專利名稱：松散產(chǎn)品的光譜特性的測(cè)量方法及其實(shí)現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分析儀器，尤其是光譜學(xué)、光譜方法，并涉及用于根據(jù)測(cè)量區(qū)中的一份被測(cè)樣品的補(bǔ)充而測(cè)量松散產(chǎn)品的光譜特性的裝置，并且本發(fā)明可用于定性和定量分析，例如，整粒的特性分析。
背景技術(shù)：
紅外光譜學(xué)方法已應(yīng)用于工業(yè)和農(nóng)業(yè)中，它們?cè)试S在運(yùn)輸和存儲(chǔ)期間對(duì)不同生產(chǎn)階段的產(chǎn)品特性進(jìn)行快速測(cè)試。例如，通常認(rèn)可的做法是緊接收割后、在將谷物裝入儲(chǔ)存?zhèn)}之前、在運(yùn)輸后以及在用于播種或烘焙前，對(duì)谷粒進(jìn)行光譜分析以確定其特性以及諸如水分、蛋白質(zhì)含量等的成分。
對(duì)于光譜分析結(jié)果的主要要求是其可靠性和再現(xiàn)性。松散產(chǎn)品分析的具體特征是樣品由于其特性的光學(xué)不均勻性，因而在分析期間必須對(duì)樣品的不同區(qū)域或者同一樣品的若干份進(jìn)行測(cè)量然后進(jìn)行平均。因此，對(duì)于獲得可靠并可再現(xiàn)的結(jié)果來(lái)說(shuō)關(guān)鍵是用松散產(chǎn)品從樣品到樣品地恒定而可再現(xiàn)地填充測(cè)量區(qū)。
已知一種測(cè)量松散樣品的光譜特性的方法(參考文獻(xiàn)1、2)，該方法包括用松散產(chǎn)品手動(dòng)填充光學(xué)室、將該光學(xué)室放置在測(cè)量區(qū)中、在填充后的光學(xué)室的若干區(qū)域中測(cè)量產(chǎn)品的光譜特性，在測(cè)量期間利用專用掃描裝置固定所述光學(xué)室并使其在所述測(cè)量之間移動(dòng)。可以通過(guò)光學(xué)室的線性運(yùn)動(dòng)(參考文獻(xiàn)1)或轉(zhuǎn)動(dòng)(參考文獻(xiàn)2)進(jìn)行掃描。
該方法的主要缺點(diǎn)在于必須手動(dòng)填充光學(xué)室，這降低了填充的可再現(xiàn)性和分析速度，并且還提高了成本。在有必要進(jìn)行大量產(chǎn)品的快速分析的情況下(例如，在收割期間將谷物裝入儲(chǔ)存?zhèn)}前)，這變得很重要。此外，分析結(jié)果取決于填充光學(xué)室的精確程度(即，操作者的技能)。
已知一種用于測(cè)量松散產(chǎn)品的光譜特性的裝置(參考文獻(xiàn)1)，其包括光學(xué)室、用于移動(dòng)該光學(xué)室的裝置以及測(cè)量裝置。
但是所述已知裝置不具有任何自動(dòng)裝載和排放被測(cè)樣品的裝置。使用了一組具有不可重新調(diào)節(jié)的固定路徑長(zhǎng)度的光學(xué)室。
已知一種用于測(cè)量松散產(chǎn)品的光譜特性的方法和裝置(參考文獻(xiàn)3)。該方法包括以下步驟在重力影響下將產(chǎn)品輸送到測(cè)量區(qū)中；用放置在測(cè)量區(qū)下方的閘板阻止測(cè)量區(qū)中的樣品；通過(guò)振動(dòng)壓實(shí)產(chǎn)品；測(cè)量處于靜止?fàn)顟B(tài)的樣品的光譜特性；以及通過(guò)打開閘板排放樣品。
用于實(shí)現(xiàn)該已知方法的裝置包括松散產(chǎn)品在其中運(yùn)動(dòng)的通道(管道)；測(cè)量區(qū)，其中松散流動(dòng)具有沿重力的分量；測(cè)量光學(xué)窗；用于光譜測(cè)量的光學(xué)單元；閥(閘板)，其放置在測(cè)量光學(xué)窗下方，用于鎖定測(cè)量區(qū)以保持該區(qū)中的產(chǎn)品；附加通道的分支(旁路)，其位于測(cè)量區(qū)上方用于提供測(cè)量區(qū)中的產(chǎn)品以及通過(guò)主通道(管道)的產(chǎn)品流的恒定高度；以及產(chǎn)生振動(dòng)以使樣品致密的驅(qū)動(dòng)器。
