专利名称：一种物质分析系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光谱分析，特别涉及一种利用光谱分析样品(如液体和固体)的系统。
背景技术：
近红外光(NIR)是一种波长在780 范围内的电磁波。目前，一种广泛使 用的近红外分析系统包括光源、样品装置、探测器和分析系统。分析的基本原理是近红外 光源发出的连续光照射被测样品，样品分子选择性地吸收某些频率的光，根据样品物态和 透光能力的强弱选择透射或反射的方式来测定，再通过分析检测到的光谱实现样品的定性 定量检测。近红外光谱的分析技术大体可分为两类透射光谱法和反射光谱法。透射光谱法 是把待测样品置于作用光与探测器之间，探测器所检测到的分析光是作用光通过样品体、 与样品分子相互作用后的透射光，一般用于液体样品的测量。反射光谱法中，探测器检测到 的分析光是光源发出的作用光投射到物体后，以各种方式反射回来的光，一般用于固体样 品的测量。现有的近红外分析系统具有以下不足在进行不同形态样品检测时需要配备不同 的样品装置。因此，样品装置经常需要更换，可靠性差，系统适用性差。
发明内容
为了解决现有技术中的上述不足，本发明提供了一种结构简单、适用范围广、可靠 性高、成本低、方便携带的物质分析系统。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种物质分析系统，所述物质分析系统包括光源，发出参比光、用于测量待测液体的第一测量光和用于测量待测固体的第二 测量光；容器，用于在测量液体时盛装待测液体；第一反射装置，用于分别反射所述参比光和第一测量光，所述第一反射装置设置 在待测固体的一侧；所述第一测量光在被所述第一反射装置反射前或反射后穿过所述容 器；移动装置，用于在测量待测固体时移开所述第一反射装置，而使所述第二测量光 照射到所述待测固体上；探测器，用于分别接收所述参比光、穿过所述待测液体后的第一测量光和被所述 待测固体反射后的第二测量光，并分别转换为参比信号、第一测量信号和第二测量信号；分析单元，用于处理所述探测器传送来的所述参比信号、第一测量信号和第二测 量信号，从而获知所述待测液体和待测固体的参数。根据上述物质分析系统，所述分析单元内设置有近红外光谱分析模块。根据上述物质分析系统，所述物质分析系统进一步包括
3
第二反射装置，所述参比光、穿过所述容器后的第一测量光经所述第二反射装置 反射后射向所述第一反射装置，所述第二测量光经所述第二反射装置反射后射向所述待测 固体。根据上述物质分析系统，所述第一反射装置采用参比板。根据上述物质分析系统，所述参比光、第一测量光和第二测量光相同。根据上述物质分析系统，所述光源为近红外光源。根据上述物质分析系统，采用储能元件为所述光源、探测器和分析单元供电。根据上述物质分析系统，所述储能元件为电池。根据上述物质分析系统，所述储能元件还为所述移动装置供电。与现有技术相比，本发明具有的有益效果为1、广泛的适用性，由于本发明是把液体装置和固体装置集成在一个样品装置内， 可以测量固体和液体样品，适用性广。2、系统成本低，本发明的一个样品装置可以测量液体和固体样品，避免测量不同 形态样品配置不同样品装置的弊端，降低了成本。3、结构简单、可靠性高，本发明无需配备多种样品装置，无需更换样品装置即可实 现液体和固体样品的测量，系统可靠性高。4、方便携带，体积小巧，采用储能元件供电，具备便携功能。
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是这 些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。 图中图1是根据本发明实施例1的物质分析系统的基本结构图；图2是根据本发明实施例1的物质分析系统的在测量参比信号时基本结构图；图3是根据本发明实施例1的物质分析系统在测量固体样品时的基本结构图；图4是根据本发明实施例2的物质分析系统的基本结构图；图5是根据本发明实施例3的物质分析系统的基本结构图；图6是根据本发明实施例3的物质分析系统在测量参比信号时的基本结构图；图7是根据本发明实施例3的物质分析系统在测量固体样品时的基本结构图。
具体实施例方式图1-7和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实 施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术 人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该 理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下 述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。实施例1 图1示意性地给出了本发明实施例1的物质分析系统的基本结构图。如图1所示， 所述物质分析系统包括
