一种高效高强轻型近红外光源及近红外光谱检测仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高效高强轻型近红外光源及近红外光谱检测仪，涉及无损光谱检测【技术领域】，所述近红外光源包括：筒状的灯架、卤素白炽灯和近红外带通滤光片，所述卤素白炽灯和近红外带通滤光片沿所述灯架的第一端到第二端的方向依次设于所述灯架内，所述卤素白炽灯包括灯泡和内壁镀金的灯杯，所述灯泡设于所述灯杯的底部，所述灯杯的开口朝向所述近红外带通滤光片。本实用新型通过在卤素白炽灯的内壁镀金，通过黄金对近红外光的高反射效率，无需采用透镜聚光，即可提供高能量的近红外光，从而使得近红外光源的结构简单、紧凑、牢固，成本较低，体积小，重量轻，使近红外光源携带方便，既适合于实验室用，也非常适合于野外实验用。
【专利说明】一种高效高强轻型近红外光源及近红外光谱检测仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无损光谱检测【技术领域】，特别涉及一种高效高强轻型近红外光源及近红外光谱检测仪。
【背景技术】
[0002]近红外光是波长介于可见区和中红外区之间的电磁波，其波长范围为780-252611111。近红外谱区主要是有机分子含氢基团(011)-11,0-?)倍频与合频吸收带，包含分子的结构、组成状态等信息。近红外光谱分析可以用于与含氢基团有关的各种分析，而且测定样品不需要前处理，具有快速、简便、非破坏性的优点，广泛应用于测定样品的水分、粗蛋白、脂肪、淀粉等常量分析，还被用来测定氨基酸、脂肪酸，以及对生产加工过程进行在线质量控制，是一种应用前景良好的现代分析技术。
[0003]近红外光谱检测仪的光源是采集样品特征信息的能量来源，光源的品质对采集样品的光谱具有重要的作用。快速无损分析、活体分析是现代仪器分析最有应用前景的技术之一，主要运用近红外谱区。近红外光谱分析最重要也是最困难的是获取稳定的、高信噪比的样品光谱。这类分析的样品大都是具有特定结构的非均匀样品，分析时受样品摆放位置的影响严重，目前通常在大型仪器中需要应用较复杂的积分球技术来实现分析，难以在现场分析与便携分析中应用，一般光源需要透镜聚光使光源的体积与重量不易减小，不适用现场分析与便携分析。
实用新型内容
[0004]为了提供一种便携的近红外光源，以降低近红外光源的体积和重量，本实用新型提供了一种高效高强轻型近红外光源，所述近红外光源包括:筒状的灯架、卤素白炽灯和近红外带通滤光片，所述卤素白炽灯和近红外带通滤光片沿所述灯架的第一端到第二端的方向依次设于所述灯架内，所述卤素白炽灯包括灯泡和内壁镀金的灯杯，所述灯泡设于所述灯杯的底部，所述灯杯的开口朝向所述近红外带通滤光片。
[0005]其中，所述灯杯的纵截面呈抛物线状。
[0006]其中，所述近红外光源还包括:中性衰减片，所述中性衰减片设于所述灯架的第二端。
[0007]其中，所述中性衰减片固定于第一边框上，所述第一边框的外径与所述灯架的外径相同，所述灯架的第二端的端面上设有转轴，所述第一边框设有与所述转轴相适应的通孔，所述转轴穿过所述通孔，所述中性衰减片通过所述第一边框设于所述灯架的第二端。
[0008]其中，所述近红外光源还包括:静音风扇，所述灯架的第一端设有凸缘，所述静音风扇通过所述凸缘安装于所述灯架的第一端。
[0009]其中，所述近红外带通滤光片固定于第二边框上，所述第二边框的外径与所述灯架的内径相同。
[0010]其中，所述灯架的内壁设有内螺纹，所述第二边框的外侧设有与所述内螺纹相适应的外螺纹。
[0011]其中，所述灯架的侧壁上设有若干通风孔，所述通风孔位于所述卤素白炽灯和近红外带通滤光片之间。
[0012]其中，所述近红外光源还包括:可调电源，所述可调电源与所述卤素白炽灯连接。
