基于積分球的農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)特性自動檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及了一種光學(xué)特性檢測裝置，尤其涉及了一種基于積分球的農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)特性自動檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光譜分析技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)分析領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，考慮到農(nóng)產(chǎn)品形態(tài)的多樣性和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性給定量分析帶來的不便，目前它所采用的分析方法多為統(tǒng)計建模，即通過掃描大量樣品光譜來建立樣品濃度和吸光度之間的相關(guān)模型，進而預(yù)測未知樣品的濃度信息。
[0003]Cheong等人在1990年總結(jié)了一份測量生物組織光學(xué)參數(shù)的清單，其中列舉了大量的生物組織光學(xué)參數(shù)測量結(jié)果及其相應(yīng)的測量方法，為后續(xù)的研宄工作提供了豐富的參考；然而，這些研宄的對象大多集中在人體組織或者動物組織，對于農(nóng)產(chǎn)品生物組織來說目前較少見到相應(yīng)的報道。所以，我們對農(nóng)產(chǎn)品生物組織光學(xué)參數(shù)的檢測研宄就顯得十分重要。
[0004]在已授權(quán)專利一種農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)特性檢測裝置CN201420229142.0中，我們采用基于單片機的控制系統(tǒng)控制光源切換裝置在多個光源之間自由切換，通過多個光源之間的互補，在整個連續(xù)檢測波長范圍內(nèi)光束都有較高的能量密度，能夠滿足檢測的需求，可以獲取更寬的連續(xù)波長范圍內(nèi)的農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)特性參數(shù)。解決了連續(xù)的波長范圍內(nèi)的農(nóng)產(chǎn)品樣品的光學(xué)特性參數(shù)的測量問題。但是無論是單積分技術(shù)還是雙積分技術(shù)在檢測樣品的光學(xué)特性參數(shù)時，多采用手動放置樣品，樣品放置過程中操作比較繁瑣且容易觸動光學(xué)光路影響測量的穩(wěn)定性，特別是單積分球系統(tǒng)，在測試過程中需要改變光路的布置，安裝拆卸積分球蓋，增加了測試過程中受到人為因素干擾的可能性，且測量過程比較耗時，不適合大樣本的測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供了一種基于積分球的農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)特性自動檢測裝置，檢測裝置可根據(jù)需求在單積分球與雙積分球之間轉(zhuǎn)換，自動完成不同厚度樣品的反射率與透射率的檢測，對于每個樣品可以根據(jù)不同需要進行多點檢測，并自動保存檢測數(shù)據(jù)，從而大大簡化基于積分球系統(tǒng)的光學(xué)特性檢測裝置的檢測流程，在保證精度的同時大大提高了農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)特性的檢測速度。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明包括光源、中性密度濾光片、第一積分球、自動樣品臺、自動附件臺、運動控制箱、光譜儀、上位機PC和檢測光纖；光源、中性密度濾光片和第一積分球依次同軸安裝，第一積分球檢測口的轉(zhuǎn)接球蓋通過檢測光纖與光譜儀連接，自動附件臺和自動樣品臺分別與運動控制箱連接，光譜儀、運動控制箱均與上位機PC連接；自動樣品臺包括第一電動平移臺、第二電動平移臺、第一滑塊、橫向支板、樣品支桿、比色皿夾、樣品夾、參比夾、遮光板夾和遮光板夾支桿；第一電動平移臺正交垂直安裝在第二電動平移臺上方，第一電動平移臺底部與第二電動平移臺的滑塊固定連接；橫向支板固定在第一電動平移臺的第一滑塊上，橫向支板方向與第一電動平移臺的第一滑塊移動方向相同，樣品夾、參比夾和遮光板夾依次固定安裝橫向支板上，遮光板固定在遮光板夾上。
[0008]所述的樣品夾替換為比色皿夾。
[0009]所述自動檢測裝置工作于單積分球模式或者雙積分球模式。
[0010]當(dāng)所述自動檢測裝置工作于單積分球模式時，所述的自動附件臺包括第三電動平移臺、可升降支桿、積分球蓋支架和積分球蓋；積分球蓋支架通過可升降支桿支撐連接在第三電動平移臺的第二滑塊上，積分球蓋同軸粘接在積分球蓋支架上，積分球蓋與第一積分球同軸。
