一种近红外分析仪的可更换光程模块及其使用方法与流程

本发明涉及近红外光谱分析领域，特别涉及一种近红外分析仪的可更换光程模块及其使用方法。

背景技术：

近红外(nir)光谱检测技术是近年来发展较为迅速的一种高新分析测试技术,与传统分析技术相比，近红外光谱分析仪具有无损检测、分析效率高、分析速度快、分析成本低、重现性好等独特优势。

近红外分析主要是利用被测物对固定波长近红外光的吸收特性来进行各种物质含量的分析，同时由于检测速度快、对样品无损的特点，生产现场也成为了近红外产品经常出现的场所。目前小麦、水稻、大豆等粮食作物在出售时，主要根据其内部营养成分的含量来定价，而其主要数据来源的方式仍然为抽样送实验室进行化学检验，效率低下，周期长。而利用近红外技术就可以实现在收购现场对粮食成分的检验，大大提高工作效率。而由于粮食的多样性，近红外技术在测量不同颗粒度的粮食时会出现由于颗粒度不同而导致的光谱信号波动较大的情况，进而对同一机器在同一环境下的不同粮食测量带来不同程度的精度影响，因此有必要针对测量不同颗粒度的粮食设计一种通用的可更换光程模块来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种近红外分析仪的可更换光程模块，能够为多种不同颗粒度的粮食测量提供一种可快速更换检测光程的装置，在使用同一仪器，不需要对样品进行前处理的情况下，通过调节光程的方式改善近红外技术在不同颗粒度下的光谱信号偏差，进而提高检测精度和预测重复性。

本发明的另一目的在于提供一种近红外分析仪的可更换光程模块的使用方法，可以极大程度上简化安装流程，提高检测效率。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种近红外分析仪的可更换光程模块，其中近红外分析仪包括漏斗以及安装在漏斗正下方的检测仓；

所述可更换光程模块包括光程挡块、定位磁铁组、安装磁铁组，其中安装磁铁组设置在检测仓的内壁上，光程挡块的定位平面设置有定位磁铁组；定位磁铁组与安装磁铁组相对设置且相互吸合；还包括设置在光程挡块顶部的光程挡块提手。

所述光程挡块提手与光程挡块的连接方式为固定连接；所述光程挡块提手包括圆柱体以及设置在圆柱体顶部的球状物，其中圆柱体底部与光程挡块顶部固定连接，球状物的横截面最大半径大于圆柱体的横截面半径。

所述光程挡块提手与光程挡块的连接方式为可拆卸式连接；所述光程挡块提手包括竖直体、与竖直体固定连接的转折体，其中竖直体顶部安装有凸起物或者竖直体开有提手孔(拆卸的时候，人手更容易使上劲，更容易拆卸)，转折体与光程挡块顶部的进料斜面的倾斜角度相一致，转折体与光程挡块顶部的进料斜面相贴合的一侧设置有提手安装凸起，光程挡块顶部的进料斜面相应设置有提手安装槽，提手安装凸起内设置的磁铁与提手安装槽内设置的磁铁相互吸合。提手安装槽内设置的磁铁采用单磁铁内置安装方式，内置在光程挡块上斜面处，吸附平面与光程挡块上进料斜面平行，主要作用是在挡块安装过程中与提手中的磁铁吸附，用于用户将光程挡块从检测仓中取出。

所述提手安装槽包括圆槽、与圆槽相通的条形槽，提手安装凸起与圆槽、条形槽的形状相适应。圆槽是作用是使提手安装凸起内设置的磁铁与提手安装槽内设置的磁铁吸附位置准确，条形槽作用是限制光程挡块提手旋转角度；最终使得在磁铁吸附过程中光程挡块提手与光程挡块之间不会发生相对旋转和转动，保证光程挡块提手与光程挡块安装稳固。

所述光程挡块，上表面设有40°倾角的进料斜面，同时斜面中间设有的提手安装槽，其形状为中部磁铁吸附部分为圆形槽，槽底平行于上斜面，前端由宽度为圆槽半径三分之二的槽向斜面下方延伸至垂直面，另一边宽度由宽度为圆槽直径的槽向斜面上方延伸，在与检测仓壁连接部位改为斜面，外端与槽顶高度一致；其主要优势在于整个落料通道中不会出现小于40°倾角的斜面，保证样品检测过程中不会出现样品遗漏现象。

