一种掌上型谷物成分快速分析装置的制作方法

本实用新型属于光谱快速分析技术领域，具体涉及一种掌上型谷物成分快速分析装置。

背景技术：

近红外光谱分析技术，因其无污染、可实现样品非破坏分析、多组分同步测定，并易于实现生产质量监控过程中的即时、在线等快速分析。但是，传统设备昂贵且庞大，必须安置在专业的实验室来进行工作，无法实现现代农业发展需要的全链条快速检测。市场上有几种谷物快速分析仪，如波通8800产品，利曼ZX-50IQ 手持近红外谷物分析仪等。

波通的产品体积较大不便于户外现场使用，并且每次测量需要100g以上谷物，少量谷物无法测量。而利曼手持谷物分析仪，由于谷物样品不能转动，因此无法实现对样本单个个体的均匀探测，影响检测分析的准确度。

技术实现要素：

本实用新型为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种掌上型谷物成分快速分析装置。

本实用新型的技术方案是：一种掌上型谷物成分快速分析装置，包括底壳所述底壳上端扣合有上盖，所述底壳内部形成组装用的组装腔，所述组装腔中设置有对谷物进行分析的光谱采集组件，所述上盖中形成条形孔，容纳谷物的谷物容器穿过条形孔放置在光谱采集组件上，所述光谱采集组件驱动的谷物容器转动并对谷物容器中的谷物进行成分分析。

所述光谱采集组件包括支撑并驱动谷物容器转动的驱动组件以及对谷物进行成分分析的分析组件。

所述驱动组件包括安装在底板上的驱动电机，所述驱动电机的主轴上设置有主动齿，所述底板上还设置有固定轴，所述固定轴上设置有从动齿，所述谷物容器放置在主动齿、从动齿之间。

所述谷物容器包括容纳腔，所述容纳腔外壁处形成和主动齿、从动齿相啮合的外齿部。

所述分析组件包括设置在底板上的Ⅰ号红外光源、Ⅱ号红外光源，所述底板上还设置有接收谷物放射光的聚焦透镜，所述聚焦透镜与光谱模块相连。

所述Ⅰ号红外光源、Ⅱ号红外光源位于聚焦透镜两侧倾斜放置，所述Ⅰ号红外光源发出的Ⅰ号红外光和Ⅱ号红外光源发出的Ⅱ号红外光同时穿过容纳腔照射在谷物上。

所述主动齿、从动齿位于条形孔的下方，所述条形孔对转动的谷物容器进行限位导向。

所述谷物容器呈圆柱状或圆环状，所述谷物容器为圆柱状时，谷物容器的端部中心处形成放入谷物的中心孔，所述谷物容器圆环状时，谷物从圆环的内圈处放入。

所述组装腔中还设置有供电用的电池，所述组装腔中还设置有微型计算机，所述微型计算机与光谱模块相连，所述微型计算机还与触摸显示屏相连。

本实用新型通过驱动电机上的主动齿、固定轴上的从动齿对谷物容器进行支撑，通过主动齿、谷物容器的外齿部、从动齿的啮合驱动谷物容器转动，通过倾斜放置的Ⅰ号红外光源、Ⅱ号红外光源对谷物容器中的谷物进行照射，通过聚焦透镜接收谷物反射的放射光，通过聚焦透镜和微型计算机对谷物的成分进行分析，本实用新型体积小巧，可进行掌上操作，并且能够全面分析每颗谷物，分析结果准确，所需谷物样本量少，提高可检测性。

附图说明

图1 是本实用新型的整体结构示意图；

图2 是本实用新型的拆解图；

图3 是本实用新型中光谱采集组件的俯视图；

图4 是本实用新型中光谱采集组件的侧视图；

图5 是本实用新型中谷物容器的侧视图；

其中：

1 上盖 2 触摸显示屏

3 微型计算机 4 底壳

5 谷物容器 6 电池

7 光谱采集组件 11 透视框

12 条形孔 21 安装孔

31 开关 41 开关装配板

42 散热格栅 51 容纳腔

52 外齿部 71 Ⅰ号红外光源

72 Ⅱ号红外光源 73 驱动电机

74 主动齿 75 固定轴

76 从动齿 77 聚焦透镜

78 光谱模块 79 底板。

具体实施方式

以下，参照附图和实施例对本实用新型进行详细说明：

如图1~5所示，一种掌上型谷物成分快速分析装置，包括底壳4，所述底壳4上端扣合有上盖1，所述底壳4内部形成组装用的组装腔，所述组装腔中设置有对谷物进行分析的光谱采集组件7，所述上盖1中形成条形孔12，容纳谷物的谷物容器5穿过条形孔12放置在光谱采集组件7上，所述光谱采集组件7驱动的谷物容器5转动并对谷物容器5中的谷物进行成分分析。

