农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器

本发明涉及农畜产品光谱检测技术领域，尤其涉及一种农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器。

背景技术：

农畜产品作为人们赖以生存的食物。近年来，食品安全问题频频发生，因此，农畜产品品质安全是当前人们最为关注的重大民生问题。它直接关系到消费者的身体健康、相关企业的生存和发展以及整个社会的稳定发展。针对农畜产品品质的检测，人们传统的化学检测已经逐渐被近红外光谱技术所代替。但是，目前所采用的农畜产品品质感知的光谱采集器中，大多缺少聚光部件，光源利用率较低，进而导致光谱仪所能采集到的携带有待测样品的品质信息的光线较少，检测的准确度不够高。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器。

本发明提供了一种农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器，包括：探头、光谱采集单元、光源单元和隔离套筒。

其中，所述隔离套筒安装在所述探头上。所述隔离套筒的内圈为进光口。所述光谱采集单元安装在所述探头上并且位于所述隔离套筒的内侧。所述光源单元安装在所述探头上并且位于所述隔离套筒的外侧。

其中，所述光源单元包括光源和反光曲面。所述光源安装在所述反光曲面的内侧。并且，所述反光曲面的截面曲线的曲线方程为其中，h为所述光源的发光点与坐标原点之间的高度差，c控制曲线的开口大小。

根据本发明提供的一种农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器，所述光源单元包括多个独立反光曲面，各所述独立反光曲面的内侧均安装有所述光源。

其中，各所述独立反光曲面均为由曲线方程为的曲线以其中心轴线为旋转轴连续旋转180°所形成的连续曲面结构。

并且，所述独立反光曲面的曲面方程为其中，h为所述光源的发光点与坐标原点之间的高度差，c控制曲面的开口大小。

根据本发明提供的一种农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器，所述隔离套筒安装在所述探头的中心位置，所述光谱采集单元安装在所述隔离套筒的内侧，各所述独立反光曲面间隔且均匀布设在所述隔离套筒的外侧。

根据本发明提供的一种农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器，所述独立反光曲面设有6个，且各所述独立反光曲面以所述探头的中心点为中心均匀阵列在所述隔离套筒的外侧。

根据本发明提供的一种农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器，所述光源设有6个，各所述光源均对应安装在各所述独立反光曲面的中心轴线上。

根据本发明提供的一种农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器，所述光源单元包括一个连续环形反光曲面和多个所述光源。

其中，所述连续环形反光曲面为由曲线方程为的曲线以所述探头的中心轴线为旋转轴连续旋转360°所形成的连续环形曲面结构。

根据本发明提供的一种农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器，在所述连续环形反光曲面的中心位置处，以所述探头的中心点为中心均匀阵列有6个所述光源。

根据本发明提供的一种农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器，所述反光曲面的内侧壁上涂抹有反光层。

根据本发明提供的一种农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器，所述隔离套筒为铝制隔离套筒。

在本发明提供的农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器中，所述隔离套筒安装在所述探头上。所述隔离套筒的内圈为进光口。所述光谱采集单元安装在所述探头上并且位于所述隔离套筒的内侧。所述光源单元安装在所述探头上并且位于所述隔离套筒的外侧。所述光源单元包括光源和反光曲面。所述光源安装在所述反光曲面的内侧。

通过这种结构设置，所述光源单元包括所述光源和所述反光曲面。所述光源安装在所述反光曲面的内部。所述光源散发出的光线能够经由所述反光曲面的汇聚作用后照射在待测样品上进行采集待测样品的品质信息。由此，极大提升了光源的利用率。同时，光谱采集单元能够采集到更多携带有待测样品的品质信息的光线，进而提升了农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器的检测准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的带有多个独立反光曲面的农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器的结构示意图；

图2是本发明提供的带有多个独立反光曲面的农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器的截面结构示意图；

图3是本发明提供的带有单个连续反光曲面的农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器的结构示意图；

图4是本发明提供的带有连续环形反光曲面的农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器的截面结构示意图；

图5是本发明提供的农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器的反光曲面的截面曲线图。

附图标记：

100：探头；200：光谱采集单元；

300：光源单元；301：光源；

302：独立反光曲面；303：连续环形反光曲面；

400：隔离套筒。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1和图5对本发明实施例提供的一种农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成任何特别限定。

本发明的实施例提供了一种农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器，如图1至图5所示，该农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器包括：探头100、光谱采集单元200、光源单元300和隔离套筒400。

