧固定，以实现样品紧密度一致和样品平整。本实施例还提供了一种近红外样品采集方法，与实施例5中所述的近红外样品采集方法不同的是在步骤A中，采用本实施例的近红外样品采集装置，在第一视窗和第二视窗之间装入待测样品，控制单元控制施力模块将待测样品压紧固定，以实现样品紧密度一致和样品平整。实施例7一种近红外样品采集装置，与实施例6中所述的近红外样品采集装置不同的是所述第一视窗设置在施力模块上，这样更有利于第一视窗在透光的同时也将待测样品压紧，使得装置结构更加紧凑，样品紧密度一致性更好。本实施例还提供了一种近红外样品采集方法，与实施例6中所述的近红外样品采集方法不同的是在步骤A中，采用本实施例的近红外样品采集装置，将待测样品装入第一视窗和第二视窗之间，控制单元控制施力模块将待测样品压紧固定，以实现样品紧密度一致和样品平整。实施例8一种近红外样品采集装置，与实施例7中所述的近红外样品采集装置不同的是所述施力模块包括标准重物，以实现不同的样品均采用同样重量的重物来将样品压平整，测量时，待测样品的平整性更好。本实施例还提供了一种近红外样品采集方法，与实施例7中所述的近红外样品采集方法不同的是在步骤A中，采用本实施例的近红外样品采集装置；将待测样品装入第一视窗和第二视窗之间，控制单元控制施力模块中的标准重物将待测样品压紧固定，以实现样品紧密度一致和样品平整。实施例9请参阅图2，一种近红外样品采集装置，包括光源、探测分析单元、控制单元4、光学窗口和报警单元6;所述光源包括第一光源21和第二光源21 ；所述探测分析单元包括第一探测器31 和第二探测器32 ；所述光学窗口包括第一视窗21和第二视窗22，所述第一视窗21和第二视窗22设置在安装座10上，所述第一视窗21还设置在标准重物51上，所述标准重物51还包括锁紧部件53 ；待测样品1装入第一视窗11和第二视窗12之间后，标准重物51通过滑柱52上下移动，将待测样品1压紧，以保证样品紧密度一致；锁紧部件53为锁紧螺母，将标准重物 51锁紧，确保在检测过程中外力不影响被测物的紧密度变化。上述各部件的设置顺序为第一光源21、第一视窗11、待测样品1、第二视窗12、第一探测器32 ；所述第二光源22、第一探测器31与第一光源21设置在第一视窗11的同侧；所述第二探测器32与第一光源21设置在待测样品1的异侧。所述控制单元4与探测分析单元相连，根据第二探测器32的探测结果，判断是否有光透过待测样品，并将判断结果传递给报警单元6 ；所述报警单元6根据判断结果生成报警信息，本实施例的报警单元为报警信号灯若有光透过待测样品，说明此时，第二光源22的发出的光透过了待测样品1，会导致第一探测器31接收到待测样品1表面的透反射光，因此需要提示样品状态无效，第一探测器31的检测无效，报警信号灯变红，指示需要重新装样；若无光透过待测样品，说明此时第二光源22的发出的光未透过待测样品1，则，需要提示样品状态有效，第一探测器31的检测有效，报警信号灯变绿，则，第一探测器31探测待测样品1表面的漫反射光，并进一步得到待测样品1的分析结果。本实施例还提供了一种近红外样品采集方法，包括以下步骤A、采用本实施例的近红外样品采集装置；将待测样品1装入第一视窗11和第二视窗12之间，控制单元4控制施力模块中的标准重物51将待测样品1压紧固定，锁紧模块53将标准重物51锁紧在滑柱52上，以实现待测样品1紧密度一致和待测样品1的平整；B、第二光源22发出的光照射在待测样品1上；C、第二探测器32探测透过待测样品1的光，判断是否有光透过待测样品1，并将判断结果传递给报警单元6 ；