所述条形槽的尾部设置有转折面，转折面的倾斜角度大于条形槽的倾斜角度。这样设计的目的是方便用户从后方滑动拆卸提手，提高用户安装成功率，降低安装难度。

所述转折体与光程挡块顶部的进料斜面不贴合的一侧设置有加固磁铁，加固磁铁与提手安装凸起内设置的磁铁吸合；所述光程挡块顶部设置有拆卸斜面，拆卸斜面凸出于光程挡块的定位平面。加固磁铁与提手安装凸起内设置的磁铁并不直接接触，但相互吸引，进一步加强提手安装凸起内设置的磁铁的稳定性。拆卸平面并不是必需的，它的设置有利于使用者拆卸光程挡块，完成光程挡块的替换。在磁铁吸附面上方设有拆卸斜面，用户只需将挡块向下按动即可从检测仓前壁拆卸；在光程挡块最上方设有定位平面，在磁铁吸附后自动卡入漏斗下方，保证用户在向上取出提手时，不会将光程挡块带出，同时还起到了光程挡块辅助定位的作用。

所述光程挡块内置预存光程挡块参数的ic芯片，ic芯片所处位置与近红外分析仪内设置的信息读卡器的位置相对应。在用户更换不同光程挡块时，近红外分析仪会自动读取光程挡块信息并进行识别，提醒用户该光程适合检测的样品及颗粒度范围，保证检测样品的合理性。

所述光程挡块采用黑色聚四氟乙烯材料制成。其优点如下：(1)黑色聚四氟乙烯材料表面漫反射均匀，反射特性好，不会形成镜面反射，同时黑色具有吸收光的效果，起到了过滤杂散光的作用，有利于有效信号的通过和收集；(2)聚四氟乙烯材料具有自润滑的特性，表面摩擦系数很小，安装在检测通道内使样品更容易通过，不易发生因摩擦导致的余料情况，也减轻了样品对光程挡块的摩擦损伤；同时不容易沾灰尘，在一定程度上减小了清洁的难度；(3)聚四氟乙烯具有较好地耐高低温性和耐腐蚀性，能很好地适应机器内部的高温环境及样品检测多样性，不会出现高温导致的热胀冷缩使监测尺寸发生变化；(4)聚四氟乙烯具有很好的无毒害生理惰性，保证在样品检测后不会对样品造成污染。

所述定位磁铁组包括四块定位磁铁，分上下两组分别嵌入安装在光程挡块的定位平面上，且上下两组定位磁铁的磁极安装方向相反。定位磁铁采用四磁铁组嵌入式安装方式，嵌入在光程挡块背部，与安装在检测仓前壁内的四块磁铁位置相互对应，起到了对光程挡块的定位和吸附作用，保证光程挡块的光路与整个检测通道的光路处于同中心线的位置。其中四块定位磁铁的安装方向分为上下两组，磁极安装方向相反，以保证在用户放入或取出光程挡块时不会发生误吸附，导致安装错误或失败。

本发明的另一目的通过以下的技术方案实现：

一种近红外分析仪的可更换光程模块的使用方法，包含以下步骤：

(1)确认需要测量样品的种类与颗粒度大小，查询光程对应手册选择合适的光程挡块；

(2)将选定的固定安装有光程挡块提手的光程挡块从配件箱内取出，准备放入检测仓内；

(3)将光程挡块设置有定位磁铁组的一面贴近漏斗底部的检测仓内壁，向下滑动，待定位磁铁组进入相对应位置后，设置在检测仓的内壁上的安装磁铁组通过吸合安装磁铁组将光程挡块自动吸附到检测仓内壁安装处；并通过上表面与拆卸斜面进行磁铁辅助定位，同时信息读卡器会读取到光程挡块内部芯片信息，通知用户安装成功；