所述方法及其實(shí)現(xiàn)裝置提供樣品的自動(dòng)裝載和排放。通過(guò)產(chǎn)品的恒定高度并通過(guò)在測(cè)量前通過(guò)搖動(dòng)來(lái)壓實(shí)樣品以使其致密，來(lái)獲得測(cè)量區(qū)中產(chǎn)品的恒定且可再現(xiàn)的密度。
該測(cè)量松散樣品的光譜特性的方法及其實(shí)現(xiàn)裝置的主要缺點(diǎn)在于，用于使測(cè)量區(qū)中形成致密產(chǎn)品的振動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致該裝置的光學(xué)單元失調(diào)，這又會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的可靠性和可再現(xiàn)性降低，而用于防止光學(xué)單元振動(dòng)的各種方法會(huì)顯著增加裝置的復(fù)雜性及其成本。
參考文獻(xiàn)4中所描述的方法和裝置通過(guò)基本參數(shù)的組合而最接近本發(fā)明。該方法包括利用分份取樣用的裝置將樣品輸送到測(cè)量區(qū)，該裝置裝載一定量部分的產(chǎn)品；測(cè)量區(qū)實(shí)現(xiàn)為一立軸，該立軸在裝載樣品以及測(cè)量期間通過(guò)專用鎖定裝置而在底部關(guān)閉，然后記錄處于靜止?fàn)顟B(tài)的樣品的光譜特性。這樣，在測(cè)量期間樣品運(yùn)動(dòng)或靜止，但在樣品靜止時(shí)測(cè)量光譜特性。
用于實(shí)現(xiàn)測(cè)量光譜特性的該已知方法的裝置包括裝載料斗；制成葉輪的分份取樣單元；立軸；光譜特性測(cè)量單元；周期地關(guān)閉立軸的鎖定單元；以及排料斗。
所述方法及其實(shí)現(xiàn)裝置確保了樣品的自動(dòng)裝載和排放，這提高了分析速度并可確保結(jié)果與操作者的技能無(wú)關(guān)。
但是本方法和裝置未提供在測(cè)量區(qū)中具有期望精度的產(chǎn)品的恒定體積密度。該裝置未提供用于嚴(yán)格控制裝載在測(cè)量區(qū)中的樣品體積的裝置，從而可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量區(qū)中的產(chǎn)品體積密度顯著不均勻，例如當(dāng)測(cè)量高水分含量的產(chǎn)品時(shí)由于粘到裝載輪的葉片上的樣品(這非?？赡?就會(huì)引起這種不均勻。而且，失去了根據(jù)被分析產(chǎn)品的光譜特性調(diào)節(jié)光路長(zhǎng)度的可能性，這降低了分析的精度和可再現(xiàn)性。
參考文獻(xiàn)1.InfraLUM FT-10 Operation manual，ver.152.00.00.00.PЭ。
2.InfraAlyzer2000 Operation manual，MT1-40EN-09。
3.1998年10月15日公開的國(guó)際申請(qǐng)No.WO 98/45678，M∏K G01N1/20，21/35。
4.2002年10月30日公開的國(guó)際申請(qǐng)No.WO 02/086473A2，M∏K G01N21/85。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于通過(guò)提供測(cè)量區(qū)中的被分析產(chǎn)品的高均勻性和恒定體積密度來(lái)獲得光譜測(cè)量結(jié)果的高可靠性和可再現(xiàn)性。