光源1，用于发出参比光、用于测量待测液体的第一测量光和用于测量待测固体的 第二测量光；容器2，用于在测量液体时盛装待测液体；第一反射装置4，用于反射所述参比光和穿过所述容器后的第一测量光；移动装置(图中未示出)，用于在测量待测固体时移开所述第一反射装置；探测器6，用于分别接收所述参比光和穿过所述容器后的第一测量光在所述第一 反射装置上的反射光，以及所述第二测量光在在所述待测固体上的反射光，并分别转换为 参比信号、第一测量信号和第二测量信号；分析单元7，用于分析所述参比信号和第一测量信号，从而获知所述待测液体的参 数，以及分析所述参比信号和第二测量信号，从而获知所述待测固体的参数。优选地，所述参比光、第一测量光和第二测量光为近红外光，参比光、穿过待测液 体后的第一测量光、被待测固体反射后的第二测量光被探测器接收，转换为参比信号、第一 测量信号和第二测量信号，所述分析单元利用近红外光谱分析模块处理所述参比信号、第 一测量信号和第二测量信号。优选地，所述第一反射装置采用参比板，如标准白板。优选地，所述参比光、第一测量光和第二测量光相同，是所述光源在不同时间发出 的相同的光。上述物质分析系统的工作过程为图2示意性地给出了本发明实施例1的物质分析系统的在测量参比信号时的基本 结构图。如图2所示，光源1发出的参比光被第一反射装置4反射；探测器6接收所述参比 光在所述第一反射装置4上的反射光，并送分析单元7分析，从而得到参比信号；图1示意性地给出了本发明实施例1的物质分析系统在测量液体样品时的基本结 构图。如图1所示，在测量液体样品时(Al)所述光源1发出的第一测量光穿过所述容器2，所述容器2内装有待测液体， 所述第一测量光在穿过所述容器2后被所述第一反射装置4反射；探测器6接收所述第一 测量光在穿过所述容器2后且在第一反射装置4上的反射光，并送分析单元7分析，从而得 到第一测量信号；(A2)处理所述第一测量信号和参比信号，从而获知所述待测液体的参数；图3示意性地给出了本发明实施例1的物质分析系统在测量固体样品时的基本结 构图。如图3所示，在测量固体样品时(Bi)移开所述第一反射装置；所述光源发出的第二测量光照射在待测固体5上； 探测器6接收经所述待测固体5反射的反射光，并送分析单元7分析，从而得到第二测量信 号；(B2)处理所述第二测量信号和参比信号，从而获知所属待测固体的参数。优选地，所述参比光、第一测量光和第二测量光为近红外光，参比光、穿过待测液 体后的第一测量光、被待测固体反射后的第二测量光被探测器接收，转换为参比信号、第一 测量信号和第二测量信号，所述分析单元利用近红外光谱分析�？榇硭霾伪刃藕�、第
一测量信号和第二测量信号。优选地，所述第一反射装置采用参比板，如标准白板。
5
优选地，所述参比光、第一测量光和第二测量相同，是所述光源在不同时间发出的 相同的光。根据本发明实施例1的益处在于液体、固体的测量采用同一个光路，无需更换装 置，如样品装置，提高了所述分析系统的适用性、可靠性，也降低了分析系统的成本。实施例2 图4示意性地给出了本发明实施例2的物质分析系统在测量液体样品时的基本结 构图。如图4所示，与实施例1不同的是，所述物质分析系统进一步包括第二反射装置3，所述参比光、穿过所述容器2后的第一测量光经所述第二反射装 置3反射后射向所述第一反射装置4，或所述第二测量光经所述第二反射装置3反射后射向 所述待测固体5。实施例3 图5示意性地给出了本发明实施例3的物质分析系统的基本结构图。如图5所示， 所述物质分析系统包括光源1，用于发出参比光、第一测量光和第二测量光；容器2，用于在所述第一测量光穿过时盛装待测液体；第一反射装置4，用于反射所述参比光和第一测量光；第二反射装置3，用于反射经过所述第一反射装置4反射后的参比光和第一测量 光、经待测固体5反射后的第二测量光；移动装置(图中未示出)，用于在测量待测固体5时移开所述第一反射装置4 探测器6，用于分别接收分别经所述第一反射装置4和第二反射装置3反射后的参 比光、经所述第一反射装置4反射后且穿过所述容器2后的第一测量光，以及经所述待测固 体5和所述第二反射装置3反射后的第二测量光，并分别转换为参比信号、第一测量信号和 第二测量信号；分析单元7，用于处理所述参比信号和第一测量信号，从而获知所述待测液体的参 数，以及处理所述参比信号和第二测量信号，从而获知所述待测固体的参数。优选地，所述参比光、第一测量光和第二测量光为近红外光，参比光、穿过待测液 体后的第一测量光、被待测固体反射后的第二测量光被探测器接收，转换为参比信号、第一 测量信号和第二测量信号，所述分析单元利用近红外光谱分析�？榇硭霾伪刃藕�、第 一测量信号和第二测量信号。优选地，所述第一反射装置采用参比板，如标准白板。优选地，所述参比光、第一测量光和第二测量光相同，是所述光源在不同时间发出 的相同的光。优选地，采用储能元件为所述光源、探测器和分析单元供电，所述储能元件可采用 电池(充电电池或非充电电池)，提高了分析系统的便携性。