1 本实施例提供一种便携的果汁检测红外光谱仪，如图1所示，其包括可手持的外壳1， 设在外壳同一端的光线发射口 2及收集反射光线的闪耀光栅3。
[0033] 其内部结构如图2所示，包括LED光源组件21、反光镜、闪耀光栅3、数字微镜组件 4、单光子探测器6、线性探测器7以及光谱信息处理系统，所述光谱信息处理系统5与所述 数字微镜组件、单光子探测器、线性探测器通信连接；其特征在于：所述LED光源组件包括 散热基板、覆盖在散热基板上的柔性线路板以及安装于柔性线路板上的多个LED芯片；所 述柔性线路板表面覆盖有反光层；所述反光镜为抛物面反光镜，所述LED光源组件设置在 凹面反光镜的焦点处。如图3、图4,所述LED光源组件还包括设置在LED芯片外侧的聚光 透镜21 ;所述聚光透，21包括覆盖在LED芯片外侧的透明圆锥体211 ;所述透明圆锥体侧面 包裹有遮光层212,遮光层的高度低于圆锥体顶部的高度 本实施例还提供一种近红外光谱快速无损检测果汁中防腐剂浓度的方法，包括以下步 骤： SI.将样品的温度降温至2°C，加入体积为样品的3%的浓度为25mol/mL的氯化钠水溶 液和体积为样品〇. 5%的浓度为3mol/mL的石墨烯水悬液，获得粗处理样品； 52. 采用旋转式摇床对粗处理样品进行震荡处理； 53. 将粗处理样品的pH值调节至6 ; 54. 加热粗处理样品，在30°C下保温静置IOmin; 55. 将样品降温至5°C，对样品进行过滤，收集滤液为初滤液； 56. 将滤渣与体积等于滤液的去离子水混合，并采用在表压为-70KPad的真空过滤，收 集滤液为洗脱液； 57. 将初滤液与洗脱液混合，采用旋转蒸发仪在40°C下旋转蒸发，直至其体积降至与 样品相等，获得结果样品； 58. 在暗室中将所述光线发射口正对样品，使光线照射样品，采集样品的红外光谱，测 定结果样品中防腐剂的浓度。
[0034] 进一步的，所述采用旋转式摇床对粗处理样品进行震荡处理是指以200转/min的 转速在5摄氏度恒温条件下对粗处理样品震荡15min。
[0035] 所述采用红外光谱法测定结果样品中防腐剂的浓度是指采用分析纯的苯甲酸钠 配制不同浓度的果汁标准溶液，获得各浓度的果汁标准溶液的吸收光谱图；使用多元校正 方法建立被测样品中防腐剂含量与吸收光谱之间关系的数学模型，并对模型进行验证；获 得结果样品的吸收光谱，用所述数学模型计算得结果样品中防腐剂的浓度。
[0036] 所述样品为鲜榨葡萄汁与不同浓度的分析纯苯甲酸钠(市售产品)配制而成。其检 测结果如表1所示。平均每个样品（IOmL)的测试时间为30min 对比例1 本对比例提供一种果汁中防腐剂浓度的检测方法，其具体步骤为： 将样品进行过滤，并用去离子水冲洗滤饼，收集滤液。对滤液采用旋转蒸发仪在40°C下 旋转蒸发，直至其体积降至与样品相等，获得结果样品。收集该结果样品的吸收光谱，利用 实施例1建立的数学模型计算得结果样品的防腐剂浓度，其检测结果如图1所示。所述样 品为鲜榨葡萄汁与不同浓度的分析纯苯甲酸钠(市售产品）配制而成。
[0037] 对比例2 本对比例提供一种果汁中防腐剂浓度的检测方法，其具体步骤为：将样品的温度降温 至2°C，加入体积为样品的3%的浓度为25mol/mL的氯化钠水溶液，获得粗处理样品将样品 进行过滤，并用去离子水冲洗滤饼，收集滤液。对滤液采用旋转蒸发仪在40°C下旋转蒸发， 直至其体积降至与样品相等，获得结果样品。收集该结果样品的吸收光谱，利用实施例1建 立的数学模型计算得结果样品的防腐剂浓度，其检测结果如图1所示。所述样品为鲜榨葡 萄汁与不同浓度的分析纯防腐剂(市售产品）配制而成。
[0038] 以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理 解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离 本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发 明的保护范围。
