本实用新型涉及农产品检测设备技术领域，特别是涉及一种手持式近红外光谱检测装置和一种包含该手持式近红外光谱检测装置的近红外光谱检测系统。
背景技术：
近红外光谱是指波长在780nm～2526nm区间的光谱段。在该光谱范围内，有机物的含氢官能团(-CH、-OH、-NH)存在振动和转动吸收，不同的官能团存在不同的吸收特性。通过扫描样品的近红外光谱，能够得到样品的近红外光谱特征信息，从而对样品的组分进行分析。近红外光谱检测技术具有快速无损实时检测等优点，尤其能够满足在农产品检测方面的需求。
而传统的近红外光谱检测仪，大多数采用光栅分光或者傅里叶变换光谱技术，其需要足够的空间进行分光，因此，设备的体积普遍偏大，结构较为复杂。光栅分光技术的光谱仪由于狭缝和衍射现象的存在，光强利用率低，需要较强的广元，增加了设备的整机耗电功率。而傅里叶变换光谱技术由于存在动镜等移动器件，搬运过程会对移动部件产生振动位移现象，降低设备的测量准确度，并且使用较多的精密光学元件，设备制作成本高。此外，传统的近红外光谱仪在操作时，还需要携带用于数据处理分析的计算机，使用十分不便。
故，传统的近红外光谱检测器存在设备结构复杂、占用空间大和搬运不方便等问题，不利于在农产品检测方面的应用推广。
技术实现要素：
基于此，本实用新型提供一种手持式近红外光谱检测装置，其采用微型近红外光谱仪进行光谱检测，并且利用无线通讯模块将检测的参数采集设定和数据分析处理过程从手持端分离至外部的移动终端和云端服务器，将手持式终端的结构简化，体积缩小，携带更加轻量化，有利于在农产品检测方面的应用推广。
一种手持式近红外光谱检测装置，包括：
壳体；壳体的一端设有可打开的封盖；
收容在壳体内的微型近红外光谱仪；微型近红外光谱仪的探头端朝向封盖设置；
收容在壳体内的驱动电路板；驱动电路板电连接微型近红外光谱仪；
收容在壳体内的无线通讯模块；无线通讯模块电连接驱动电路板；及
收容在壳体内的电源模块；电源模块电连接驱动电路板。
上述手持式近红外光谱检测装置，其作为样品检测时的手持式终端，起到近红外光谱检测的数据采集的功能。其中，微型近红外光谱仪是一种小体积光谱仪，其能够压缩整个设备的占用空间，有利于设备的微型化改良。而微型近红外光谱仪收容在壳体内，并且通过壳体的一端的可打开的封盖来控制微型近红外光谱仪的光谱采集环境切换。驱动电路板用于驱动微型近红外光谱仪的运作，无线通讯模块用于与外部的移动终端实现数据交换，借此来实现微型近红外光谱仪的采集参数的设定，以及利用该移动终端将所采集的数据发送给云端服务器以进行数据分析处理，减少作业人员在操作端的设备结构，有利于压缩设备的占用空间，携带方便。电源模块用于给其他电子部件提供电源。此外，各电子部件均可固定于壳体中，能够保证各电子部件工作稳定性和安全性。通过上述设计，采用微型近红外光谱仪进行光谱检测，并且利用无线通讯模块将检测的参数采集设定和数据分析处理过程从手持端分离至外部的移动终端和云端服务器，将手持式终端的结构简化，体积缩小，携带更加轻量化，有利于在农产品检测方面的应用推广。
在其中一个实施例中，电源模块包括：电连接驱动电路板的电源控制单元和电连接电源控制单元的电源供给单元。电源供给单元用于提供电能。电源控制单元用于控制电源供给单元的运作。
在其中一个实施例中，壳体为柱状结构设置。柱状结构设置的壳体便于作业人员握持，便于携带和操作。
在其中一个实施例中，壳体的宽度为30mm～80mm，长度为150mm～210mm。将壳体的宽度限制在30mm～80mm，长度限制在150mm～210mm，使得壳体的形状接近柱状的手电筒，有利于握持。
在其中一个实施例中，壳体的外部套设有防滑胶套。防滑胶套使得作业人员在握持时不容易脱手，而且还可以提升握持时的舒适度。
在其中一个实施例中，无线通讯模块包括：蓝牙通讯模块或WIFI通讯模块中的一种或两种。蓝牙通讯模块和WIFI通讯模块作为目前较为通用的近距离无线通讯模块，可以方便地与移动终端实现无线连接。
在其中一个实施例中，壳体的一端设有匹配封盖的密封圈。密封圈用于提升封盖在闭合时的密封性，保护微型近红外光谱仪的探头和避免环境光线对光谱采集时的干扰。
在其中一个实施例中，壳体设有电连接电源模块的电源按键。作业人员通过按压电源按键以开始对各电子部件进行供电和启动设备。