所述报警单元6根据判断结果生成报警信息若报警信号灯变红，则说明有光透过待测样品1，提示样品状态无效，检测无效，调整样品状态，或增加样品厚度，或增加样品折叠层数，返回步骤A ；若报警信号灯变绿，则说明无光透过待测样品，表示测量满足漫反射检测条件，提示样品状态有效，检测有效，第一光源21发出的光照射在待测样品1上，第一探测器31采集样品的漫反射信号，并对待测样品成分进行分析。上述实施方式不应理解为对本发明保护范围的限制。本发明的关键是通过检测是否透过样品，来保证样品检测条件的一致性。在不脱离本发明精神的情况下，对本发明做出的任何形式的改变均应落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种近红外样品采集装置，包括 光源；探测分析单元，所述探测分析单元采集光源发出的透过待测样品的光并将探测结果传递给控制单元；控制单元，所述控制单元根据探测结果判断是否有光透过待测样品，并将判断结果传递给报警单元；报警单元，所述报警单元根据判断结果生成报警信息 若有光透过待测样品，提示样品状态无效； 若无光透过待测样品，提示样品状态有效。
2.根据权利要求1所述的样品采集装置，其特征在于 所述光源包括第一光源和第二光源；所述探测分析单元包括第一探测器和第二探测器；所述第一探测器用于接收第一光源发出的被待测样品反射的光；所述第二探测器用于接收第二光源发出的透过待测样品的光；所述控制单元根据第二探测器的探测结果判断是否有光透过待测样品，并将判断结果传递给报警单元，并根据报警单元的报警信息控制第一光源和第一探测器收集被待测样品反射的光，并对样品成分进行分析。
3.根据权利要求2所述的样品采集装置，其特征在于第一光源和第二光源为同一个光源。
4.根据权利要求2所述的样品采集装置，其特征在于所述第二光源和第一光源设置在待测样品的同侧或异侧。
5.根据权利要求1 4任一所述的样品采集装置，其特征在于所述报警信息通过声、 光、电硬件部件发出报警。
6.根据权利要求1 4任一所述的样品采集装置，其特征在于所述样品采集装置还包括光学窗口，所述光学窗口包括第一视窗和第二视窗；待测样品设置在第一视窗和第二视窗之间。
7.根据权利要求6所述的样品采集装置，其特征在于所述样品采集装置还包括与所述控制单元相连的施力模块，所述控制单元控制所述施力模块将样品压紧固定。
8.根据权利要求7所述的样品采集装置，其特征在于所述第一视窗设置在施力模块上。
9.根据权利要求7或8所述的样品采集装置，其特征在于所述施力模块包括标准重物。
10.一种近红外样品采集方法，包括以下步骤A、装入待测样品；B、光源发出的测量光照到待测样品上；C、探测透过待测样品的光，判断是否有光透过待测样品，并生成报警信息 若有光透过待测样品，提示样品状态无效，调整样品状态，返回步骤A ；若无光透过待测样品，提示样品状态有效，采集样品的漫反射信号，并对样品成分进行分析。
11.根据权利要求10所述的样品采集方法，其特征在于采用权利要求1 9任一所述的样品采集装置进行近红外样品信号的采集。
全文摘要
本发明涉及一种近红外样品采集装置，包括光源；探测分析单元，所述探测分析单元采集光源发出的透过待测样品的光并将探测结果传递给控制单元；控制单元，所述控制单元根据探测结果判断是否有光透过待测样品，并将判断结果传递给报警单元；报警单元，所述报警单元根据判断结果生成报警信息若有光透过待测样品，提示样品状态无效；若无光透过待测样品，提示样品状态有效。本发明还提供了一种近红外样品采集方法。本发明具有检测条件均一性好、操作简便快捷等优点。
文档编号G01N21/49GK102564956SQ20111046169
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者周新奇, 张学锋, 陈智锋 申请人:聚光科技(杭州)股份有限公司