利用下列發(fā)明完成了設(shè)定的任務(wù)1.利用測(cè)量松散產(chǎn)品的光譜特性的方法，該方法包括按份將所述產(chǎn)品輸送到測(cè)量區(qū)中；將若干份(至少兩份)交替裝載到測(cè)量區(qū)的水平部分的不同區(qū)域中，從而提供完全填充以確保測(cè)量區(qū)中的產(chǎn)品的均勻裝載和恒定體積密度；以及在測(cè)量期間改變測(cè)量區(qū)的光路長(zhǎng)度的可能性，以根據(jù)被分析樣品的光學(xué)特性調(diào)節(jié)所述長(zhǎng)度，并且從測(cè)量區(qū)順序排出所述樣品。
2.利用測(cè)量松散樣品的光譜特性的方法，其中根據(jù)被分析樣品在被測(cè)光譜范圍內(nèi)的光學(xué)吸收值設(shè)定測(cè)量區(qū)的光路長(zhǎng)度，這確保了被測(cè)樣品的光學(xué)密度處于對(duì)應(yīng)于測(cè)量的最高精度的范圍內(nèi)。
3.利用測(cè)量松散產(chǎn)品的光譜特性的裝置，該裝置包括裝料斗；進(jìn)口(接收部)孔；分份取樣單元，其具有用于將產(chǎn)品連續(xù)均勻地交替裝載到測(cè)量區(qū)的水平部分的不同區(qū)域的裝置；測(cè)量區(qū)；測(cè)量單元；用于關(guān)閉測(cè)量區(qū)的單元；出口(排放)孔；以及樣品抽屜；其中所述用于連續(xù)均勻地裝載產(chǎn)品的裝置確保順序填充不少于兩份的相同體積，并且所述測(cè)量區(qū)配備有用于根據(jù)在被測(cè)光譜范圍內(nèi)的樣品吸收值調(diào)節(jié)光路長(zhǎng)度的裝置。
提供了用于將產(chǎn)品連續(xù)均勻地交替裝載到測(cè)量區(qū)的水平部分的不同區(qū)域的裝置的不同實(shí)施例。
提供了作為配量單元的測(cè)量區(qū)關(guān)閉單元的實(shí)施例，該配量單元進(jìn)行樣品從測(cè)量區(qū)的分份排放。
提供了某些單元的不同實(shí)施例。
本發(fā)明的本質(zhì)在于，提供了一些參數(shù)的組合，其通過(guò)分份裝載使產(chǎn)品在測(cè)量區(qū)的水平部分區(qū)域上均勻分布而使得能夠在松散產(chǎn)品的光譜特性測(cè)量期間在測(cè)量區(qū)中取得高度均勻性以及恒定的產(chǎn)品體積密度，其允許根據(jù)被測(cè)光譜范圍內(nèi)的光學(xué)吸收和測(cè)量區(qū)中的被分析產(chǎn)品的體積密度調(diào)節(jié)測(cè)量區(qū)的路徑長(zhǎng)度，并確保了測(cè)量結(jié)果的高精度且可再現(xiàn)性。


本發(fā)明的本質(zhì)還在附圖中進(jìn)行了說(shuō)明，在這些附圖中圖1是用于測(cè)量松散樣品的光譜特性的所要求保護(hù)的裝置的示意圖；圖2是用于調(diào)節(jié)測(cè)量區(qū)的光路長(zhǎng)度的單元的視圖；圖3是制成葉輪的分份取樣單元的其中一個(gè)實(shí)施例；圖4示出不同的葉片形狀以及葉片位置在輪上的順序；圖5是制成傳送帶的分份取樣單元；圖6示出不同的葉片形狀以及帶上的葉片型式；圖7是制成螺旋送料器的分份取樣單元的視圖，其帶有特殊形狀的自動(dòng)閘板的附加裝置，用于測(cè)量區(qū)的水平部分區(qū)域的均勻樣品填充；圖8是制成螺旋送料器的測(cè)量區(qū)關(guān)閉單元的視圖；圖9是制成輪的測(cè)量區(qū)關(guān)閉單元的視圖；圖10是制成傳送帶的測(cè)量區(qū)關(guān)閉單元的視圖。
具體實(shí)施例方式
