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专利名称：果蔬类农产品内部非破坏性整体分析装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于仪器分析领域，具体地说涉及一种用于果蔬类农产品内部品质分析的非破坏性整体分析装置。
背景技术：
较大的农产品(如水果、蔬菜等)内部品质分析包括糖度、酸度、水分、病害、虫害等项目的分析。常规分析的方法一般需要用破坏性的湿化学分析方法(即取样后通过样品处理加入试剂后用人工方法测定其含量)，分析一个样品的时间一般需要以小时为单位计算，这类分析方法无法用于农产品分选生产线上的在线快速分析。用可见-近红外光谱分析技术结合化学计量学方法可以非破坏性、快速测定水果等农产品的内部品质(如糖度、酸度等)，但由于水果或蔬菜体积较大，入射光透过水果后光强度过低，难以进行近红外光谱分析。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种能够利用近红外技术对果蔬类农产品内部品质进行非破坏性整体分析的装置。
本实用新型包括光源系统和成像系统，其特点在于光源系统由1个以上相同或不同的单色光源的灯组成，单色光源选用半导体激光器或半导体发光管(LED管)，波长范围是可见-近红外谱区400nm-1100nm，在待测样品周围排布，各个灯可以位于待检测样品的四周，也可以位于待检测样品的顶部，每个灯所发射的光都射向样品的中心，灯的发光方向在水平和垂直方向位置均可调，灯的发光方向与中轴线(样品中心与检测器中心的连线称为中轴线)所形成的角度称为仰角，仰角可以在20°-90°或100°-180°范围内任意调动；成像系统由透镜组成，透镜的直径和焦距要与检测器配合，其中焦距应选择恰好使待分析的样品通过透镜成像到检测器或用于分析的光谱仪的进光狭缝上，位于待检测样品的下方。
本实用新型还可以包括滤光片，用于检测器为光栅光谱仪，当光栅光谱仪工作在600nm-1100nm时，滤光片应用600nm处的截止型滤光片，以消除600nm以下的二级光干扰。
所述的光源可以选用卤钨灯等复色光源，波长范围是可见-近红外谱区400nm-1100nm。
所述的光源若采用400nm-1100nm的单色光源，则需要检测器来检测各单色光通过样品后的光强度；若光源采用复色光源，则需要外接400nm-1100nm或其中一部分谱区的光谱仪作为检测系统，来检测样品的光谱。检测系统检测通过样品的光强度或样品光谱，再传输到相应数据处理软件进行处理以得出检测样品(水果)的品质参数。
本实用新型可以对不同农产品以不同角度与强度的光照射，利用透镜成像功能使透过样品的光尽可能多进入光谱仪(光源为复色光时)或检测器(光源为单色光时)，以便用近红外技术分析农产品品质。配合化学计量学方法使分析一个样品的时间以秒为单位。利用本实用新型检测果蔬类农产品的品质可以达到无损、快速、多组分同时检测，有利于用于果品选择或农产品分选生产线上快速、无损、多组分检测，也可用于生产现场与销售现场农产品质快速分析。


图1为本实用新型的俯视结构示意图；图2为本实用新型的侧视结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步说明如图1和图2所示，2为待检测样品(如水果)，在其四周及上方分别安装有由8只和1只高强度单色灯组成的光源1，光源选用半导体激光器或半导体发光管(LED管)，波长范围是可见-近红外谱区400nm-1100nm，每个灯所发射的光都射向样品的中心，灯的发光方向在水平和垂直方向位置均可调，灯的发光方向与中轴线(样品中心与检测器中心的连线称为中轴线)所形成的角度称为仰角，仰角可以在20°-90°或100°-180°范围内任意调动；滤光片3和成像系统4位于待检测样品(如水果)2的下方。
具体检测流程如下调整在可见、近红外谱区内几种特征波长单色光源或可见、近红外谱区内波长连续的复色光光源位置(测定水果的黑心病光源仰角可选择180°透射角度，测定水果的果肉品质光源仰角可选择＜90°的透反射角度)，以适应待检测样品(如梨等水果)的大小。放入待检测样品(水果)，开启单色光源或复色光源照射待检测样品，启动本设计的配套检测系统与相应的软件，检测透过待检测样品(水果)后的单色光强度或样品光谱，利用检测的单色光或样品光谱计算出待检测样品(水果)的内部品质参数。
权利要求1.一种果蔬类农产品内部非破坏性整体分析装置，包括光源系统和成像系统，其特征在于光源系统(1)由1个以上相同或不同的单色光源的灯组成，在待测样品周围排布，各个灯可以位于待检测样品的四周，也可以位于待检测样品的顶部，每个灯所发射的光都射向样品的中心，灯的发光方向在水平和垂直方向位置均可调，灯的发光方向与由样品中心和检测器中心的连线形成的中轴线之间的角度称为仰角，仰角可以在20°-90°或100°-180°范围内任意调动；成像系统(4)由透镜组成，透镜的直径和焦距要与检测器配合，其中焦距应选择恰好使待分析的样品通过透镜成像到检测器或用于分析的光谱仪的进光狭缝上，位于待检测样品的下方。
2.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于所述的光源(1)为单色光源，选用半导体激光器或半导体发光管，波长范围是可见-近红外谱区400nm-1100nm。
3.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于所述的光源(1)可以选用卤钨灯等复色光源，波长范围是可见-近红外谱区400nm-1100nm。
4.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于还可以包括滤光片(3)，用于检测器为光栅光谱仪，当光栅光谱仪工作在600nm-1100nm时，滤光片应用600nm处的截止型滤光片，以消除600nm以下的二级光干扰。
5.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于所述的的光源(1)采用复色光源时需要用400nm-1100nm光谱仪作为检测系统来检测样品的光谱。
专利摘要一种果蔬类农产品内部非破坏性整体分析装置，包括光源系统、滤光片和成像系统，可以对不同农产品以不同角度与强度的光照射，利用透镜成像功能使透过样品的光尽可能多进入光谱仪(光源为复色光时)或检测器(光源为单色光时)，以便用可见－近红外光谱技术分析农产品品质。配合化学计量学方法使分析一个样品的时间以秒为单位。利用本实用新型检测果蔬类农产品的品质可以达到无损、快速、多组分同时检测，有利于用于果品选择或农产品分选生产线上快速、无损、多组分检测，也可用于生产现场与销售现场农产品品质快速分析。
文档编号G01N21/35GK2733343SQ20042005089
公开日2005年10月12日 申请日期2004年5月12日 优先权日2004年5月12日
发明者严衍禄, 严红兵 申请人:严衍禄, 严红兵