一種粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)，包括：遮光罩，以保證檢測暗環(huán)境；激光線光源，用于發(fā)射線狀激光；二維平移臺，用于放置樣品并在二維方向移動樣品，使樣品的整個表面接受激光的動態(tài)線掃描；分束濾光片，用于反射線狀激光至樣品表面，并將自樣品表面得到的信號光傳遞至鏡頭；鏡頭，用于收集自所述樣品表面得到的經(jīng)動態(tài)線掃描的信號光；高通濾光片，用于將所述信號光進行高通濾光；拉曼光譜儀，用于接收經(jīng)高通濾光后的信號光，得到光信號；CCD，與所述拉曼光譜儀相連，用于將所述光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送至處理器；處理器，用于根據(jù)所述整個樣品的圖譜信息分析樣品成分。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對于粉狀物的快速無損檢測。
【專利說明】一種粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及安全檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]粉狀食物是我國居民生活中必不可少的食物種類之一，尤其是在我國的西北部粉狀食物如面粉，則是食物的主要來源。但是隨著生活水平的不斷提高，城鎮(zhèn)居民的食物來源主要集中于在市場進行購買。而近年來，我國市場上不合格產(chǎn)品和摻假產(chǎn)品與日俱增，這些產(chǎn)品嚴重影響和威脅了消費者的身體健康。相對于面粉類的摻假，面向嬰幼兒及老年人市場的奶粉，我國市場上出現(xiàn)的嚴重程度的摻假問題，這些摻假的有害成分嚴重了威脅了嬰幼兒及老年人的身體健康。
[0003]目前，對于市場上的這種現(xiàn)象，消費者只能通過一些經(jīng)驗來判斷，主要是第一是聽聲，第二是觀色，第三是聞味，第四是品嘗。要準確地判斷出優(yōu)劣奶粉還需要專業(yè)機構(gòu)的技術(shù)鑒定，消費者光靠這些辦法進行判斷還有一定的難度。但是國家檢測部門，對市場上的產(chǎn)品只能進行抽查，將抽查的樣本利用專業(yè)儀器技術(shù)進行鑒定，這樣往往會在監(jiān)督的過程中存在有些有害產(chǎn)品未被檢測到的情況。而消費者在生活中要想對產(chǎn)品成分進行檢測，需要到專門的檢測機構(gòu)檢測，而檢測機構(gòu)檢測時則主要采用化學的方法來進行檢測，首先需要根據(jù)要檢測的項目，按照各檢測項目特定的過程，做各種如酸堿變化等提取出需要的溶液，然后將溶液上專業(yè)的儀器進行分析，得出最后的數(shù)據(jù)。
[0004]而在現(xiàn)有技術(shù)中，有些待檢測的樣品往往需要進行預處理，達到檢測的需要狀態(tài)。比如有些項目需要先將奶粉溶解制成溶液后直接就能分析，有些則需要隔夜后再次提取，還有些需要加熱一定時間后才能分析，而檢測的結(jié)果則需要至少2周后出來。這樣一來，檢測的過程不僅需要很長的時間，同時檢測費用也比較貴。
實用新型內(nèi)容
[0005](一)要解決的技術(shù)問題
[0006]本實用新型提供一種粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法進行粉狀物成分的無損檢測的技術(shù)問題。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)，包括:
[0009]遮光罩，用于放置激光線光源、二維平移臺、樣品、分束濾光片、鏡頭、拉曼光譜儀和CCD，以保證檢測暗環(huán)境；
[0010]激光線光源，用于發(fā)射線狀激光；
[0011]二維平移臺，用于放置樣品并在二維方向移動樣品，使樣品的整個表面接受激光的動態(tài)線掃描；
[0012]分束濾光片，放置在所述激光線光源、所述樣品和所述鏡頭之間，用于反射所述激光線光源發(fā)射的線狀激光至所述樣品表面，并將自所述樣品表面得到的經(jīng)動態(tài)線掃描的信號光傳遞至鏡頭；
[0013]鏡頭，用于收集自所述樣品表面得到的經(jīng)動態(tài)線掃描的信號光；
