近红外测定玉米籽粒营养成分的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及营养检测技术领域，具体为一种近红外测定玉米籽粒营养成分的
目.0
【背景技术】
[0002]玉米在养殖酿酒行业需求量巨大，而且我国还是玉米出口大国，但我国玉米质量良莠不齐，将不同品质的玉米混合在一起销售，会降低玉米的价值。近红外检测玉米营养成分是较好的选择，近红外光谱是介于可见光和中红外之间的电磁辐射波段，波长范围为780-2526nm。当一束具有连续波长的近红外光NIR照射玉米时，如果玉米中的蛋白质基团，糖分基团，纤维基团等振动频率或者转动频率和NIR的频率一样，蛋白质基团，糖分基团，纤维基团等物质分子就会吸收对应频率NIR的能量，同时，物质分子的振动能级或者转动能级将由基态跃迀至某一激发态。根据物质分子对NIR选择性吸收的现象，可以对物质的分子结构和分子组成进行定性的分析，获得物质的成分信息，同时，物质分子对不同频率的NIR具有不同的吸收系数，结合化学计量学方法，可以通过对近红外光谱的数据建立数学模型，定量地分析物质成分的含量信息。因而，形成了近红外光谱检测技术，具有鲜明的特点，包括:对样品不接触、无损害，无需预处理、不污染环境，分析速度快、效率高、实时性好，设备简单、操作方便等，目前，在医学和药学、化学和材料科学、食品科学、环境保护、地质考古、刑侦鉴定等领域有着广泛的应用。近红外光谱仪是近红外光谱检测技术的运用工具，随着科学技术的不断发展和进步，近红外光谱仪已经具有较高的检测水平。近红外光谱仪的核心部分是分光系统，根据分光系统的不同原理，近红外光谱仪主要分为色散型、干涉型、滤光型三种类型。其中，色散型主要是通过使用棱镜、光栅等色散元件对近红外光束进行分光，获得不同波长的近红外光的强度信息；干涉型主要是基于迈克尔逊干涉仪原理，移动镜调整两束红外光之间的光程差，并获取对应不同光程差的干涉光强度，通过对干涉光信号进行傅里叶变换获得近红外光谱信息；滤光型主要是通过调整滤光特性，限制近红外光束的波长范围，先后获取不同波长的近红外光强度信息，实现分光作用。三种类型近红外光谱仪的技术已经十分成熟，具有高精度、高分辨率、高信噪比等特性，但是，内部结构比较复杂，仪器设计难以小型化，同时，内部具有移动的元器件，对稳定性具有潜在的影响，而且传统的近红外检测装置可调性差，耗能高，近红外发光源利用效率低等缺陷；因此传统的近红外检测装置需要改进。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种近红外测定玉米籽粒营养成分的装置，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:一种近红外测定玉米籽粒营养成分的装置，包括底板和控制处理器，所述底板的左侧上端安装有拉伸曲柱，所述拉伸曲柱的顶端安装有抛物面反光罩，所述抛物面反光罩的焦点处安装有近红外线发光装置，所述近红外线发光装置与控制处理器电性连接，所述近红外线发光装置的右方通过伸缩杆放置有样本杯，所述样本杯的右方通过伸缩杆安装有光电转换器，所述控制处理器包括CPU处理器，所述CPU处理器输出端电性连接有显示屏，所述CPU处理器双向电性连接有存储器，所述CPU处理器的输入端电性连接有数据对比与计算模块，所述数据对比与计算模块的输入端电性连接有数据分析处理模块，所述数据分析处理模块的输入端电性连接有A/D转换模块，所述A/D转换模块的输入端电性连接有整滤电路模块，所述整滤电路模块的输入端电性连接有滤波电路模块，所述滤波电路模块的输入端电性连接有放大电路模块，所述放大电路模块的输入端与光电转换器的输出端电性连接。
[0005]优选的，所述近红外线发光装置为卤钨灯。
[0006]优选的，所述近红外线发光装置发光波长范围在780到2500纳米之间。
[0007]优选的，所述光电转换器为CXD光电转换器。
[0008]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本近红外测定玉米籽粒营养成分的装置，将玉米籽粒放入样本杯中，通过近红外线发光装置发射近红外光，穿过玉米籽粒，玉米制粒中蛋白基团、脂肪基团、淀粉基团等的振动频率或者转动频率和NIR的频率一样，物质分子就会吸收对应频率NIR的能量，之后通过光电转换器将近红外光转化成电性信号传输给控制处理器，控制处理器通过与存储器内存储的蛋白基团、脂肪基团、淀粉基团标准波形进行比较计算算出被测玉米籽粒中的营养成分，该装置原理简单，操作方便，占地面积小，通过使用单近红外线发光装置降低了生产成本;通过将近红外线发光装置安装在抛物面反光罩的焦点上，提高了光源的利用率和光照强度，防止因光照较弱影响测量误差，解决了但光源光照强大小的问题;该控制处理器包含整滤电路模块和滤波电路模块，可消除杂波对测量精度的影响，提高了检测精度;可通过拉伸曲柱调节抛物面反光罩，通过伸缩杆调节光电转换器和样本杯的高度，增加装置的可调节性；因此该近红外测定玉米籽粒营养成分的装置具有成本低、检测精度高，易于调节等优点，适合大规模推广。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型结构不意图；
[0010]图2为本实用新型原理框图。
[0011]图中:I底板、2控制处理器、3拉伸曲柱、4抛物面反光罩、5近红外线发光装置、6伸缩杆、7样本杯、8光电转换器、9CPU处理器、10数据对比与计算模块、11数据分析处理模块、12A/D转换模块、13整滤电路模块、14滤波电路模块、15放大电路模块、16显示屏、17存储器。