所述光谱采集组件7包括支撑并驱动谷物容器5转动的驱动组件以及对谷物进行成分分析的分析组件。

所述驱动组件包括安装在底板79上的驱动电机73，所述驱动电机73的主轴上设置有主动齿74，所述底板79上还设置有固定轴75，所述固定轴75上设置有从动齿76，所述谷物容器5放置在主动齿74、从动齿76之间。

所述谷物容器5包括容纳腔51，所述容纳腔51外壁处形成和主动齿74、从动齿76相啮合的外齿部52。

所述分析组件包括设置在底板79上的Ⅰ号红外光源71、Ⅱ号红外光源72，所述底板79上还设置有接收谷物放射光的聚焦透镜77，所述聚焦透镜77与光谱模块78相连。

所述Ⅰ号红外光源71、Ⅱ号红外光源72位于聚焦透镜77两侧倾斜放置，所述Ⅰ号红外光源71发出的Ⅰ号红外光和Ⅱ号红外光源72发出的Ⅱ号红外光同时穿过容纳腔51照射在谷物上。

所述主动齿74、从动齿76位于条形孔12的下方，所述条形孔12对转动的谷物容器5进行限位导向。

所述谷物容器5呈圆柱状或圆环状，所述谷物容器5为圆柱状时，谷物容器5的端部中心处形成放入谷物的中心孔，所述谷物容器5圆环状时，谷物从圆环的内圈处放入。

所述组装腔中还设置有供电用的电池6，所述组装腔中还设置有微型计算机3，所述微型计算机3与光谱模块78相连，所述微型计算机3还与触摸显示屏2相连。

所述底壳4上端形成唇口，所述上盖1扣合在唇口上。

所述主动齿74、从动齿76的尺寸相同，且所述主动齿74、从动齿76的轴线位于同一水平面。

所述条形孔12与谷物容器5之间为间隙配合。

所述谷物容器5为透光材质。

所述触摸显示屏2的外边处形成多个安装孔21，所述底壳4中形成多个安装柱，螺栓穿过安装孔21拧入到安装柱中，从而对触摸显示屏2进行固定。

所述微型计算机3位于触摸显示屏2下方，通过触摸显示屏2的固定，使微型计算机3被夹紧在底壳4与触摸显示屏2之间。

所述底壳4的底部中形成为微型计算机3散热的散热格栅42。

所述底壳4的侧壁处设置有开关装配板41，所述开关装配板41形成通孔，所述微型计算机3中设置有开关31，所述开关31从开关装配板41的通孔中穿出。

所述上盖1中形成透视框11，所述触摸显示屏2的显示区位于透视框11中。

所述光谱模块78的型号可以但不限于Ti NanoEVM。

所述触摸显示屏2的型号可以但不限于Raspberry Pi 7寸LCD。

所述微型计算机3的型号可以但不限于新创云I7。

本实用新型的使用方法，包括以下步骤：

ⅰ.取出谷物容器并放入谷物

将谷物容器5从条形孔12中取出，将待检测的谷物放入到谷物容器5中。

ⅱ.放入谷物容器

将步骤ⅰ中放有谷物的谷物容器5穿过条形孔12，并放置在光谱采集组件7上。

ⅲ.驱动谷物容器转动

启动微型计算机3、光谱采集组件7，驱动电机73带动主动齿74转动，主动齿74与谷物容器5的外齿部52啮合，外齿部52同时与从动齿76啮合，谷物容器5在主动齿74的带动下匀速转动。

ⅳ.对谷物容器中谷物进行成分分析

Ⅰ号红外光源71、Ⅱ号红外光源72均发出红外光，两束红外光穿过谷物容器5照射在谷物上，谷物将红外光反射到聚焦透镜77，经过聚焦透镜77聚焦后进入到光谱模块78中，进行成分分析。

ⅴ.显示结果

光谱模块78、微型计算机3将分析结果显示在触摸显示屏2上。所述分析结果为谷物的成分含量值。

本实用新型通过驱动电机上的主动齿、固定轴上的从动齿对谷物容器进行支撑，通过主动齿、谷物容器的外齿部、从动齿的啮合驱动谷物容器转动，通过倾斜放置的Ⅰ号红外光源、Ⅱ号红外光源对谷物容器中的谷物进行照射，通过聚焦透镜接收谷物反射的放射光，通过聚焦透镜和微型计算机对谷物的成分进行分析，本实用新型体积小巧，可进行掌上操作，并且能够全面分析每颗谷物，分析结果准确，所需谷物样本量少，提高可检测性。