由于在裝載期間按份將樣品輸送到測(cè)量區(qū)，通過(guò)不同區(qū)域的順序填充而均勻填充測(cè)量區(qū)區(qū)域的水平部分，因此本公開的測(cè)量松散樣品的光譜特性的方法確保了測(cè)量區(qū)中的被分析樣品的高均勻性以及恒定的體積密度。此外，由于對(duì)測(cè)量區(qū)的光路長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整，使得被分析產(chǎn)品在被測(cè)光譜范圍內(nèi)的光學(xué)密度處于限定精度范圍內(nèi)，因此本方法確保了測(cè)量的最高精度。而且，調(diào)節(jié)光路長(zhǎng)度的可能性允許測(cè)量寬范圍內(nèi)的具有根本不同光學(xué)特性的產(chǎn)品。
所要求保護(hù)的方法通過(guò)用于測(cè)量松散產(chǎn)品的光譜特性的裝置實(shí)現(xiàn)，該裝置包括裝料斗1，其通過(guò)進(jìn)口(接收部)孔2與分份取樣單元3相連(見圖1)。所述分份取樣單元通過(guò)專用通道4與測(cè)量區(qū)相連，該測(cè)量區(qū)位于該分份取樣單元下方并以光學(xué)室5的形式制成，在該處由測(cè)量單元6進(jìn)行光譜特性的測(cè)量。為所述光學(xué)室配備用于調(diào)節(jié)該室的光路長(zhǎng)度的單元7，或者將其設(shè)置成能夠更換具有不同光路長(zhǎng)度的室。光學(xué)室5的底部由測(cè)量區(qū)關(guān)閉單元9關(guān)閉，在測(cè)量期間測(cè)量區(qū)關(guān)閉單元9阻止產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)，而在測(cè)量后通過(guò)出口11將被分析部分排放到專用容器12。設(shè)置用于監(jiān)測(cè)光學(xué)室填充水平的裝置8，該裝置8包括兩個(gè)光學(xué)傳感器，用于指示位于測(cè)量區(qū)5下方的最低產(chǎn)品高度hmin以及位于測(cè)量區(qū)5上方的最高高度hmax。
用于調(diào)節(jié)光路長(zhǎng)度的單元7(見圖2)包括光學(xué)室的移動(dòng)壁13、機(jī)電驅(qū)動(dòng)器14以及用于測(cè)量光路長(zhǎng)度的單元，該用于測(cè)量光路長(zhǎng)度的單元包括壁初始位置(在測(cè)量期間光學(xué)室的最小長(zhǎng)度)傳感器15以及用于測(cè)量光學(xué)室長(zhǎng)度的傳感器(例如，驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)數(shù)器)16。所要求保護(hù)的裝置的具體特征在于，分份取樣單元3配備有用于將產(chǎn)品試樣均勻分份到測(cè)量區(qū)5內(nèi)的專用裝置。這些裝置確保將相同體積的若干份(至少兩份)交替填充到測(cè)量區(qū)水平部分的不同區(qū)域。此外，通過(guò)根據(jù)被分析樣品的光學(xué)特性調(diào)節(jié)光路長(zhǎng)度的可能性顯著提高了測(cè)量的可靠性。根據(jù)被分析產(chǎn)品在被測(cè)光譜范圍內(nèi)的光學(xué)吸收選擇測(cè)量區(qū)5的長(zhǎng)度，從而使得樣品的光學(xué)密度落入容許值的預(yù)置范圍內(nèi)，因此所使用的測(cè)量單元6的動(dòng)態(tài)范圍最佳并且信/噪比最高，這確保了測(cè)量結(jié)果的精度和可再現(xiàn)性。此外，當(dāng)分份取樣單元和配量單元10同步時(shí)，填充水平指示單元8和以配量單元10形式的測(cè)量區(qū)關(guān)閉單元潛在地允許對(duì)被分析產(chǎn)品的體積進(jìn)行非常精確的自動(dòng)控制，這可用于在不將產(chǎn)品從測(cè)量區(qū)排出的情況下調(diào)節(jié)光學(xué)室5的光路長(zhǎng)度，從而縮短分析時(shí)間并降低分析所需的樣品量。
進(jìn)一步提供所述裝置的單元的不同實(shí)施例。