【具体实施方式】
[0012]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0013]请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案:一种近红外测定玉米籽粒营养成分的装置，包括底板I和控制处理器2，底板I的左侧上端安装有拉伸曲柱3，拉伸曲柱3的顶端安装有抛物面反光罩4，抛物面反光罩4的焦点处安装有近红外线发光装置5，近红外线发光装置5与控制处理器2电性连接，近红外线发光装置5为齒钨灯，近红外线发光装置5发光波长范围在780到2500纳米之间，近红外线发光装置5的右方通过伸缩杆6放置有样本杯7，样本杯7的右方通过伸缩杆安装有光电转换器8，光电转换器8为CCD光电转换器，控制处理器2包括CPU处理器9，CPU处理器9输出端电性连接有显示屏16，CPU处理器9双向电性连接有存储器17，CPU处理器9的输入端电性连接有数据对比与计算模块10，数据对比与计算模块10的输入端电性连接有数据分析处理模块11，数据分析处理模块11的输入端电性连接有A/D转换模块12，A/D转换模块12的输入端电性连接有整滤电路模块13，整滤电路模块13的输入端电性连接有滤波电路模块14，滤波电路模块14的输入端电性连接有放大电路模块15，放大电路模块15的输入端与光电转换器8的输出端电性连接;本近红外测定玉米籽粒营养成分的装置，将玉米籽粒放入样本杯7中，通过近红外线发光装置5发射近红外光，穿过玉米籽粒，玉米制粒中蛋白基团、脂肪基团、淀粉基团等的振动频率或者转动频率和NIR的频率一样，物质分子就会吸收对应频率NIR的能量，之后通过光电转换器8将近红外光转化成电性信号传输给控制处理器，控制处理器2通过与存储器内17存储的蛋白基团、脂肪基团、淀粉基团标准波形进行比较计算算出被测玉米籽粒中的营养成分，该装置原理简单，操作方便，占地面积小，通过使用单近红外线发光装置降低了生产成本;通过将近红外线发光装置5安装在抛物面反光罩4的焦点上，提高了光源的利用率和光照强度，防止因光照较弱影响测量误差，解决了但光源光照强大小的问题;该控制处理器2包含整滤电路模块13和滤波电路模块14，可消除杂波对测量精度的影响，提高了检测精度;可通过拉伸曲柱3调节抛物面反光罩4，通过伸缩杆6调节光电转换器8和样本杯7的高度，增加装置的可调节性；因此该近红外测定玉米籽粒营养成分的装置具有成本低、检测精度高，易于调节等优点，适合大规模推广。
[0014]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种近红外测定玉米籽粒营养成分的装置，包括底板(I)和控制处理器(2)，其特征在于:所述底板(I)的左侧上端安装有拉伸曲柱(3)，所述拉伸曲柱(3)的顶端安装有抛物面反光罩(4)，所述抛物面反光罩(4)的焦点处安装有近红外线发光装置(5)，所述近红外线发光装置(5)与控制处理器(2)电性连接，所述近红外线发光装置(5)的右方通过伸缩杆(6)放置有样本杯(7)，所述样本杯(7)的右方通过伸缩杆安装有光电转换器(8)，所述控制处理器(2)包括CPU处理器(9)，所述CPU处理器(9)输出端电性连接有显示屏(16)，所述CPU处理器(9)双向电性连接有存储器(17)，所述CPU处理器(9)的输入端电性连接有数据对比与计算模块(10)，所述数据对比与计算模块(10)的输入端电性连接有数据分析处理模块(11)，所述数据分析处理模块(11)的输入端电性连接有A/D转换模块(12)，所述A/D转换模块(12)的输入端电性连接有整滤电路模块(13)，所述整滤电路模块(13)的输入端电性连接有滤波电路模块(14)，所述滤波电路模块(I 4)的输入端电性连接有放大电路模块(15)，所述放大电路模块(15)的输入端与光电转换器(8)的输出端电性连接。2.根据权利要求1所述的一种近红外测定玉米籽粒营养成分的装置，其特征在于:所述近红外线发光装置(5)为卤钨灯。3.根据权利要求1所述的一种近红外测定玉米籽粒营养成分的装置，其特征在于:所述近红外线发光装置(5)发光波长范围在780到2500纳米之间。4.根据权利要求1所述的一种近红外测定玉米籽粒营养成分的装置，其特征在于:所述光电转换器(8)为CCD光电转换器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种近红外测定玉米籽粒营养成分的装置，包括底板和控制处理器，所述底板的左侧上端安装有拉伸曲柱，所述拉伸曲柱的顶端安装有抛物面反光罩，所述抛物面反光罩的焦点处安装有近红外线发光装置，所述近红外线发光装置的右方通过伸缩杆放置有样本杯，所述样本杯的右方通过伸缩杆安装有光电转换器，所述控制处理器包括CPU处理器、数据对比与计算模块、数据分析处理模块、A/D转换模块、整滤电路模块、滤波电路模块、放大电路模块、显示屏和存储器；该近红外测定玉米籽粒营养成分的装置具有成本低、检测精度高，易于调节等优点，适合大规模推广。
【IPC分类】G01N21/3563, G01N21/359
【公开号】CN205301168
【申请号】
【发明人】王付娟
【申请人】信阳农林学院
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月22日