其中，隔离套筒400安装在探头100上。隔离套筒400的内圈为进光口。光谱采集单元200安装在探头100的底部并且位于隔离套筒400的内侧。光源单元300安装在探头100上并且位于隔离套筒400的外侧。光源单元300包括光源301和反光曲面。光源301安装在反光曲面的内侧。

并且，反光曲面的截面曲线的曲线方程为

其中，h为光源301的发光点与坐标原点之间的高度差，c控制曲线的开口大小。

此处应当说明的是，对于光源301的聚类类型，本发明不作任何限定。

如图5所示，在使用时，可以根据具体使用的光源301的类型选取不同的h值，以使光源301发射出的部分光线经过反光曲面的汇聚及反射作用后平行于光源301的中心轴线射出并垂直照射在待测样品上。另外，c值的大小能够控制曲线开口的大小，进而控制反光曲面开口的大小。可以根据实际需要，由探头100的高度以及探头100的直径选取合适的c值。

根据以上描述的实施例可知，由不同类型的光源301，而选取不同的h值，以使光源301发射出的光线经过反光曲面的汇聚及反射作用后平行于光源301的中心轴线射出并垂直照射在待测样品上。由此，能够极大增强光源301的穿透力，以获取待测样品内部的更深层的品质信息。

另外，隔离套筒400能够有效防止由光源301发射出的光线未经待测样品直接进入光谱采集单元200中。光源单元300包括光源301和反光曲面。光源301安装在反光曲面的内部。光源301散发出的光线能够经由反光曲面的汇聚作用后垂直照射在待测样品上进行采集待测样品的品质信息。

由此，该农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器能够有效增强光线的穿透力，进而检测出待测样品内部更深层的品质。同时，极大提升了光源301的利用率，光谱采集单元200能够采集到更多携带有待测样品的品质信息的光线，进而提升了农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器的检测准确度。

在本发明的一个实施例中，光源单元300包括多个独立反光曲面302，各独立反光曲面302的内侧均安装有光源301。

其中，各独立反光曲面302均为由曲线方程为的曲线以其中心轴线为旋转轴连续旋转180°所形成的连续曲面结构。

并且，独立反光曲面302的曲面方程为其中，h为光源301的发光点与坐标原点之间的高度差，c控制曲面的开口大小。

例如，如图1、图2和图5所示，该农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器包括：探头100、光谱采集单元200、光源单元300和隔离套筒400。

隔离套筒400安装在探头100的中心位置处。隔离套筒400的内圈为进光口。光谱采集单元200安装在探头100的底部并且位于隔离套筒400的内侧。光源单元300安装在探头100上并且位于隔离套筒400的外侧。光源单元300包括光源301和多个独立反光曲面302。且各独立反光曲面302内均安装有光源301。

其中，各独立反光曲面302均为由曲线方程为的曲线以其中心轴线为旋转轴连续旋转180°所形成的连续曲面结构。

并且，独立反光曲面302的曲面方程为其中，h为光源301的发光点与坐标原点之间的高度差，c控制曲面的开口大小。

同样的，如图5所示，在使用时，可以根据具体使用的光源301的类型选取不同的h值，以使光源301发射出的部分光线经过反光曲面的汇聚及反射作用后平行于光源301的中心轴线射出并垂直照射在待测样品上。另外，c值的大小能够控制曲线开口的大小，进而控制反光曲面开口的大小。可以根据实际需要，由探头100的高度以及探头100的直径选取合适的c值。

通过这种结构设置，在探头100上设置多个独立反光曲面302，并在各独立反光曲面302内均安装光源301。能够使各个光源301所散发的光线均能够沿着平行于光源301的中心轴线的方向垂直射入待测样品中，进而能够全面且更深层次地检测出待测样品的品质信息。

在本发明的一个实施例中，隔离套筒400安装在探头100的中心位置。光谱采集单元200安装在隔离套筒400的内侧。各独立反光曲面302间隔且均匀布设在隔离套筒400的外侧。

具体而言，如图1、图2和图5所示，该农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器包括：探头100、光谱采集单元200、光源单元300和隔离套筒400。

隔离套筒400安装在探头100的中心位置处。隔离套筒400的内圈为进光口。光谱采集单元200安装在探头100的底部并且位于隔离套筒400的内侧。光源单元300安装在探头100上并且位于隔离套筒400的外侧。光源单元300包括光源301和多个独立反光曲面302。各独立反光曲面302间隔且均匀地布设在隔离套筒400的外侧。且各独立反光曲面302内均安装有光源301。