[0014]高通濾光片，位于所述鏡頭和所述拉曼光譜儀之間，用于將所述信號光進行高通濾光；
[0015]拉曼光譜儀，用于接收經(jīng)高通濾光后的信號光，得到光信號；
[0016]CCD，與所述拉曼光譜儀相連，用于將所述光信號轉(zhuǎn)換為電信號，得到整個樣品的圖譜信息，并傳送至處理器；
[0017]處理器，用于根據(jù)所述整個樣品的圖譜信息分析樣品成分。
[0018]進一步地，
[0019]所述激光線光源包括激光發(fā)射濾光片，用于使所述激光線光源發(fā)射拉曼散射光，排除瑞利散射光。
[0020]進一步地，
[0021 ] 所述激光發(fā)射濾光片的波長為785nm或807nm。
[0022]進一步地，
[0023]所述激光線光源的功率為5W或8W。
[0024]進一步地，
[0025]所述分束濾光片的波長為785nm，邊緣波長為801nm，激光線傾斜角度為45度；
[0026]所述高通濾光片波長為785nm，邊緣波長為805nm ；
[0027]所述遮光罩為倒T型，用于防止灰塵進入系統(tǒng)。
[0028]進一步地，
[0029]所述分束濾光片位于三維移動平臺和高精度旋轉(zhuǎn)安裝座上，用于調(diào)節(jié)所述分束濾光片的精確位置。
[0030]進一步地，
[0031]所述CXD安裝在球形軸底座平臺上，用于保證所述CXD與所述拉曼光譜儀之間垂
直連接；
[0032]所述球形軸底座平臺為:自水平到垂直方向擺動90度的球形軸底座平臺。
[0033]進一步地，
[0034]所述球形軸底座平臺固定在增強剛度面包板上，用于穩(wěn)定固定所述CCD。
[0035]進一步地，所述處理器還用于:
[0036]根據(jù)所述整個樣品的圖譜信息分析反映樣品成分的特征信息，參照已知的不同種類粉狀物的成分表，分析樣品成分并構(gòu)建基于光譜信息的實時分析檢測模型。
[0037]進一步地，所述處理器還用于:
[0038]得到所述樣品的表面形貌，建立所述整個樣品的圖譜信息和其表面形貌的對應(yīng)關(guān)系O
[0039](三)有益效果
[0040]可見，在本實用新型提出的一種粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)中，能夠利用光譜檢測技術(shù)對樣品的整個表面進行二維激光動態(tài)線掃描，并將經(jīng)分束濾光片傳遞的信號光經(jīng)處理后的光信號轉(zhuǎn)化為電信號，從而得到整個樣品的圖譜信息，根據(jù)該圖譜信息可以分析判斷樣品中所含成分的信息。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對于粉狀物的快速無損檢測，尤其是奶粉和面粉等在生產(chǎn)加工過程中的無損質(zhì)量監(jiān)測，具有較高的應(yīng)用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0042]圖1是本實用新型實施例粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖2是本實用新型一個優(yōu)選實施例粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖3是本實用新型實施例的光路示意圖。
【具體實施方式】
[0045]為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0046]本實用新型實施例提出一種粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)，參見圖1，包括:
[0047]遮光罩1，用于放置激光線光源2、二維平移臺3、樣品4、分束濾光片5、拉曼光譜儀8和(XD9，以保證檢測暗環(huán)境；
[0048]激光線光源2，用于發(fā)射線狀激光；
[0049]二維平移臺3，用于放置樣品4并在二維方向移動樣品4，使樣品3的整個表面接受激光的動態(tài)線掃描；
[0050]分束濾光片5，放置在所述激光線光源2、所述樣品4和所述鏡頭6之間，用于反射所述激光線光源2發(fā)射的線狀激光至所述樣品4表面，并將自所述樣品4表面得到的經(jīng)線掃描的信號光傳遞至鏡頭6;