所述移动装置既可以由人工来实现，也可以由所述储能元件来供电，并经所述分 析单元控制。上述物质分析系统的工作过程为图6示意性地给出了本发明实施例3的物质分析系统的在测量参比信号时的基本 结构图。如图6所示，光源1发出的参比光先后经过第一反射装置4、第二反射装置3反射；探测器6所述参比光在被第一反射装置4、第二反射装置3反射后的光，并送分析单元7分 析，从而得到参比信号；图5示意性地给出了本发明实施例3的物质分析系统的在测量液体样品时的基本 结构图。如图5所示，在测量液体样品时(Al)所述光源1发出的第一测量光被所述第一反射装置4和第二反射装置3反射 后穿过所述容器2，所述容器2内装有待测液体；探测器6接收所述第一测量光被所述第一 反射装置4和第二反射装置3反射后且穿过所述容器2的光，并送分析单元7分析，从而得 到第一测量信号；(A2)处理所述第一测量信号和参比信号，从而获知所述待测液体的参数；图7示意性地给出了本发明实施例3的物质分析系统的在测量固体样品时的基本 结构图。如图7所示，在测量固体样品时(Bi)移开所述第一反射装置4 ；所述光源发出的第二测量光经待测固体反射，之 后被第二反射装置3反射；探测器6所述第二测量光经待测固体5和第二反射装置3反射 后的光，并送分析单元7分析，从而得到第二测量信号；(B2)处理所述第二测量信号和参比信号，从而获知所属待测固体的参数。优选地，所述参比光、第一测量光和第二测量光为近红外光，参比光、穿过待测液 体后的第一测量光、被待测固体反射后的第二测量光被探测器接收，转换为参比信号、第一 测量信号和第二测量信号，所述分析单元利用近红外光谱分析模块处理所述参比信号、第
一测量信号和第二测量信号。优选地，所述第一反射装置采用参比板，如标准白板。优选地，所述参比光、第一测量光和第二测量光相同，是所述光源在不同时间发出 的相同的光。根据本发明实施例3的物质分析系统在测量油菜籽、油菜籽油的应用例。光源采 用卤钨灯，探测器接收到的波长范围为lOOO-lSOOnm。
权利要求
1.一种物质分析系统，所述物质分析系统包括光源，发出参比光、用于测量待测液体的第一测量光和用于测量待测固体的第二测量光；容器，用于在测量液体时盛装待测液体；第一反射装置，用于分别反射所述参比光和第一测量光，所述第一反射装置设置在待 测固体的一侧；所述第一测量光在被所述第一反射装置反射前或反射后穿过所述容器；移动装置，用于在测量待测固体时移开所述第一反射装置，而使所述第二测量光照射 到所述待测固体上；探测器，用于分别接收所述参比光、穿过所述待测液体后的第一测量光和被所述待测 固体反射后的第二测量光，并分别转换为参比信号、第一测量信号和第二测量信号；分析单元，用于处理所述探测器传送来的所述参比信号、第一测量信号和第二测量信 号，从而获知所述待测液体和待测固体的参数。
2.根据权利要求1所述的物质分析系统，其特征在于，所述分析单元内设置有近红外 光谱分析�？�。
3.根据权利要求1所述的物质分析系统，其特征在于，所述物质分析系统进一步包括 第二反射装置，所述参比光、穿过所述容器后的第一测量光经所述第二反射装置反射后射向所述第一反射装置，所述第二测量光经所述第二反射装置反射后射向所述待测固 体。
4.根据权利要求1所述的物质分析系统，其特征在于，所述第一反射装置采用参比板。
5.根据权利要求1所述的物质分析系统，其特征在于，所述参比光、第一测量光和第二 测量光相同。
6.根据权利要求2所述的物质分析系统，其特征在于，所述光源为近红外光源。
7.根据权利要求1所述的物质分析系统，其特征在于，采用储能元件为所述光源、探测 器和分析单元供电。
8.根据权利要求7所述的物质分析系统，其特征在于，所述储能元件为电池。
9.根据权利要求7或8所述的物质分析系统，其特征在于，所述储能元件还为所述移动 装置供电。
全文摘要
本发明提供了一种物质分析系统，包括光源，发出参比光、第一测量光和第二测量光；容器，用于在测量液体时盛装待测液体；第一反射装置，用于分别反射参比光和第一测量光，第一反射装置设置在待测固体的一侧；第一测量光在被第一反射装置反射前或反射后穿过所述容器；移动装置，用于在测量待测固体时移开所述第一反射装置，而使第二测量光照射到待测固体上；探测器，用于分别接收参比光、穿过待测液体后的第一测量光和被待测固体反射后的第二测量光，并分别转换为参比信号、第一测量信号和第二测量信号；分析单元，用于处理探测器传送来的信号，从而获知待测液体和待测固体的参数。本发明具有适用性好、结构简单、可靠性高、成本低等优点。
文档编号G01N21/25GK102095691SQ20101056324
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月29日 优先权日2010年11月29日
发明者叶华俊, 杨铁军 申请人:北京聚光世达科技有限公司, 北京英贤仪器有限公司, 聚光科技(杭州)股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