其中，各独立反光曲面302均为由曲线方程为的曲线以其中心轴线为旋转轴连续旋转180°所形成的连续曲面结构。

并且，独立反光曲面302的曲面方程为其中，h为光源301的发光点与坐标原点之间的高度差，c控制曲面的开口大小。

同样的，如图5所示，在使用时，可以根据具体使用的光源301的类型选取不同的h值，以使光源301发射出的部分光线经过反光曲面的汇聚及反射作用后平行于光源301的中心轴线射出并垂直照射在待测样品上。另外，c值的大小能够控制曲线开口的大小，进而控制反光曲面开口的大小。可以根据实际需要，由探头100的高度以及探头100的直径选取合适的c值。

此处应当说明的是，独立反光曲面302的数量与光源301的数量相对应。并且，独立反光曲面302的数量为大于等于5，并且各独立反光曲面302均匀布设。

例如，在本发明的一个实施例中，独立反光曲面302设有6个。且各独立反光曲面302以探头100的中心点为中心均匀阵列在隔离套筒400的外侧。

具体而言，如图1、图2和图5所示，该农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器包括：探头100、光谱采集单元200、光源单元300和隔离套筒400。

隔离套筒400安装在探头100的中心位置处。隔离套筒400的内圈为进光口。光谱采集单元200安装在探头100的底部并且位于隔离套筒400的内侧。光源单元300安装在探头100上并且位于隔离套筒400的外侧。光源单元300包括6个光源301和6个独立反光曲面302。且各独立反光曲面302以探头100的中心点为中心均匀阵列在隔离套筒400的外侧。每个独立反光曲面302内均对应地安装有光源301。

其中，各独立反光曲面302均为由曲线方程为的曲线以其中心轴线为旋转轴连续旋转180°所形成的连续曲面结构。

并且，独立反光曲面302的曲面方程为其中，h为光源301的发光点与坐标原点之间的高度差，c控制曲面的开口大小。

根据以上描述的实施例可知，通过在隔离套筒400的外侧，以探头100的中心点为中心均匀阵列多个独立反光曲面302，能够使得农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器能够更加均匀地检测出待测样品的品质，进而提升了农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器的检测准确度。

此处还应当理解的是，上述实施例仅是本发明的一个示意性实施例，并不能对本发明构成任何限定。

进一步，在本发明的一个实施例中，光源301设有6个，各光源301均对应安装在各独立反光曲面302的中心轴线上。

如图1、图2和图5所示，该农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器包括：探头100、光谱采集单元200、光源单元300和隔离套筒400。

隔离套筒400安装在探头100的中心位置处。隔离套筒400的内圈为进光口。光谱采集单元200安装在探头100的底部并且位于隔离套筒400的内侧。光源单元300安装在探头100上并且位于隔离套筒400的外侧。光源单元300包括6个光源301和6个独立反光曲面302。且各独立反光曲面302以探头100的中心点为中心均匀阵列在隔离套筒400的外侧。每个独立反光曲面302内均对应地安装有光源301，并且，各光源301均对应安装在各独立反光曲面302的中心轴线上。

其中，各独立反光曲面302均为由曲线方程为的曲线以其中心轴线为旋转轴连续旋转180°所形成的连续曲面结构。

并且，独立反光曲面302的曲面方程为其中，h为光源301的发光点与坐标原点之间的高度差，c控制曲面的开口大小。

通过将各光源301对应安装在各独立反光曲面302的中心轴线上，易于控制以使光源301发射出的光线经独立反光曲面302的汇聚和反射作用沿着平行于光源301中心轴线的方向垂直入射至待测样品中。

在本发明的一个实施例中，光源单元300包括一个连续环形反光曲面303和多个光源301。

其中，连续环形反光曲面303为由曲线方程为的曲线以探头100的中心轴线为旋转轴连续旋转360°所形成的连续环形曲面结构。

例如，如图3至图5所示，该农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器包括：探头100、光谱采集单元200、光源单元300和隔离套筒400。

隔离套筒400安装在探头100上。隔离套筒400的内圈为进光口。光谱采集单元200安装在探头100的底部并且位于隔离套筒400的内侧。光源单元300安装在探头100上并且位于隔离套筒400的外侧。光源单元300包括一个连续环形反光曲面303和多个光源301。各光源301均安装在连续环形反光曲面303内。

其中，连续环形反光曲面303为由曲线方程为的曲线以探头100的中心轴线为旋转轴连续旋转360°所形成的连续环形曲面结构。

同样的，如图5所示，在使用时，可以根据具体使用的光源301的类型选取不同的h值，以使光源301发射出的部分光线经过反光曲面的汇聚及反射作用后平行于光源301的中心轴线射出并垂直照射在待测样品上。另外，c值的大小能够控制曲线开口的大小，进而控制反光曲面开口的大小。可以根据实际需要，由探头100的高度以及探头100的直径选取合适的c值。