[0051]鏡頭6，用于收集自所述樣品表面得到的經(jīng)動態(tài)線掃描的信號光；
[0052]高通濾光片7，位于所述鏡頭6和所述拉曼光譜儀8之間，用于將所述信號光進行聞通濾光；
[0053]拉曼光譜儀8，用于接收經(jīng)高通濾光后的信號光，得到光信號；
[0054](XD9，與所述拉曼光譜儀8相連，用于將所述光信號轉(zhuǎn)換為電信號，得到整個樣品的圖譜信息，并傳送至處理器10 ；
[0055]處理器10，用于根據(jù)所述整個樣品的圖譜信息分析樣品成分。
[0056]可見，在本實用新型實施例提出的一種粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)中，能夠利用光譜檢測技術(shù)對樣品的整個表面進行二維激光線掃描，并將經(jīng)分束濾光片傳遞的信號光經(jīng)處理后的光信號轉(zhuǎn)化為電信號，從而得到整個樣品的圖譜信息，根據(jù)該圖譜信息可以分析判斷樣品中所含成分的信息。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對于粉狀物的快速無損檢測，尤其是奶粉和面粉等在生產(chǎn)加工過程中的無損質(zhì)量監(jiān)測，具有較高的應(yīng)用價值。[0057]本實用新型通過設(shè)計一個光路來實現(xiàn)搭建拉曼高光譜檢測系統(tǒng)。在本實用新型的一個實施例中，優(yōu)選地，激光線光源2可以包括激光發(fā)射濾光片11，如圖2，用于使激光線光源2發(fā)射拉曼散射光，排除瑞利散射光。在本實用新型的另一個實施例中，優(yōu)選地，激光發(fā)射濾光片11的波長可以是785nm或807nm。在本實用新型的一個實施例中，通過實驗測試激光線光源2的功率，優(yōu)選地，激光線光源2的功率可以為5W或8W，效果較好。
[0058]在本實用新型的另一個實施例中，優(yōu)選地，分束濾光片5的波長可以為785nm，邊緣波長可以為801nm。在激光聚焦和成像過程中，為了使入射的激光與收集的信號光共享一個共同的路徑，優(yōu)選地，分束濾光片5的激光線傾斜角度可以為45度。當激光打到該分束濾光片5上，分束濾光片5可以反射激光到樣品表面，同時樣品表面的光經(jīng)反射后再次通過該分束濾光片5，即可同時有效地傳遞返回的信號光至鏡頭6。在這個過程中，為了固定且精確調(diào)節(jié)分束濾光片5的高度、角度和左右位置，優(yōu)選地，可以采用XYZ三維平移臺12配合一個高精度旋轉(zhuǎn)安裝座13來實現(xiàn)分束濾光片5的精確位置調(diào)節(jié)。
[0059]在本實用新型的一個實施例中，優(yōu)選地，高通濾光片7的波長可以為785nm，邊緣波長可以是805nm。
[0060]在本實用新型的另一個實施例中，優(yōu)選地，遮光罩I可以為倒T型，以保證系統(tǒng)工作時，檢測部分的系統(tǒng)不裸露在外邊，防止灰塵等進入。
[0061]在本實用新型的一個實施例中，為了保證CCD9與拉曼光譜儀8之間的垂直連接定位，確保光路在同一條線上，優(yōu)選地，可以將CCD9安裝在球形軸底座平臺14上。該球形軸底座平臺14為自水平到垂直方向擺動90度的球形軸底座平臺，因此可以方便地固定并旋轉(zhuǎn) CCD9。
[0062]在本實用新型的另一個實施例中，為了穩(wěn)定的固定整個系統(tǒng)，優(yōu)選地，可以將球形軸底座平臺14固定在增強剛度面包板15上，用于穩(wěn)定固定CCD9。
[0063]在本實用新型的一個實施例中，優(yōu)選地，可以通過對樣品4的實時動態(tài)線掃描得到整個樣品的圖像信息，同時可以得到樣品的拉曼圖譜信息。處理器10可以根據(jù)整個樣品的圖譜信息峰判斷樣品中所含成分信息，根據(jù)植入的預測模型，可以判斷主要成分的含量。通過分析檢測所得的所有圖像信息，得出能反映樣品成分的特征信息；參照國標中給出的不同種類粉狀物的成分表作為參考值，建立基于光譜信息的實時分析檢測模型；和/或，得到樣品4的表面形貌，并建立整個樣品的圖譜信息和其表面形貌的對應(yīng)關(guān)系。
[0064]本實用新型實施例的光路圖如圖3所示。