(4)近红外分析仪开始进行装料及检测工作；待检测操作完成，将光程挡块提手沿着检测仓方向向下按，此时光程挡块在拆卸斜面的作用下从安装磁铁组脱落，此时将光程挡块提手推向检测仓后壁，沿检测仓后壁方向的漏斗壁将提手提出，即能够取出光程挡块；

(5)最后将光程挡块清扫后放回配件盒原有位置，保证下次取用方便；如后续需要进行不同光程的检测，安装步骤与上述步骤相同。

一种近红外分析仪的可更换光程模块的使用方法，包含以下步骤：

(1)确认需要测量样品的种类与颗粒度大小，查询光程对应手册选择合适的光程挡块；

(2)将选定的光程挡块从配件箱内取出，将光程挡块与光程挡块提手按要求吸附安装，确认无法转动和向下滑动后，准备放入检测仓内；

(3)将光程挡块设置有定位磁铁组的一面贴近漏斗底部的检测仓内壁，向下滑动，待定位磁铁组进入相对应位置后，设置在检测仓的内壁上的安装磁铁组通过吸合定位磁铁组将光程挡块自动吸附到检测仓内壁安装处；并通过上表面与拆卸斜面进行磁铁辅助定位，同时信息读卡器会读取到光程挡块内部芯片信息，通知用户安装成功；

(4)将光程挡块提手直接向正上方提出，此时近红外分析仪开始进行装料及检测工作；

(5)待检测操作完成，并完成卸料工作后，先将光程挡块提手放入检测仓，光程挡块提手会自动吸附光程挡块；

(6)将光程挡块提手沿着检测仓方向向下按，此时光程挡块在拆卸斜面的作用下从安装磁铁上脱落，此时将光程挡块提手推向检测仓后壁，沿检测仓后壁方向的漏斗壁将提手提出，即能够取出光程挡块；

(7)最后将光程挡块清扫后放回配件盒原有位置，保证下次取用方便；如后续需要进行不同光程的检测，安装步骤与上述步骤相同。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明实现了一台仪器在短时间内快速对不同颗粒度样品的检测，大大提高检测效率。

2、本发明采用提手和光程挡块的分离设计，使得在检测过程中不会出现样品遗留现象，不会造成样品损失和样品分层，导致检测结果不准确。

3、本发明适用于各种复杂环境和复杂样品，提高适应性。

附图说明

图1为本发明所述一种近红外分析仪的可更换光程模块的结构示意图；此图为立体图。

图2为本发明所述一种近红外分析仪的可更换光程模块的结构示意图；此图为另一方向的立体图。

图3为图1所述可更换光程模块安装到近红外分析仪上之后的结构示意图。

图4为本发明所述一种近红外分析仪的可更换光程模块的结构示意图；此图为正视图。

图5为本发明所述一种近红外分析仪的可更换光程模块的结构示意图；此图为侧视图。

图6为图4所述可更换光程模块的光程挡块提手的结构示意图；此图为立体图。

图7为图4所述可更换光程模块的光程挡块提手的结构示意图；此图为另一方向的立体图。

图8为图4所述可更换光程模块的光程挡块的结构示意图；此图为立体图。

图9为图4所述可更换光程模块的光程挡块的结构示意图；此图为另一方向的立体图。

图10为图4所述可更换光程模块安装到近红外分析仪上之后的结构示意图；此时光程挡块提手与光程挡块吸附在一起。

图11为图4所述可更换光程模块安装到近红外分析仪上之后的结构示意图；此时光程挡块提手与光程挡块脱离。

其中，附图标记说明如下：1-漏斗；2-检测仓前壁；3-定位磁铁组；4-光程挡块；5-聚焦透镜；6-检测仓；7-波轮；8-波轮仓；9-波轮仓后壁；10-定位平面；11-进料斜面；12-提手安装槽；13-光通道；14-拆卸斜面；15-提手孔；16-提手安装凸起；17-提手安装凸起内设置的磁铁；18-ic芯片；19-圆柱体；20-球状物；21-转折面；22-加固磁铁；23-提手安装槽内设置的磁铁。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1、2、3，一种近红外分析仪的可更换光程模块，主要调节方式是通过更换光程挡块厚度来实现对检测光程的调节。