[0013]本实用新型还公开了一种近红外光谱检测仪，所述近红外光谱检测仪包括所述的近红外光源。
[0014]本实用新型通过在卤素白炽灯的内壁镀金，通过黄金对近红外光的高反射效率，无需采用透镜聚光，即可提供高能量的近红外光，从而使得近红外光源的结构简单、紧凑、牢固，成本较低，体积小，重量轻，且携带方便，既适合于实验室用，也非常适合于野外实验用。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型一种实施方式的高效高强轻型近红外光源的结构示意图；
[0016]图2是图1所示的高效高强轻型近红外光源的纵截面的示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0018]图1是本实用新型一种实施方式的高效高强轻型近红外光源的结构示意图；图2是图1所示的高效高强轻型近红外光源的纵截面的示意图；参照图1?2，所述近红外光源包括:筒状的灯架1、卤素白炽灯2和近红外带通滤光片3，所述卤素白炽灯和近红外带通滤光片3沿所述灯架1的第一端到第二端的方向依次设于所述灯架1内，所述卤素白炽灯包括灯泡2-1和内壁镀金(此处的镀金为镀黄金)的灯杯2-2，所述灯泡2-1设于所述灯杯2-2的底部，所述灯杯2-2的开口朝向所述近红外带通滤光片3。
[0019]现有技术的近红外光源为了对种子进行分析，通常需要采用透镜聚光，使光源的体积与重量不易减小，本实施方式的近红外光源通过在卤素白炽灯的内壁镀金，通过黄金对近红外光的高反射效率，无需采用透镜聚光，即可提供高能量的近红外光，从而使得近红外光源的结构简单、紧凑、牢固，成本较低，体积小(截面直径约为10(3111，高度约为15(3111的圆柱)，重量轻(5008左右)，且携带方便，既适合于实验室用，也非常适合于野外实验用；并且本实施方式的近红外光源在中波近红外漫透射单籽粒识别分析中极大地提高了分析效果，可以消除种衣剂对光谱分析的影响，解决了种子分析中的部分难题。
[0020]优选地，所述灯杯2-2的纵截面呈抛物线状，通过将所述灯杯的纵截面设置呈抛物线状，使得可将所述卤素白炽灯所发出的光线在分析样品的空间位置聚焦，使光源具有更加理想的能量空间分布。
[0021]为了分析非均匀样品，对光源光线强度要求较高，会导致参比光超过光谱仪检测器工作范围的问题，使得获得的样品光谱失真，优选地，所述近红外光源还包括:中性衰减片5，所述中性衰减片5设于所述灯架1的第二端，通过所述中性衰减片5使参比光衰减到光谱仪检测器的工作范围内。
[0022]为便于添加和移除所述中性衰减片，优选地，所述中性衰减片5固定于第一边框6上，所述第一边框6的外径与所述灯架1的外径相同，所述灯架1的第二端的端面上设有转轴(图中未示出)，所述第一边框6设有与所述转轴相适应的通孔(图中未示出)，所述转轴穿过所述通孔，所述中性衰减片5通过所述第一边框6设于所述灯架1的第二端；在测量参比时，可通过转轴将中性衰减片添加到灯架的第二端，在测量样品光谱时，可通过转轴将中性发减片移除。
[0023]为便于旋转所述第一边框，优选地，所述第一边框6的外侧设有拨片10。
[0024]由于活体样品的“浓度”与(光谱分析的)光程都不能调节，一般需要应用高强度近红外光源，但是样品受到强光照射容易升温过高，限制了分析光的强度，为了保证近红外带通滤光片3正常工作，减少样品受光照时的热效应，同时，为了保证光源的稳定性，并提高光源的使用寿命，优选地，所述近红外光源还包括:静音风扇7，所述灯架的第一端设有凸缘8，所述静音风扇7通过所述凸缘8安装于所述灯架1的第一端。
[0025]为进一步使得可将所述卤素白炽灯所发出的光线在分析样品的空间位置聚焦，使光源具有更加理想的能量空间分布，优选地，所述静音风扇7、卤素白炽灯、近红外带通滤光片3和中性衰减片5这四个部件的中心共一条直线。
