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原文传递一种用于近红外光谱检测的可调光源装置及控制方法

专利名称：	一种用于近红外光谱检测的可调光源装置及控制方法
摘要：	一种用于近红外光谱检测的可调光源装置及控制方法，其包括光照参数调节单元和样品放置点，光照参数调节单元包括环绕样品放置点设置的多个执行机构，各执行机构的下方设置角度调节机构；执行机构包括依次连接的调节座、支架、L型板座、光源组件，且支架与L型板座形成双平行四杆控制结构，所述L型板座与两个支架悬臂的铰接中心连线、光源的光束照射中心线及调节倾角板与两个支架脚的铰接中心连线相交形成执行机构的运动中心，各执行机构的运动中心相交于同一点，并与样品放置点的样品中心重合。本发明在一台近红外光谱检测装置上实现了漫透射和漫反射两种采集方式，且光源的光照角度和光照距离可调。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	中南林业科技大学
发明人：	文韬;韩龙波;王孟龙;彭海龙;王利军;龚中良;曾志华
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-11T00:00:00+0800
申请号：	CN201910597208.9
公开号：	CN110320176A
代理机构：	长沙正奇专利事务所有限责任公司
代理人：	马强;李宇
分类号：	G01N21/359(2014.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	410004 湖南省长沙市韶山南路498号
主权项：	1.一种用于近红外光谱检测的可调光源装置，包括机箱（8），所述机箱内设置光照参数调节单元和样品放置点，其特征在于，所述光照参数调节单元包括环绕所述样品放置点设置的多个执行机构（1），各执行机构的下方设置角度调节机构（2）；每个所述执行机构（1）包括与机箱固定连接的调节座（10）、与调节座铰接的支架（11）、与支架铰接的L型板座（13）、安装在L型板座上的光源组件（14），且所述L型板座与支架的铰接中心连线、光源组件的光束照射中心线及调节座与支架的铰接中心连线的相交点作为执行机构的运动中心，各执行机构的运动中心相交于同一点，并与样品放置点的样品中心重合；所述调节座包括与机箱固定连接的调节座底板（101）、与所述支架和调节座底板铰接的调节倾角板（105），调节倾角板与调节座底板之间设置棘轮调节定位机构，使调节倾角板能调节到某一倾角并自锁固定；所述支架包括两个与所述调节座铰接且平行设置的支架脚（111）、两个与所述L型板座铰接且平行设置的支架悬臂（112），且两个支架脚的另一端与两个支架悬臂的另一端连接成平行四边形铰接结构，所述L型板座与两个支架悬臂的铰接中心连线平行于两个支架脚，使支架与L型板座形成双平行四杆控制结构；所述光源组件包括伸缩杆机构（140），伸缩杆机构的推杆顶端设置光源（143）；所述角度调节机构包括第一电机（21）、与所述多个执行机构一一对应设置的多个90度转向机构，各90度转向机构上分别设置与所述支架连接的推杆（253），第一电机的输出轴依次连接驱动各90度转向机构，使各90度转向机构分别通过其推杆驱动相应支架上的光源组件绕光源照射中心点转动。 2.根据权利要求1所述的一种用于近红外光谱检测的可调光源装置，其特征在于，所述机箱的内腔顶部安装反射准直镜（36），底部设置透射准直镜（35），且反射准直镜与透射准直镜相对设置，反射准直镜与透射准直镜之间设置所述样品放置点，反射准直镜和透射准直镜分别经光纤连接可控光路切换器（32）的一端，可控光路切换器的另一端经光纤连接光谱仪（30）。 3.根据权利要求1所述的一种用于近红外光谱检测的可调光源装置，其特征在于，所述光照参数调节单元还包括温度调节模块，该温度调节模块包括安装在光谱仪（30）下面用于调节光谱仪温度的温度控制器（4）、安装在机箱内的温度传感器（5）、安装在机箱侧壁上散热风扇（6），温度传感器接入所述光源组件的光源控制回路中，当温度传感器检测到机箱内温度高于设定温度时，自动切断光源的电源，低于设定温度时自动接通光源的电源。 4.根据权利要求1所述的一种用于近红外光谱检测的可调光源装置，其特征在于，所述棘轮调节定位机构包括固定安装在所述调节倾角板的旋转轴两端的第一、二棘轮（102、104）、铰接安装在所述调节座底板两侧的棘爪（107），且第一、二棘轮的安装方向相反，两棘爪的一端分别与所述调节座底板经弹簧（108）连接，另一端分别与第一棘轮或第二棘轮卡设。 5.根据权利要求1所述的一种用于近红外光谱检测的可调光源装置，其特征在于，所述90度转向机构分别包括安装座（254），安装座上固定设置皮带轮（255）和带座轴承（251），带座轴承内安装传动轴（252），传动轴与皮带轮经齿轮传动机构连接，且传动轴上固定连接所述推杆（253）。 6.根据权利要求5所述的一种用于近红外光谱检测的可调光源装置，其特征在于，一90度转向机构的传动轴连接角度传感器（26）的枢轴。 7.根据权利要求1所述的一种用于近红外光谱检测的可调光源装置，其特征在于，所述伸缩杆机构的推杆顶端固定安装光源灯座（142），光源灯座上安装所述光源（143）和灯筒（144），灯筒的内腔前端依次安装偏振滤光片（147）和光阑座（148），光阑座内装配式安装光阑（149）。 8.根据权利要求1所述的一种用于近红外光谱检测的可调光源装置，其特征在于，所述执行机构设置有四个，所述90度转向机构为四个，且各90度转向机构的皮带轮通过多条皮带Z型传动连接。 9.根据权利要求2所述的一种用于近红外光谱检测的可调光源装置，其特征在于，所述机箱的内腔顶部安装反射准直镜高度调节机构（37），反射准直镜高度调节机构的推杆顶端固定安装反射准直镜座(371)，所述反射准直镜安装在反射准直镜座上；所述机箱的内腔底部安装透射准直镜高度调节机构(34)，透射准直镜高度调节机构的推杆顶端固定安装透射准直镜座（35），透射准直镜座上安装所述透射准直镜。 10.一种权利要求1－9中任一项所述用于近红外光谱检测的可调光源装置控制方法，其特征在于包括下述步骤： S1、对光照角度进行调节时，启动第一电机，同步驱动各90度转向机构，进而通过90度转向机构连动推杆而驱动执行机构的支架使样品的光照角度变化； S2、对光照距离进行调节时，启动伸缩杆机构的步进电机，通过设置步进电机的脉冲数调节伸缩杆机构的长度，使样品的光照距离变化； S3、对光源强度调节时，设置光源的点亮数目及不同组合方式，之后使光源预热20分钟即可。
所属类别：	发明专利