其检测光程具体的计算公式为：

检测光程l＝检测仓内光程d-光程挡块厚度d

其中检测仓内光程d是指检测仓前壁与检测仓后壁之间的距离。目前根据近红外分析仪基本检测需求以及检测粮食颗粒度的基本情况，6～42mm为比较合适的检测仓内光程距离，太大会增加光程挡块及检测结构的体积及重量，太小不利于光程挡块的更换和设计，进而对样品检测多样性造成影响。

所述可更换光程模块是基于一种近红外分析仪的自动进料装置，自动进料装置包括漏斗、检测仓、波轮仓、波轮。其中吸附磁铁组安装在检测仓前壁内，光程挡块位于检测仓内，通过内置磁铁组与吸附磁铁组的吸附力安装在检测仓前壁上。

一种近红外分析仪的可更换光程模块，包括光程挡块、提手及吸附磁铁组；其主要实现方式是基于一种近红外分析仪自动进料装置，包括漏斗、检测仓、波轮仓、波轮；其中光程挡块位于检测仓内，通过更换不同厚度的光程挡块来实现对检测光程的精确控制。

所述光程挡块提手与光程挡块的连接方式为固定连接；所述光程挡块提手包括圆柱体以及设置在圆柱体顶部的球状物，其中圆柱体底部与光程挡块顶部固定连接，球状物的横截面最大半径大于圆柱体的横截面半径。

实施例2

如图4、5、6、7、8、9、10、11，一种近红外分析仪的可更换光程模块，包括光程挡块、光程挡块提手及吸附磁铁组；其主要实现方式是基于一种近红外分析仪自动进料装置，包括漏斗、检测仓、波轮仓、波轮；其中光程挡块位于检测仓内，通过更换不同厚度的光程挡块来实现对检测光程的精确控制。

所述光程挡块、提手及检测仓内均安装有吸附磁铁，光程挡块与提手设有相对应的卡槽，保证安装过程中的吸附稳固，不会发生掉落情况，同时光程挡块设有辅助定位装置，保证光程挡块与检测仓吸附的准确性。

所述光程挡块采用了内置ic芯片，可以直接在系统端读取到光程信息，提醒用户使用注意事项。

所述光程挡块提手与光程挡块的连接方式为可拆卸式连接；所述光程挡块提手包括竖直体、与竖直体固定连接的转折体，其中竖直体顶部安装有凸起物或者竖直体开有提手孔(拆卸的时候，人手更容易使上劲，更容易拆卸)，转折体与光程挡块顶部的进料斜面的倾斜角度相一致，转折体与光程挡块顶部的进料斜面相贴合的一侧设置有提手安装凸起，光程挡块顶部的进料斜面相应设置有提手安装槽，提手安装凸起内设置的磁铁与提手安装槽内设置的磁铁相互吸合。

一种近红外分析仪的可更换光程模块的使用方法，包括以下步骤：

(1)确认需要测量样品的种类与颗粒度大小，查询光程对应手册选择合适的光程挡块；

(2)将选定的光程挡块从配件箱内取出与光程挡块提手，按要求吸附安装，确认无法转动和向下滑动后，准备放入检测仓内；

(3)将光程挡块安装有定位磁铁组的一面(即定位平面)贴近漏斗底部的检测仓前壁，向下滑动至安装磁铁进入相对应位置，光程挡块自动吸附到检测仓前壁安装处，同时信息读卡器会读取到光程挡块内部芯片信息，通知用户安装成功；

(4)将提手直接向正上方提出，开始进行装料及检测工作；

(5)待检测操作完成，并完成卸料工作后，将提手放入检测仓，光程挡块提手自动吸附在安装卡槽内；

(6)将提手沿着检测仓方向向下按，使光程挡块从安装磁铁组上脱落，此时将提手推向检测仓后壁，沿检测仓后壁方向的漏斗壁将提手提出，取出光程挡块；

(7)最后将光程挡块清扫后放回配件盒原有位置，保证下次取用方便；如后续需要进行不同光程的检测，安装步骤与上述步骤相同。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。