[0011]當(dāng)所述自動檢測裝置工作于雙積分球模式時，所述的自動附件臺包括第三電動平移臺、可升降支桿和第二積分球，第二積分球通過可升降支桿支撐連接在第三電動平移臺的第二滑塊上，第二積分球與第一積分球同軸。
[0012]所述的比色皿夾包括比色皿夾固定片和比色皿夾活動片，比色皿夾固定片一側(cè)面設(shè)置有導(dǎo)槽，比色皿夾活動片中部嵌入導(dǎo)槽，導(dǎo)槽下側(cè)的比色皿夾固定片側(cè)面開有第二通孔，比色皿夾活動片側(cè)面設(shè)有與第二通孔配合的第三通孔，比色皿夾固定片的第二通孔與比色皿夾活動片的第三通孔可調(diào)節(jié)地栓接。
[0013]所述的樣品夾包括平行相對安裝的樣品夾固定片與樣品夾活動片，樣品夾固定片底部開有用于與樣品支桿連接的螺孔，樣品夾固定片和樣品夾活動片的四角均開有相互配合的螺孔，樣品夾固定片和樣品夾活動片中心均開有一個圓孔。
[0014]所述的遮光板夾為U型夾，底部和側(cè)面各設(shè)有一個螺孔。
[0015]所述的運動控制箱內(nèi)裝有第一電機驅(qū)動器、第二電機驅(qū)動器、第三電機驅(qū)動器、PLC和單片機；上位機PC經(jīng)單片機與PLC連接，PLC分別與第一電機驅(qū)動器、第二電機驅(qū)動器、第三電機驅(qū)動器連接，第一電機驅(qū)動器與第一電動平移臺連接進行驅(qū)動，第二電機驅(qū)動器與第二電動平移臺連接進行驅(qū)動，第三電機驅(qū)動器與第三電動平移臺連接進行驅(qū)動。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]本發(fā)明采用基于單片機和PLC的控制系統(tǒng)來控制樣品自動運動，配合自己編寫的上位機軟件完成樣品上不同位置的光學(xué)特性參數(shù)的自動采集，從而大大簡化基于積分球系統(tǒng)的光學(xué)特性檢測裝置的檢測流程，在保證精度的同時大大提高了農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)特性的檢測速度。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的單積分球模式結(jié)構(gòu)立體圖。
[0019]圖2是本發(fā)明的雙積分球模式結(jié)構(gòu)立體圖。
[0020]圖3是自動樣品臺的結(jié)構(gòu)立體圖
[0021]圖4是樣品夾的立體圖。
[0022]圖5是比色皿夾的立體圖。
[0023]圖6是遮光板夾的立體圖。
[0024]圖7是遮光板夾的剖面圖。
[0025]圖8是自動附件臺的結(jié)構(gòu)立體圖。
[0026]圖9是第二積分球的立體圖。
[0027]圖10是運動控制箱結(jié)構(gòu)框圖。
[0028]圖11是系統(tǒng)工作流程圖。
[0029]圖中:1、自動樣品臺，2、運動控制箱，3、上位機PC，4、光譜儀，5、檢測光纖，6、自動附件臺，7、第一積分球，8、中性密度濾光片，9、光源，101、第一電動平移臺，102、第二電動平移臺，103、橫向支板，104、樣品夾，104a、樣品夾固定片，104b、樣品夾活動片，105、參比夾，106、遮光板，107、遮光板夾，108、遮光板夾支桿，109、樣品支桿，110、第一滑塊，111、比色皿夾，111a、比色皿夾固定片，111b、比色皿夾活動片，111c、導(dǎo)槽，llld、第一通孔，llle、第二通孔，Illf、第三通孔，201、單片機，202、PLC，203、第一電機驅(qū)動器，204、第二電機驅(qū)動器，205、第三電機驅(qū)動器，601、第三電動平移臺，602、積分球蓋支架，603、球蓋，604、可升降支桿，605、第二滑塊，606、第二積分球。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
[0031]如圖1和圖2所不，本發(fā)明包括光源9、中性密度濾光片8、第一積分球7、自動樣品臺1、自動附件臺6、運動控制箱2、光譜儀4、上位機PC3和檢測光纖5 ;光源9、中性密度濾光片8和第一積分球7依次同軸安裝，第一積分球7檢測口的轉(zhuǎn)接球蓋通過檢測光纖5與光譜儀4連接，自動附件臺6和自動樣品臺I分別與運動控制箱2連接，光譜儀4、運動控制箱2均與上位機PC3連接。
[0032]如圖3所示，自動樣品臺I包括第一電動平移臺101、第二電動平移臺102、第一滑塊110、橫向支板103、樣品支桿109、比色皿夾111、樣品夾104、參比夾105、遮光板夾107和遮光板夾支桿108 ;第一電動平移臺101正交垂直安裝在第二電動平移臺102上方，第一電動平移臺101底部與第二電動平移臺102的滑塊固定連接；橫向支板103固定在第一電動平移臺101的第一滑塊110上，橫向支板103方向與第一電動平移臺101的第一滑塊110移動方向相同，樣品夾104、參比夾105和遮光板夾107依次固定安裝橫向支板103上，遮光板106固定在遮光板夾107上。樣品夾104和參比夾105通過樣品支