同时，还提供一种近红外光谱检测系统，包括上述任一项的手持式近红外光谱检测装置，还包括：连接手持式近红外光谱检测装置的移动终端、以及连接移动终端的云端服务器。
在其中一个实施例中，移动终端包括：手机、平板电脑、掌上电脑、或笔记本电脑中的一种或多种。
附图说明
图1为本实用新型的一种实施例的手持式近红外光谱检测装置的示意图；
图2为图1所示的手持式近红外光谱检测装置翻转后的示意图；
图3为图1所示的手持式近红外光谱检测装置的分解示意图；
图4为图1所示的手持式近红外光谱检测装置中的电路原理框图；
图5为本实用新型的一种实施例的近红外光谱检测系统的示意图。
附图中各标号的含义为：
100-近红外光谱检测系统；
10-手持式近红外光谱检测装置；11-壳体，111-封盖，112-第一连接环，113-第二连接环，114-弧形板，115-底盖，116-防滑胶套，117-密封圈，118-电源按键；12-微型近红外光谱仪；13-驱动电路板；14-无线通讯模块；15-电源模块，151-电源控制单元，152-电源供给单元，153-电池，154-电源接口，155-电池盒；
20-移动终端；
30-云端服务器。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
参见图1至图4，其为本实用新型一种实施例的手持式近红外光谱检测装置10的示意图。
该手持式近红外光谱检测装置10包括：壳体11、以及分别收容在壳体11内的微型近红外光谱仪12、驱动电路板13、无线通讯模块14、以及电源模块15。
壳体11的一端设有可打开的封盖111。如图1和图2所示，在本实施例中，壳体11为柱状结构设置。柱状结构设置的壳体11便于作业人员握持，便于携带和操作。进一步地，该壳体11的宽度为30mm～80mm，长度为150mm～210mm。将壳体11的宽度限制在30mm～80mm，长度限制在150mm～210mm，使得壳体11的形状接近柱状的手电筒，有利于握持。例如，在本实施例中，壳体11的直径为50mm，长度为180mm。需要说明的是，在本实施例的附图中所展示的壳体11具体为圆柱状结构设置，在其他实施例中，该壳体11也可以是棱柱形。此外，从重量方面考虑，本实施例中的手持式近红外光谱检测装置10的整体重量控制在300g内，携带轻便。
进一步地，在本实施例中，壳体11包括：依次连接的封盖111、第一连接环112、第二连接环113、主体、以及底盖115。封盖111通选扣合或者旋接等方式可拆连接在第一连接环112上。第一连接环112和第二连接环113组成用于容置和固定微型近红外光谱仪12的安装结构。主体为圆柱状，其沿轴向方向可拆分为两块弧形板114，两块弧形板114组合行成用于容置驱动电路板13、无线通讯模块14、以及电源模块15的腔体。底盖115用于主体的端部的封口。
此外，为了提高使用的便利性，还可以对壳体11进行改良。
例如，壳体11的外部套还可以设有防滑胶套116。防滑胶套116使得作业人员在握持时不容易脱手，而且还可以提升握持时的舒适度。如图3所示，在本实施例中，将两块弧形板114组合在一起后，再套上防滑胶套116。
又例如，壳体11的一端设有匹配封盖111的密封圈117。密封圈117用于提升封盖111在闭合时的密封性，保护微型近红外光谱仪12的探头和避免环境光线对光谱采集时的干扰。如图3所示，在本实施例中，在第一连接环112朝向封盖111的一端设置弹性的密封圈117。
又例如，壳体11设有电连接电源控制模块的电源按键118。作业人员通过按压电源按键118以开始对各电子部件进行供电和启动设备。
微型近红外光谱仪12的探头端朝向封盖111设置。微型近红外光谱仪12是一种小体积的新型红外光谱仪。例如，在本实施例中，该微型近红外光谱仪12可以选用MicroNIR系列的光谱仪，如MicroNIR 1700光谱仪。可理解地，也可以选用其他厂家型号的微型化的近红外光谱仪。
驱动电路板13电连接微型近红外光谱仪12。驱动电路板13作为微型近红外光谱仪12的驱动电路，并且作为控制模块使用。在本实施例中，如图4所示，可采用NanoPi-Neo电路板搭建驱动电路板13。