所述分份取樣單元可制成圖3所示的葉輪17的形式。被分析產(chǎn)品的顆粒(谷粒)的可能大小應(yīng)當(dāng)小于兩個(gè)相鄰葉片之間的容積(例如，大于玉米粒)，但同時(shí)葉片之間的容積應(yīng)當(dāng)容納足夠的產(chǎn)品以至少用兩份填滿光學(xué)室，因而該容積應(yīng)當(dāng)不大于測(cè)量區(qū)最小容積(具有最短路徑長(zhǎng)度的測(cè)量區(qū)的容積)的一半。
相對(duì)于垂直于輪軸線的平面交替傾斜的葉輪用作用于順序?qū)悠肪鶆虻亟惶嫜b載到測(cè)量區(qū)的水平部分的不同區(qū)域的裝置，葉片的表面形狀由葉片將產(chǎn)品裝載于其上的測(cè)量區(qū)的水平部分區(qū)域限定。例如，若葉片相對(duì)于垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的平面以角θ交替傾斜(見圖4)，則產(chǎn)品被裝載在光學(xué)室的不同部分中，這確保了光學(xué)室填充的高均勻性以及測(cè)量區(qū)中產(chǎn)品的恒定體積密度。圖4示出了葉片形狀的其它一些示例以及葉片在輪上的不同次序。為了提供用松散樣品完全填充葉輪以及提供單份的恒定容積，可使進(jìn)口(接收部)2從通過(guò)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線延伸的垂直線向一旁偏移(圖3)，并且將轉(zhuǎn)動(dòng)方向選擇成使得輪的葉片向上轉(zhuǎn)動(dòng)(向進(jìn)口孔)。
出口孔11也可從通過(guò)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線延伸的垂直線向一旁偏移(圖3)，這使得產(chǎn)品以最小厚度的均勻流動(dòng)填充光學(xué)室。
所述分份取樣單元也可制成如圖5所示的傳送帶18的形式，帶上的葉片和空腔被制造成以等份進(jìn)行產(chǎn)品裝載。被分析產(chǎn)品的顆粒(谷粒)的可能大小應(yīng)當(dāng)小于帶隔板的容積(例如，大于玉米)，但同時(shí)該容積應(yīng)當(dāng)容納足夠的產(chǎn)品以至少用兩份填滿光學(xué)室，因而該容積應(yīng)當(dāng)不大于測(cè)量區(qū)最小容積(具有最短路徑長(zhǎng)度的測(cè)量區(qū)的容積)的一半。具有不同形狀并且以不同形式放置在帶上(圖6)的葉輪用作用于順序均勻地將樣品交替裝載到測(cè)量區(qū)的水平部分的不同區(qū)域的裝置，葉片形狀由葉片將產(chǎn)品裝載于其上的測(cè)量區(qū)的水平部分區(qū)域限定。例如，若葉片相對(duì)于帶運(yùn)動(dòng)方向以角θ交替傾斜(見圖6)，則產(chǎn)品被裝載在光學(xué)室的不同部分中，這確保了光學(xué)室填充的高均勻性以及測(cè)量區(qū)中產(chǎn)品的恒定體積密度。圖6示出了隔板形狀以及在帶上的形式的一些示例。
特殊形狀的自動(dòng)閘板19用于打開測(cè)量區(qū)的水平部分的不同區(qū)域，其可用作用于順序?qū)悠肪鶆蚪惶娴匮b載到測(cè)量區(qū)的水平部分的不同區(qū)域的裝置。圖7示出了這種閘板的實(shí)施例中的其中一個(gè)示例，其呈轉(zhuǎn)動(dòng)的圓板形式，且在距轉(zhuǎn)動(dòng)軸線不同的距離處設(shè)有孔。閘板19與分份取樣單元3同步?？蓪?shí)現(xiàn)具有與分份取樣單元相同驅(qū)動(dòng)器的閘板的實(shí)施例。若使用閘板，則分份取樣單元可制成螺旋送料器20的形式(見圖7)。