[0026]优选地，所述近红外带通滤光片3固定于第二边框4上，所述第二边框4的外径与所述灯架1的内径相同，从而避免光线未经过近红外带通滤光片而直接照射至样品上。
[0027]为便于选择不同波段范围的近红外带通滤光片，从而获得需要的分析谱区(例如:900?1700=0)，滤除非分析谱区的光线，优选地，所述灯架1的内壁设有内螺纹，所述第二边框4的外侧设有与所述内螺纹相适应的外螺纹，所述第二边框通过螺纹旋进入所述灯架内，在需要更换时，也可将所述第二边框通过螺纹旋转出，以便于更换不同波段范围的近红外带通滤光片。
[0028]由于第二边框4的外径与所述灯架1的内径相同，故而所述灯架无法形成风路，使得散热性能过低，为了保证散热性能，优选地，所述灯架1的侧壁上设有若干通风孔9，所述通风孔9位于所述卤素白炽灯和近红外带通滤光片3之间，通过所述通风孔和静音风扇之间的配合，进一步保证了光源的稳定性，同时进一步提高了光源的使用寿命。
[0029]为按照分析谱区的需求来选用卤素白炽灯最佳工作电压，例如近红外谱区分析可以使灯在较低温度发光，提高该谱区的相对能量，进一步降低样品受到近红外光照射的升温效应，优选地，所述近红外光源还包括:可调电源，所述可调电源与所述卤素白炽灯连接，例如，所述可调电源的电压范围为3?12乂。
[0030]本实用新型还公开了一种近红外光谱检测仪，所述近红外光谱检测仪包括所述的近红外光源。
[0031]以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
【权利要求】
1.一种高效高强轻型近红外光源，其特征在于，所述近红外光源包括:筒状的灯架、卤素白炽灯和近红外带通滤光片，所述卤素白炽灯和近红外带通滤光片沿所述灯架的第一端到第二端的方向依次设于所述灯架内，所述卤素白炽灯包括灯泡和内壁镀金的灯杯，所述灯泡设于所述灯杯的底部，所述灯杯的开口朝向所述近红外带通滤光片。
2.如权利要求1所述的近红外光源，其特征在于，所述灯杯的纵截面呈抛物线状。
3.如权利要求1所述的近红外光源，其特征在于，所述近红外光源还包括:中性衰减片，所述中性衰减片设于所述灯架的第二端。
4.如权利要求3所述的近红外光源，其特征在于，所述中性衰减片固定于第一边框上，所述第一边框的外径与所述灯架的外径相同，所述灯架的第二端的端面上设有转轴，所述第一边框设有与所述转轴相适应的通孔，所述转轴穿过所述通孔，所述中性衰减片通过所述第一边框设于所述灯架的第二端。
5.如权利要求1所述的近红外光源，其特征在于，所述近红外光源还包括:静音风扇，所述灯架的第一端设有凸缘，所述静音风扇通过所述凸缘安装于所述灯架的第一端。
6.如权利要求5所述的近红外光源，其特征在于，所述近红外带通滤光片固定于第二边框上，所述第二边框的外径与所述灯架的内径相同。
7.如权利要求6所述的近红外光源，其特征在于，所述灯架的内壁设有内螺纹，所述第二边框的外侧设有与所述内螺纹相适应的外螺纹。
8.如权利要求6所述的近红外光源，其特征在于，所述灯架的侧壁上设有若干通风孔，所述通风孔位于所述卤素白炽灯和近红外带通滤光片之间。
9.如权利要求1?8中任一项所述的近红外光源，其特征在于，所述近红外光源还包括:可调电源，所述可调电源与所述卤素白炽灯连接。
10.一种近红外光谱检测仪，其特征在于，所述近红外光谱检测仪包括权利要求1?9中任一项所述的近红外光源。
【文档编号】G01J3/10GK204255500SQ201420642862
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】严红兵, 生广伦, 安冬, 李卫军 申请人:严红兵, 生广伦, 安冬, 李卫军