根据以上描述的实施例可知，通过将光源单元300中的反光曲面设置为连续环形反光曲面303，一方面，能够将光源301发射出的光汇集并垂直反射至待测样品上以检测出待测样品内部更深层的品质信息。另一方面，能够增大光谱检测器的检测范围，进而能够全面反映待测样品的品质信息，提升农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器的检测准确度。

在本发明的一个实施例中，在连续环形反光曲面303的中心位置处，以探头100的中心点为中心均匀阵列有多个光源301。

例如，在本发明的一个实施例中，在连续环形反光曲面303的中心位置处，以探头100的中心点为中心均匀阵列有6个光源301。

如图3至图5所示，该农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器包括：探头100、光谱采集单元200、光源单元300和隔离套筒400。

隔离套筒400安装在探头100上。隔离套筒400的内圈为进光口。光谱采集单元200安装在探头100的底部并且位于隔离套筒400的内侧。光源单元300安装在探头100上并且位于隔离套筒400的外侧。光源单元300包括连续环形反光曲面303和光源301。并且在连续环形反光曲面303的中心位置处，以探头100的中心点为中心均匀阵列有6个光源301。

其中，连续环形反光曲面303为由曲线方程为的曲线以探头100的中心轴线为旋转轴连续旋转360°所形成的连续环形曲面结构。

根据以上描述的实施例可知，通过将各光源301以探头100的中心点为中心均匀阵列在连续环形反光曲面303的中心位置处，易于控制以使光源301发射出的部分光线经连续环形反光曲面303的汇聚和反射作用沿着平行于光源301中心轴线的方向垂直入射至待测样品中，其它光线可被更好的反射到待测样品上，呈现环形光斑，使得光线在样品上更加均匀。

此处应当说明的是，在连续环形反光曲面中所设置的光源数量并不限于6个。光源301的数量大于等于5个，并且各光源301均匀布设。

另外，在本发明的一个实施例中，反光曲面的内侧壁上还可以涂抹反光层。

在本发明的又一实施例中，隔离套筒400为铝制隔离套筒。

此处应当说明的是，隔离套筒400包括但不限于铝制套筒。

具体地例如，该农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器包括：探头100、光谱采集单元200、光源单元300和隔离套筒400。

隔离套筒400安装在探头100的中心位置处。隔离套筒400的内圈为进光口。并且，隔离套筒400为铝制隔离套筒。光谱采集单元200安装在探头100的底部并且位于隔离套筒400的内侧。光源单元300安装在探头100上并且位于隔离套筒400的外侧。光源单元300包括6个光源301和6个独立反光曲面302。且各独立反光曲面302以探头100的中心点为中心均匀阵列在隔离套筒400的外侧。每个独立反光曲面302内均对应地安装有光源301，并且，各光源301均对应安装在各独立反光曲面302的中心轴线上。在各独立反光曲面302的内侧壁上均涂抹有反光层。

其中，各独立反光曲面302均为由曲线方程为的曲线以其中心轴线为旋转轴连续旋转180°所形成的连续曲面结构。

并且，独立反光曲面302的曲面方程为其中，h为光源301的发光点与坐标原点之间的高度差，c控制曲面的开口大小。

或者例如，该农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器包括：探头100、光谱采集单元200、光源单元300和隔离套筒400。

隔离套筒400安装在探头100的中心位置处。隔离套筒400的内圈为进光口。并且，隔离套筒400为铝制隔离套筒，光谱采集单元200安装在探头100的底部并且位于隔离套筒400的内侧。光源单元300安装在探头100上并且位于隔离套筒400的外侧。光源单元300包括连续环形反光曲面303和光源301。并且在连续环形反光曲面303的中心位置处，以探头100的中心点为中心均匀阵列有多个光源301。在连续环形反光曲面303的内侧壁上涂抹有反光层。

其中，连续环形反光曲面303为由曲线方程为的曲线以探头100的中心轴线为旋转轴连续旋转360°所形成的连续环形曲面结构。

根据以上描述的实施例可知，在各独立反光曲面302上或者在连续环形反光曲面303上涂抹反光层，能够增强独立反光曲面302和连续环形反光曲面303的反射能力，提升光的利用率，进而提升农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器的检测准确度。经验证，在相同条件下，采用多个独立反光曲面302的农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器以及采用连续环形反光曲面303的农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器相比于传统的光谱采集器，其光源301的穿透深度能够提升15％左右，农畜产品品质感知的大区域光谱精确采集器的检测准确率能够提升10％左右。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。