此外，可在分份取樣單元3和光學(xué)室5之間安裝會(huì)分開產(chǎn)品流的擋板(見圖3)，從而使得在測(cè)量區(qū)的水平部分上按所需體積的份均勻填充光學(xué)室。擋板21的最簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)是平行于光束方向放置在通道4中并將通道4分隔成兩部分的板。當(dāng)與葉輪形式的分份取樣單元4一起使用時(shí)，所述板使得通過(guò)通道4的兩個(gè)不同部分將產(chǎn)品裝載在光學(xué)室5中，從而確保光學(xué)室5的最致密、均勻且可再現(xiàn)的填充。
要求測(cè)量區(qū)關(guān)閉單元9在光譜特性測(cè)量期間阻止產(chǎn)品流動(dòng)以及將樣品從測(cè)量區(qū)移除。測(cè)量區(qū)關(guān)閉單元的最簡(jiǎn)單模式為自動(dòng)閘板，在這種情況下，當(dāng)該閘板打開時(shí)，測(cè)量區(qū)的所有內(nèi)容物都被排放。制成配量單元10形式的測(cè)量區(qū)關(guān)閉單元允許樣品按份排放并提供以高精度控制被分析樣品份的量的可能性，這可用于在不將產(chǎn)品從測(cè)量區(qū)排出的情況下調(diào)節(jié)光學(xué)室5的光路長(zhǎng)度，從而縮短分析時(shí)間并使分析所需的樣品量最少化。所述配量單元可以以不同形式實(shí)現(xiàn)，例如，葉輪(見圖7)、螺旋送料器(見圖6)、或者傳送帶(見圖8)。
本裝置按以下方式操作將被測(cè)產(chǎn)品的樣品裝載在裝料斗1中；利用光路長(zhǎng)度調(diào)節(jié)單元7將所需光路長(zhǎng)度設(shè)定成與被測(cè)光譜范圍中的期望光學(xué)吸收相對(duì)應(yīng)；通過(guò)機(jī)電驅(qū)動(dòng)器14進(jìn)行所述調(diào)節(jié)，從而首先將可調(diào)光學(xué)室的移動(dòng)壁13設(shè)在最小路徑長(zhǎng)度位置，然后接通機(jī)電驅(qū)動(dòng)器14以使壁13沿著增加光學(xué)室長(zhǎng)度的方向移動(dòng)；當(dāng)移動(dòng)壁經(jīng)過(guò)初始位置時(shí)，控制該位置的傳感器觸發(fā)并且路徑長(zhǎng)度測(cè)量傳感器檢測(cè)光學(xué)室的長(zhǎng)度。當(dāng)達(dá)到可調(diào)光學(xué)室5的所需長(zhǎng)度時(shí)，使機(jī)電驅(qū)動(dòng)器停止并接通分份取樣單元3開始填充光學(xué)室；將光學(xué)室填充到hmax高度，由高度指示單元8控制該過(guò)程，當(dāng)達(dá)到hmax高度時(shí)，其發(fā)送信號(hào)以停止樣品裝載。
若將測(cè)量區(qū)關(guān)閉單元制成提供分份樣品排放的配量單元10的形式，則能夠精確監(jiān)控測(cè)量區(qū)中的產(chǎn)品高度。若超過(guò)了最大高度，則配量單元10自動(dòng)致動(dòng)，并將超過(guò)hmax界限的一定量樣品排出直到達(dá)到期望界限，即，光學(xué)室5總是將產(chǎn)品裝載到同一高度。通過(guò)使恒定體積的分開的份隨后進(jìn)入光學(xué)室5的水平部分的不同區(qū)域而進(jìn)行填充，所述體積大于光學(xué)室最小路徑長(zhǎng)度的一半(處于最小光路長(zhǎng)度的光學(xué)室容積)，這確保了填充的均勻性和可再現(xiàn)性。
光學(xué)室5的這種裝載規(guī)則以及引入用于監(jiān)測(cè)光學(xué)室8填充水平的單元8的可行性提供了光學(xué)室的均勻的可再現(xiàn)填充，并避免了由于分份取樣單元3的錯(cuò)誤操作(例如，由于谷粒粘到裝料斗的壁上)致使光學(xué)室的填充高度發(fā)生變化。在填充了光學(xué)室5后，使用測(cè)量單元6進(jìn)行樣品光譜特性的第一測(cè)量。通過(guò)一起使用高度指示單元8和(以用于分份排放形式制成的)配量單元10，可通過(guò)測(cè)量單元6的輸出中的信號(hào)水平進(jìn)行光路長(zhǎng)度的精細(xì)調(diào)整，從而以高精度選擇樣品的光學(xué)密度以使得能夠有利于使用較寬的動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍。在光路長(zhǎng)度調(diào)節(jié)期間，通過(guò)同步操作分份取樣單元3和配量單元10，使得光學(xué)室中的產(chǎn)品高度保持hmax不變。
