[发明专利]基于积分球的农产品组织光学特性自动检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及了一种光学特性检测装置，尤其涉及了一种基于积分球的农产品组织光学特性自动检测装置。

背景技术

光谱分析技术在农产品品质分析领域的应用已经十分广泛，考虑到农产品形态的多样性和结构的复杂性给定量分析带来的不便，目前它所采用的分析方法多为统计建模，即通过扫描大量样品光谱来建立样品浓度和吸光度之间的相关模型，进而预测未知样品的浓度信息。

Cheong等人在1990年总结了一份测量生物组织光学参数的清单，其中列举了大量的生物组织光学参数测量结果及其相应的测量方法，为后续的研究工作提供了丰富的参考；然而，这些研究的对象大多集中在人体组织或者动物组织，对于农产品生物组织来说目前较少见到相应的报道。所以，我们对农产品生物组织光学参数的检测研究就显得十分重要。

在已授权专利一种农产品组织光学特性检测装置CN201420229142.0中，我们采用基于单片机的控制系统控制光源切换装置在多个光源之间自由切换，通过多个光源之间的互补，在整个连续检测波长范围内光束都有较高的能量密度，能够满足检测的需求，可以获取更宽的连续波长范围内的农产品组织光学特性参数。解决了连续的波长范围内的农产品样品的光学特性参数的测量问题。但是无论是单积分技术还是双积分技术在检测样品的光学特性参数时，多采用手动放置样品，样品放置过程中操作比较繁琐且容易触动光学光路影响测量的稳定性，特别是单积分球系统，在测试过程中需要改变光路的布置，安装拆卸积分球盖，增加了测试过程中受到人为因素干扰的可能性，且测量过程比较耗时，不适合大样本的测量。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种基于积分球的农产品组织光学特性自动检测装置，检测装置可根据需求在单积分球与双积分球之间转换，自动完成不同厚度样品的反射率与透射率的检测，对于每个样品可以根据不同需要进行多点检测，并自动保存检测数据，从而大大简化基于积分球系统的光学特性检测装置的检测流程，在保证精度的同时大大提高了农产品组织光学特性的检测速度。

本发明的技术方案如下：

本发明包括光源、中性密度滤光片、第一积分球、自动样品台、自动附件台、运动控制箱、光谱仪、上位机PC和检测光纤；光源、中性密度滤光片和第一积分球依次同轴安装，第一积分球检测口的转接球盖通过检测光纤与光谱仪连接，自动附件台和自动样品台分别与运动控制箱连接，光谱仪、运动控制箱均与上位机PC连接；自动样品台包括第一电动平移台、第二电动平移台、第一滑块、横向支板、样品支杆、比色皿夹、样品夹、参比夹、遮光板夹和遮光板夹支杆；第一电动平移台正交垂直安装在第二电动平移台上方，第一电动平移台底部与第二电动平移台的滑块固定连接；横向支板固定在第一电动平移台的第一滑块上，横向支板方向与第一电动平移台的第一滑块移动方向相同，样品夹、参比夹和遮光板夹依次固定安装横向支板上，遮光板固定在遮光板夹上。

所述的样品夹替换为比色皿夹。

所述自动检测装置工作于单积分球模式或者双积分球模式。

当所述自动检测装置工作于单积分球模式时，所述的自动附件台包括第三电动平移台、可升降支杆、积分球盖支架和积分球盖；积分球盖支架通过可升降支杆支撑连接在第三电动平移台的第二滑块上，积分球盖同轴粘接在积分球盖支架上，积分球盖与第一积分球同轴。

当所述自动检测装置工作于双积分球模式时，所述的自动附件台包括第三电动平移台、可升降支杆和第二积分球，第二积分球通过可升降支杆支撑连接在第三电动平移台的第二滑块上，第二积分球与第一积分球同轴。

所述的比色皿夹包括比色皿夹固定片和比色皿夹活动片，比色皿夹固定片一侧面设置有导槽，比色皿夹活动片中部嵌入导槽，导槽下侧的比色皿夹固定片侧面开有第二通孔，比色皿夹活动片侧面设有与第二通孔配合的第三通孔，比色皿夹固定片的第二通孔与比色皿夹活动片的第三通孔可调节地栓接。

所述的样品夹包括平行相对安装的样品夹固定片与样品夹活动片，样品夹固定片底部开有用于与样品支杆连接的螺孔，样品夹固定片和样品夹活动片的四角均开有相互配合的螺孔，样品夹固定片和样品夹活动片中心均开有一个圆孔。

所述的遮光板夹为U型夹，底部和侧面各设有一个螺孔。

所述的运动控制箱内装有第一电机驱动器、第二电机驱动器、第三电机驱动器、PLC和单片机；上位机PC经单片机与PLC连接，PLC分别与第一电机驱动器、第二电机驱动器、第三电机驱动器连接，第一电机驱动器与第一电动平移台连接进行驱动，第二电机驱动器与第二电动平移台连接进行驱动，第三电机驱动器与第三电动平移台连接进行驱动。