无线通讯模块14电连接驱动电路板13。无线通讯模块14包括：蓝牙通讯模块或WIFI通讯模块中的一种或两种。蓝牙通讯模块和WIFI通讯模块作为目前较为通用的近距离无线通讯模块14，可以方便地与移动终端实现无线连接。如3所示，在本实施例中，以蓝牙通讯模块为例，其可连接于驱动电路板13上，通过蓝牙传输的方式与移动终端实现数据传输。
电源模块15电连接驱动电路板13。其中，电源模块15可包括：电连接驱动电路板13的电源控制单元151和电连接电源控制单元151的电源供给单元152。电源供给单元152用于提供电能，而电源控制单元151则用于控制电源供给单元152的运作。
进一步地，电源供给单元152可以包括：电池153和电源接口154中的一种或两种。电池153作为内置的能源存储部件，可以减少对外部电源的依赖。而电源接口154则可以通过连接外部电源以获取电能。例如，电源供给单元152可以是收容于壳体11内的电池153，又或者是用于连接外部电源的电源接口154，又或者是如本实施例所示的，电池153和电源接口154两者共有，通过电源控制模块进行控制选择。此外，还可以通过该电源接口154对电池153进行充电。该电源接口154可以选用USB接口或者其他类型的充电接口。而电池153可以选用可充电的锂电池153，如本实施例中，选用两节18650锂电池，并且还设置了用于固定电池153的电池盒155。
上述手持式近红外光谱检测装置10，其作为样品检测时的手持式终端，起到近红外光谱检测的数据采集的功能。其中，微型近红外光谱仪12是一种小体积光谱仪，其能够压缩整个设备的占用空间，有利于设备的微型化改良。而微型近红外光谱仪12收容在壳体11内，并且通过壳体11的一端的可打开的封盖111来控制微型近红外光谱仪12的光谱采集环境切换。驱动电路板13用于驱动微型近红外光谱仪12的运作，无线通讯模块14用于与外部的移动终端实现数据交换，借此来实现微型近红外光谱仪12的采集参数的设定，以及利用该移动终端将所采集的数据发送给云端服务器以进行数据分析处理，减少作业人员在操作端的设备结构，有利于压缩设备的占用空间，携带方便。电源供给模块用于提供电源，电源控制模块用于管理电源供给模块的输入和输出。此外，各电子部件均可固定于壳体11中，能够保证各电子部件工作稳定性和安全性。通过上述设计，采用微型近红外光谱仪12进行光谱检测，并且利用无线通讯模块14将检测的参数采集设定和数据分析处理过程从手持端分离至外部的移动终端和云端服务器，将手持式终端的结构简化，体积缩小，携带更加轻量化，有利于在农产品检测方面的应用推广。
参见图5，其为本实用新型一种实施例的近红外光谱检测系统100的示意图。
如图5所示，该近红外光谱检测系统100包括上文中任一种实施方式的手持式近红外光谱检测装置10，还包括：连接手持式近红外光谱检测装置10的移动终端20、以及连接移动终端20的云端服务器30。
其中，移动终端20包括：手机、平板电脑、掌上电脑、或笔记本电脑中的一种或多种。
下文以手机为例简述本实施例的近红外光谱检测系统100的工作原理。
使用时，先按下电源按键118启动电源模块15，待15s左右设备完全启动后，打开手机上的APP，利用蓝牙与手持式近红外光谱检测装置10连接，连接成功后，在手机上的APP中对微型近红外光谱仪12的采集参数进行设置，例如增益系数、积分时间和累加次数等。然后在APP上点击采集按钮，进入数据采集模式。进入采集模式时，APP将刚刚设置的采集参数发送给手持式近红外光谱检测装置10，微型近红外光谱仪12根据参数设置运作，此时，微型近红外光谱仪12的探头处的灯打开，在封盖111盖好的情况下，采集参考光谱，接着，作业人员将封盖打开，采集暗噪声。随后，将微型近红外光谱仪12的探头紧贴被测样品，采集样品光谱。采集到的所有数据均通过蓝牙发送给手机，并且利用手机将数据返回给云端服务器30进行数据分析和处理，待云端服务器30将处理结果返回给手机并且通过该APP进行种类和组分浓度显示。
补充说明的是，本实施例中的电子部件均可以直接采购，其内部运行的软件为设备自带或者为本领域技术人员所公知的技术手段，并非本实用新型的发明点所在。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本实用新型的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。