[0065]可見，本實用新型實施例具有如下有益效果:
[0066]在本實用新型實施例提出的一種粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)中，能夠利用光譜檢測技術(shù)對樣品的整個表面進行二維激光動態(tài)線掃描，并將經(jīng)分束濾光片傳遞的信號光經(jīng)處理后的光信號轉(zhuǎn)化為電信號，從而得到整個樣品的圖譜信息，根據(jù)該圖譜信息可以分析判斷樣品中所含成分的信息。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對于粉狀物的快速無損檢測，尤其是奶粉和面粉等在生產(chǎn)加工過程中的無損質(zhì)量監(jiān)測，具有較高的應(yīng)用價值。
[0067]最后應(yīng)說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括: 遮光罩，用于放置激光線光源、二維平移臺、樣品、分束濾光片、鏡頭、拉曼光譜儀和(XD，以保證檢測暗環(huán)境； 激光線光源，用于發(fā)射線狀激光； 二維平移臺，用于放置樣品并在二維方向移動樣品，使樣品的整個表面接受激光的動態(tài)線掃描； 分束濾光片，放置在所述激光線光源、所述樣品和所述鏡頭之間，用于反射所述激光線光源發(fā)射的線狀激光至所述樣品表面，并將自所述樣品表面得到的經(jīng)動態(tài)線掃描的信號光傳遞至鏡頭； 鏡頭，用于收集自所述樣品表面得到的經(jīng)動態(tài)線掃描的信號光； 高通濾光片，位于所述鏡頭和所述拉曼光譜儀之間，用于將所述信號光進行高通濾光; 拉曼光譜儀，用于接收經(jīng)高通濾光后的信號光，得到光信號； CCD，與所述拉曼光譜儀相連，用于將所述光信號轉(zhuǎn)換為電信號，得到整個樣品的圖譜信息，并傳送至處理器； 處理器，用于根據(jù)所述整個樣品的圖譜信息分析樣品成分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)，其特征在于: 所述激光線光源包括激光發(fā)射濾光片，用于使所述激光線光源發(fā)射拉曼散射光，排除瑞利散射光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)，其特征在于: 所述激光發(fā)射濾光片的波長為785nm或807nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)，其特征在于: 所述激光線光源的功率為5W或8W。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)，其特征在于: 所述分束濾光片的波長為785nm，邊緣波長為801nm，激光線傾斜角度為45度； 所述高通濾光片波長為785nm，邊緣波長為805nm ； 所述遮光罩為倒T型，用于防止灰塵進入系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)，其特征在于: 所述分束濾光片位于三維移動平臺和高精度旋轉(zhuǎn)安裝座上，用于調(diào)節(jié)所述分束濾光片的精確位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)，其特征在于: 所述CXD安裝在球形軸底座平臺上，用于保證所述CXD與所述拉曼光譜儀之間垂直連接； 所述球形軸底座平臺為:自水平到垂直方向擺動90度的球形軸底座平臺。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的粉狀物的非接觸成分檢測系統(tǒng)，其特征在于: 所述球形軸底座平臺固定在增強剛度面包板上，用于穩(wěn)定固定所述CCD。
【文檔編號】G01N21/65GK203720090SQ201420004014
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月3日
【發(fā)明者】彭彥昆, 趙娟 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學