[实用新型]一种用于固体颗粒物光谱无损检测的光纤漫透射式探头

说明书

本实用新型公开了一种用于固体颗粒物光谱无损检测的光纤漫透射式探头，包括外壳、出射窗、入射窗、出射光线发出装置、入射光纤束、第一反射镜，其中出射窗、入射窗安装在外壳的同一侧且朝向同一方向，出射光线发出装置将出射光传导至出射窗进入到固体颗粒物，出射光经过固体颗粒物形成的漫透射光经入射窗进入即得到入射光线，入射光线经第一反射镜改变方向进入到入射光纤束导出。本实用新型对比现有的透射、漫反射检测方式，这种漫透射式探头省去了样品池，不需要取样、装样等操作过程，使用更加方便，检测效率更高。

技术领域

本实用新型涉及近红外光谱分析领域，特别涉及一种用于固体颗粒物光谱无损检测的光纤漫透射式探头。

背景技术

对粮食、油料作物种子、饲料颗粒等固体颗粒物的某几种成分信息进行快速检测有重要意义。比如，获取粮食等农作物部分成分的含量信息在粮食的收获、收购、储运、加工等阶段有重要意义，比如收购商可以根据小麦蛋白质含量信息按质论价，面粉生产商可以根据小麦的蛋白质含量信息调整生产。

近红外光谱分析技术利用近红外光对物质成分进行检测，使用这一技术对粮食等固体颗粒物进行检测不需要试剂、不损坏样品、速度快，精度也较高。这一技术从上世纪60、70年代开始在美国等发达国家得到大量应用，很多粮食加工厂、饲料加工厂、药厂等有近红外光谱分析仪，近几十年国内也开始使用这一技术。很多国家，如美国、加拿大、中国等已将一些近红外检测粮食成分的方法定为标准方法(如AACC Method 39-25)。

目前使用近红外分析技术检测粮食及大小类似的固体颗粒物主要使用透射方法和漫反射方法。使用透射方法时，探测器必须朝向光源放置，一般用于台式仪器(US patent5241178、FOSS，Infratec TM 1241)。使用漫反射方法的仪器要少一些(如，聚光科技SupNIR-2700)。使用漫反射方法，固体颗粒物的颗粒形状会对漫反射光带来较大干扰，需要将样品置于旋转样品池中，旋转样品，多次测量得到反射光的平均值。使用透射方法和漫反射方法的粮食分析仪，无论是台式还是便携式仪器，都需要将样品置于样品池中，需要取样、装样等操作过程。粮食的很多检测需求属于现场分析，如交易现场、仓库等，繁琐的操作更适合实验室而不是现场分析应用。近红外光谱分析的很多现场分析应用如水果收获时成熟度检测、化工原料的仓库管理，已经开始大量使用手持式近红外光谱分析仪，如FelixInstruments Inc.的F-750，国内也有这类探头或仪器的专利(CN101799401A、CN103822900A、CN104034674A)，这些设备不需要装样操作，可以对水果或固体粉末进行直接检测，但这些设备并不能用于检测粮食等固体颗粒物，目前仍然缺乏不需要装样操作、能够直接对粮食进行检测的光谱分析仪，特别是手持式仪器。要解决近红外光谱分析难于用于粮食现场分析的问题，必须寻找新的检测方式，替代现有的装样检测方式。

近红外检测中，光需要穿过样品，部分光被吸收，根据检测到的吸收光谱计算出样品的成分信息。粮食油料作物种子等大固体颗粒物样品有一定流动性，可以设计特殊的探头，插入样品中，使光穿过部分固体颗粒物样品进行检测，这样不需要装样操作，大大增加现场分析应用的便利性。目前近红外分析领域有多种用于液体检测的透射式探头，如USpatent 5418615的设计。但是粮食颗粒较大，需要较大光程使透射光更加均匀，目前的透射式探头光程太小，并不适合用于粮食等固体颗粒物的检测。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于固体颗粒物光谱无损检测的光纤漫透射式探头，对粮食、油料作物种子、饲料颗粒等固体颗粒物进行无损检测的漫透射式光纤探头。属于近红外光谱分析仪的附件，适合便携式及台式近红外分析仪使用。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：