【主权项】
1. 一种基于数字光处理技术的便携式液体食物近红外光谱分析仪，包括LED光源组 件、反光镜、聚光透镜、闪耀光栅、数字微镜组件、单光子探测器、线性探测器以及光谱信息 处理系统，所述光谱信息处理系统与所述数字微镜组件、单光子探测器、线性探测器通信连 接；其特征在于：所述LED光源组件包括散热基板、覆盖在散热基板上的线路板以及安装于 线路板上的多个LED芯片；所述柔性线路板表面覆盖有反光层；所述反光镜为抛物面反光 镜，所述LED光源组件设置在抛物面反光镜的焦点处；所述LED光源组件还包括设置在LED 芯片外侧的聚光透镜；所述聚光透镜包括覆盖在LED芯片外侧的透明圆锥体；所述透明圆 锥体侧面包裹有遮光层，遮光层的高度低于圆锥体顶部的高度。2. 根据权利要求1所述的近红外光谱分析仪，其特征在于：所述数字微镜器件中的微 镜可±12°旋转；所述单光子探测器与微镜+ 12°旋转时的反射光处于同一直线上；所述 线性探测器与微镜负12°旋转时的反射光处于同一直线上；所述单光子探测器为单光子 雪崩二极管探测器；所述线性探测器为硫化铅光电探测器；所述光谱信息处理系统为德州 仪器所产的DLP 4500 NIR芯片组。3. -种采用如权利要求1或2所述近红外光谱仪快速无损检测果汁中防腐剂的方法。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述防腐剂为苯甲酸类防腐剂，具体包括 以下步骤：51. 将样品的温度降温至1一3°C，加入体积为样品的1%-5%的浓度为10-30mol/mL 的氯化钠水溶液和体积为样品〇. 5%-1%的浓度为3-5mol/mL的石墨烯水悬液，获得粗处理 样品；52. 采用旋转式摇床对粗处理样品进行震荡处理；53. 将粗处理样品的pH值调节至5. 6 - 6. 1 ;54. 加热粗处理样品，在30-40°C下保温静置；55. 将样品降温至2 - 5°C，对样品进行过滤，收集滤液为初滤液；56. 将滤渣与体积等于滤液的去离子水混合，并采用真空过滤，收集滤液为洗脱液；57. 将初滤液与洗脱液混合，采用旋转蒸发仪在30- 40°C下旋转蒸发，直至其体积降 至与样品相等，获得结果样品；58. 采用所述近红外光谱仪测定结果样品中防腐剂的浓度。5. 根据权利要求4的方法，其特征在于：所述采用旋转式摇床对粗处理样品进行震荡 处理是指以100- 300转/min的转速在5 -10摄氏度恒温条件下对粗处理样品震荡10- 25min〇6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述测定结果样品中防腐剂的浓度是指 采用分析纯的防腐剂配制不同浓度的果汁标准溶液，获得各浓度的果汁标准溶液的吸收光 谱图；使用多元校正方法建立被测样品中防腐剂含量与吸收光谱之间关系的数学模型，并 对模型进行验证；获得结果样品的吸收光谱，用所述数学模型计算得结果样品中防腐剂的 浓度。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述多元校正方法是化学计量学的多元 校正方法。
【专利摘要】本发明公开一种基于数字光处理技术的便携式液体食物近红外光谱分析仪，包括LED光源组件、反光镜/聚光透镜、闪耀光栅、数字微镜组件、单光子探测器、线性探测器以及光谱信息处理系统。本发明提供的近红外光谱分析仪选用多个LED芯片构成的矩阵作为近红外光谱仪中的光源，同时特别在LED芯片外侧设置聚光透镜，进而减小光源的发光面积、保证光源能够提供足够的光强；而LED芯片具有高光强、低功率的特点，有利于减小本发明近红外光谱仪产品的体积，使之更加便携，更加适用于流体食品检测。
【IPC分类】G01N21/359, G01N21/3577
【公开号】CN105092516
【申请号】CN201410576952
【发明人】冯海涛, 施光典
【申请人】深圳莱特光电有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年10月24日