[实用新型]近红外谷物成分分析仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及谷物产品成分及含量分析技术领域，具体涉及一种近红外谷物成分分析仪。

背景技术

在测量谷物成分及含量时，通常采用简单的物理方法或者较为复杂的化学检测方法，化学检测方法测量时间长，且费时费力，物理方法需要破坏样本，容易造成环境污染，为弥补这一缺陷，国内外已经相继开发出了许多检测仪器，如远红外、中红外、近红外光谱检测仪等，通过监测红外光照射下样本粒子产生的振动光谱，分析确定谷物成分及含量，具有不破坏样品，不用试剂，不污染环境，便于操作等特点，现已广泛应用于食品检测领域。与本发明最接近的现有检测设备是日本的食味值探测器，该探测器中的滤光片盘为塑料材质，易变形，且易受振动影响，严重影响输出结果的稳定性；样品检测时，该探测器的下料方式为电磁铁控制，功率大，热量高，容易引起样品室及周围检测器件温度的升高，严重影响器件性能及检测结果的稳定性。

实用新型内容

为了解决现有的日本食味值探测器存在的测量结果不可靠从而影响谷物成分分析的问题，本实用新型提供一种近红外谷物成分分析仪。

本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下：

近红外谷物成分分析仪，包括：样品室，安装在样品室上下端的阀门和滚轮，分别靠近样品室前窗口和后窗口设置的近红外光路系统和透射光收集系统，上位机系统，与上位机系统电连接的控制模块；所述透射光收集系统与控制模块电连接；

还包括：与所述近红外光路系统中的采用铝合金制成的滤光片盘电连接的第一步进电机，分别与阀门和滚轮电连接的第二步进电机和第三步进电机；

所述第一步进电机、第二步进电机和第三步进电机均与控制模块电连接，所述控制模块接收上位机系统指令控制第一步进电机带动滤光片盘旋转并设置其滤光波长，控制第二步进电机开启和关闭阀门进行下料，控制第三步进电机带动滚轮转动进行出料；

所述近红外光路系统中的近红外光通过样品室前窗口进入样品室对样品进行透射，透射光收集系统通过样品室后窗口接收光谱弱信号并对其处理后输送至控制模块，控制模块将采集到的光谱数据输送至上位机系统中，利用上位机系统中的光谱处理分析软件对光谱数据进行分析处理。

所述近红外光路系统还包括：光源、准直透镜、有色玻璃、汇聚透镜和毛玻璃，所述光源的光线依次经准直透镜准直、有色玻璃过滤、汇聚透镜汇聚调整、滤光片盘滤波、毛玻璃调整强度后通过样品室前窗口进入样品室。

所述光源采用卤素灯，光源与控制模块电连接，控制模块接收上位机系统指令控制光源的开关并对光源的光强大小进行调节。

所述透射光收集系统包括：靠近样品室后窗口设置的探测器、与探测器电连接的三级放大器和与三级放大器电连接的A/D转换器；所述A/D转换器与控制模块电连接，所述探测器接收近红外光对样品进行透射后携带样品信息的光谱弱信号并将光谱弱信号转换为电信号，三级放大器对电信号进行运算放大后传入A/D转换器，A/D转换器将模拟信号转换为数字信号后将其传入控制模块。

所述探测器为硅探测器。

所述三级放大器采用AD820芯片、AD526芯片和AD526芯片联用对光谱弱信号进行三级运算放大。

所述有色玻璃为截止滤光片，用于消除近红外光路系统中的二极光谱。

所述滤光片盘采用滤光片式分光模式，过滤可见光后再进行特定波长的选择，并将复合光转换为单色光。

还包括设置在所述阀门上端的进料漏斗和设置在所述滚轮下端的出料漏斗。

所述控制模块为微控芯片。

发明原理：近红外光谱属于分子振动光谱的倍频和主频吸收光谱，主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，近红外光谱记录的是分子中单个化学键的基频振动的倍频和合频信息，它常常受含氢基团X—H（XC、N、O）的倍频和合频的重叠主导，在近红外光谱范围内，测量的主要是含氢基团X—H振动的倍频和合频吸收。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中的滤光片盘采用铝合金材料加工而成，与现有塑料材质的滤光片盘相比，具有更强的抗震性，且不易变形，结构稳定，不易受振动影响，使最终测得的光谱数据更加稳定和精准；