便攜式近紅外分析儀中的光路系統的制作方法
【專利摘要】便攜式近紅外分析儀中的光路系統，涉及光路系統設計領域，解決了現有技術存在的結構脆弱、需長時間預熱、無法實時測量的問題，該光路系統由LED光源組、用于將LED光源組的窄波段光分解成反射光和入射光的分光鏡、用于接收來自分光鏡的透射光的樣品室、用于接收來自樣品室的攜帶樣品信息的光譜弱信號的透射光探測器和用于接收來自分光鏡的反射光的反射光探測器組成。本發明采用LED光源組，散熱少且不需長時間預熱，具有更好的單色性，簡化了對后續單色系統的要求；通過對比消除而提取出更為準確的實時光譜檢測數據，排除了測量條件、環境溫度等客觀因素對檢測結果的干擾，省去了背景光譜的測量及基線光譜的較正，結構輕便且功耗小。
【專利說明】便攜式近紅外分析儀中的光路系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及光路系統設計【技術領域】，具體涉及一種便攜式近紅外分析儀中的光路系統。
【背景技術】
[0002]目前，近紅外光譜儀分析器的光源系統一般采用鹵素燈單光路系統，光源強度大，能量穩定，但是其結構比較脆弱，使用前需要長時間預熱才能達到穩定性要求，不適宜頻繁搬運及顛簸，另外每次測量前都要進行基線測量及背景光譜校正，給實時測量造成了障礙。
【發明內容】
[0003]為了解決現有近紅外光譜儀分析器的光源系統采用鹵素燈單光路系統存在的結構脆弱、需長時間預熱、無法實時測量的問題，本發明提供一種便攜式近紅外分析儀中的光路系統。
[0004]本發明為解決技術問題所采用的技術方案如下:
[0005]便攜式近紅外分析儀中的光路系統，由LED光源組、用于將LED光源組的窄波段光分解成反射光和入射光的分光鏡、用于接收來自分光鏡的透射光的樣品室、用于接收來自樣品室的攜帶樣品信息的光譜弱信號的透射光探測器和用于接收來自分光鏡的反射光的反射光探測器組成；
[0006]順次開啟LED光源組中的多個LED燈，分光鏡接收LED燈發出的窄波段光并將其分解成反射光和透射光，反射光探測器接收反射光并將接收到的光信號轉換為弱電信號傳遞給分析儀中的其他器件；透射光入射至樣品室上，透射光探測器全面接收近紅外光對樣品進行透射后攜帶樣品信息的光譜弱信號，并將接收到的光譜弱信號轉換為電信號傳遞給分析儀中的其他器件。
[0007]所述LED光源組采用四個中心波長分別為930nm、950nm、970nm、990nm的LED燈并聯。
[0008]所述透射光探測器和反射光探測器均采用硅探測器。
[0009]本發明的有益效果是:
[0010]本發明采用LED光源組照明，散熱較少且不需長時間預熱，相較于鹵素燈具有更好的單色性，大大簡化了對后續單色系統的要求；LED光源組出射的同一束光通過分光鏡分解成透射光與反射光，一部分照射樣品后攜帶大量的樣本信息，與另一部分不含有樣品信息的光束同時傳入分析儀的信號處理系統，通過對比消除而提取出更為準確的實時光譜檢測數據，排除了測量條件，環境溫度等客觀因素對檢測結果的干擾，省卻了傳統結構中對背景光譜的測量及基線光譜的較正步驟。
[0011]本發明同時具有結構輕便功耗小的特點，LED燈光譜波段范圍較窄，對后續光路單色系統的要求大大降低，極大精簡了分析儀的結構和體積?！緦＠綀D】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的便攜式近紅外分析儀中的光路系統的結構示意圖。
[0013]圖中:1、LED光源組，2、分光鏡，3、樣品室，4、透射光探測器，5、反射光探測器。
【具體實施方式】
[0014]以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0015]如圖1所示，本發明的便攜式近紅外分析儀中的光路系統，由LED光源組1、分光鏡
2、樣品室3、透射光探測器4和反射光探測器5組成，分光鏡2放置在LED光源組I和樣品室3之間的位置,分光鏡2用于將LED光源組I的窄波段光分解成反射光和入射光，反射光探測器5用于接收來自分光鏡2的反射光，樣品室3用于接收來自分光鏡2的透射光，透射光探測器4靠近樣品室3設置，透射光探測器4用于接收來自樣品室3的攜帶樣品信息的光譜弱信號。
[0016]本實施方式中，LED光源組I采用四個LED燈并聯，LED光源組I的中心波段范圍為930nm?990nm，四個LED燈的型號各不相同，它們的中心波長分別為930nm，950nm，970nm，990nm，這四個LED燈發出的光均為窄波段光。
[0017]本發明采用LED光源組I可以通過后續單色光路系統濾光后得出光譜數據，LED光源組I具有結構簡單、功耗低等特點，適用于便攜式設計。
[0018]本實施方式中，透射光探測器4和反射光探測器5均采用硅探測器，具有價格便宜、體積小、彳目噪比聞及熱影響小等特點。
[0019]本發明的光路系統在具體應用到便攜式近紅外分析儀中時，順次開啟LED光源組I中的四個LED燈，這四個LED燈均發出窄波段光，窄波段光入射至分光鏡2上，單色光被分光鏡2分解成反射光和透射光，反射光通過反射光探測器5接收，反射光探測器5將接收到的光信號轉換為弱電信號傳遞給便攜式近紅外分析儀中的放大器或者其他器件進行下一步處理；透射光入射至樣品室3上，透射光探測器4靠近樣品室3設置，透射光探測器4全面接收近紅外光對樣品進行透射后攜帶樣品信息的光譜弱信號，透射光探測器4將接收到的光譜弱信號轉變為電信號傳遞給便攜式近紅外分析儀中的放大器或者其他器件進行下一步處理，通過便攜式近紅外分析儀中的其他器件實現對樣品成分的定性分析和測量。
【權利要求】
1.便攜式近紅外分析儀中的光路系統，其特征在于，由LED光源組(I)、用于將LED光源組(I)的窄波段光分解成反射光和入射光的分光鏡(2)、用于接收來自分光鏡(2)的透射光的樣品室(3)、用于接收來自樣品室(3)的攜帶樣品信息的光譜弱信號的透射光探測器(4)和用于接收來自分光鏡(2)的反射光的反射光探測器(5)組成； 順次開啟LED光源組(I)中的多個LED燈，分光鏡(2)接收LED燈發出的窄波段光并將其分解成反射光和透射光，反射光探測器(5)接收反射光并將接收到的光信號轉換為弱電信號傳遞給分析儀中的其他器件；透射光入射至樣品室(3)上，透射光探測器(4)全面接收近紅外光對樣品進行透射后攜帶樣品信息的光譜弱信號，并將接收到的光譜弱信號轉換為電信號傳遞給分析儀中的其他器件。
2.根據權利要求1所述的便攜式近紅外分析儀中的光路系統，其特征在于，所述LED光源組(I)采用四個中心波長分別為930nm、950nm、970nm、990nm的LED燈并聯。
3.根據權利要求1所述的便攜式近紅外分析儀中的光路系統，其特征在于，所述透射光探測器(4)和反射光探測器(5)均采用硅探測器。
【文檔編號】G01N21/27GK103528970SQ201310498540
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月22日 優先權日:2013年10月22日
【發明者】林新光, 樸仁官 申請人:長春長光思博光譜技術有限公司
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