[发明专利]基于可见/近红外光谱技术的化肥在线多点检测装置及其检测方法

说明书

本发明提供一种基于可见/近红外光谱技术的化肥在线多点检测装置及其检测方法，包括光谱检测系统、数据处理显示单元、样品传送带，以及沿长度方向布置在样品传送带上方的多个光纤探头，多个光纤探头通过光纤连接单元将采集到的光谱信号输送至光谱检测系统，光谱检测系统将光谱信号进行分光和光电转换后送入数据处理显示单元中进行定量分析。采用多探头分布于传送带不同位置检测样品，光纤探头可以自动实现光谱仪暗背景、参考光谱的测量，降低了装置受外界环境的干扰，并采用两个不同波段的光谱仪测量，共同提高了装置对化肥质量的检测精度。

技术领域

本发明涉及化肥质量检测技术领域，具体涉及一种基于可见/近红外光谱技术的化肥在线多点检测装置及其检测方法。

背景技术

我国是化肥生产、消费大国。据国家统计局公布的数据，2015年我国的化肥生产量为7627.36万吨。目前，化肥生产过程中的质量监控仍采用传统的离线方式，即在生产现场人工采样后，送到实验室进行传统的化学分析。这一过程操作复杂且费时，通常需要几个小时才能获得分析结果，因此滞后于生产过程，难以即时发现生产过程的问题，不能满足生产质量实时监控的需求。

可见/近红外光谱分析技术是光谱学、化学计量学和计算机科学等多学科知识的一种现代分析技术。相对于传统的化学分析技术，可见/近红外光谱分析技术能够快速、同时获取待测样品中多种成分的含量；同时无需对样品作任何预处理或作简单处理，可现实在线无损检测。但由于传统装置中的探头与被测样品直接接触，导致测量窗口易受被测样品污染，且在连续工作时光源易漂移，减低了检测精度。

发明内容

为了解决现有检测装置中探头与样品直接接触容易污染、光源长时间工作易漂移的问题，本发明提供一种基于可见/近红外光谱技术的化肥在线多点检测装置及其检测方法，提高了装置检测精度。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于可见/近红外光谱技术的化肥在线多点检测装置，包括光谱检测系统、数据处理显示单元、样品传送带，以及沿长度方向布置在样品传送带上方的多个光纤探头，多个光纤探头通过光纤连接单元将采集到的光谱信号输送至光谱检测系统，光谱检测系统将光谱信号进行分光和光电转换后送入数据处理显示单元中进行定量分析。

进一步地，所述光谱检测系统包括可见光谱仪、近红外光谱仪，以及用于电性连接可见光谱仪、近红外光谱仪和光纤探头的控制单元，所述光纤连接单元输送的光谱信号分成两路分别进入可见光谱仪和近红外光谱仪。

进一步地，所述光纤探头包括竖直设置的壳体以及布置在壳体内的光源、准直透镜和漫反射光收集器，其中光源与准直透镜中心同轴并与漫反射光收集器平行间隔布置，所述漫反射光收集器与设置在壳体上端的光纤接口相连，壳体下端设置有检测窗口，所述光源发射的光信号通过准直透镜进入检测窗口，样品漫反射后的光信号通过漫反射光收集器进入光纤接口。

优选地，所述准直透镜和漫反射光收集器与检测窗口之间的光路上布置有标准参考白板，该标准参考白板能够通过微型电机左右移动。

优选地，所述漫反射光收集器内置有微型光学快门和聚焦透镜，该微型光学快门置于聚焦透镜与光纤接口之间的光路上。

优选地，所述化肥在线多点检测装置还包括压缩空气发生器，该压缩空气发生器通过气管与设置在所述光纤探头的壳体下端的喷嘴连通，该喷嘴用于对所述检测窗口进行吹灰。

优选地，所述壳体的外侧或内壁上设置有制冷器，该制冷器用于对光源进行冷却。

优选地，所述检测窗口的下端镜面相对水平方向倾斜设置。

优选地，所述光纤探头通过探头固定支架安装在样品传送带上。

本发明还提供一种化肥在线多点检测方法，包括如下步骤：

S1、开启电源，将所有光纤探头中光源发出的光照射于样品传送带上的样品；