例如，若有必要使光路長(zhǎng)度變短，則同時(shí)接通配量單元10和光路長(zhǎng)度調(diào)節(jié)單元，從而排放所需體積的產(chǎn)品。若有必要使光路長(zhǎng)度變長(zhǎng)，則接通分份取樣單元補(bǔ)充產(chǎn)品直到達(dá)到hmax高度。這樣，所述裝置允許在不完全將樣品從測(cè)量區(qū)排放的情況下重新調(diào)節(jié)光路長(zhǎng)度。在測(cè)量了產(chǎn)品的第一樣品的光譜特性并且設(shè)置了最佳光路長(zhǎng)度后，通過(guò)配量單元將第一樣品從光學(xué)室排出，而光路長(zhǎng)度在整個(gè)樣品測(cè)量系列期間保持相同。當(dāng)光學(xué)室中的產(chǎn)品高度低于hmin時(shí)，高度指示單元發(fā)出排放了第一被測(cè)樣品份的信號(hào)。
之后，將被測(cè)產(chǎn)品的第二份樣品裝載在光學(xué)室中。將樣品裝載到達(dá)hmax水平。之后測(cè)量該第二樣品的光譜特性，然后將該樣品從光學(xué)室排出，直到高度低于hmin，這確保徹底更新測(cè)量區(qū)中的被分析產(chǎn)品的樣品。然后對(duì)裝載周期、樣品光譜特性測(cè)量和排放重復(fù)進(jìn)行幾次，通常為10至20次。在測(cè)量周期完成后，通過(guò)在測(cè)量區(qū)關(guān)閉單元9處于打開位置時(shí)或當(dāng)樣品配量單元10在產(chǎn)品高度變得低于hmin之后的設(shè)定時(shí)間期間操作時(shí)分份取樣單元3的操作而從裝置完全排出產(chǎn)品。
由于測(cè)量區(qū)中的產(chǎn)品的均勻和可再現(xiàn)裝載以及根據(jù)測(cè)量區(qū)域中的產(chǎn)品的光學(xué)吸收調(diào)節(jié)光路長(zhǎng)度的可能性，因此所要求保護(hù)的發(fā)明確保了測(cè)量結(jié)果的高可靠性和可再現(xiàn)性。所要求保護(hù)的發(fā)明的區(qū)別特征在于，將被分析的樣品以相同體積的份輸送到測(cè)量區(qū)中，且順序裝載到測(cè)量區(qū)的水平部分的不同區(qū)域中，這提供了更均勻(具有恒定體積密度)且可再現(xiàn)的測(cè)量區(qū)填充。此外，不同元件的技術(shù)方案(葉輪的形狀、進(jìn)口孔和出口孔的放置、傳送帶上的葉片形狀、自動(dòng)閘板和擋板、測(cè)量區(qū)上方的放置)提供了具有最佳產(chǎn)品體積密度的樣品的更均勻和可再現(xiàn)的光學(xué)室填充。而且，光路長(zhǎng)度調(diào)節(jié)的可能性允許測(cè)量具有根本不同的光學(xué)特性的寬范圍內(nèi)的產(chǎn)品，而長(zhǎng)度的精細(xì)調(diào)節(jié)使得能夠分析光學(xué)參數(shù)在寬范圍的值中變化的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量松散產(chǎn)品的光譜特性的方法，其包括利用裝載裝置周期地將被測(cè)樣品輸送到測(cè)量區(qū)；在停止時(shí)記錄該樣品的光譜特性；接著將該樣品從測(cè)量區(qū)移除；其中按不少于兩份的份將樣品輸送到測(cè)量區(qū)中，以用于填充測(cè)量區(qū)；將相同體積的所述份交替放入測(cè)量區(qū)的水平部分的不同部分中，從而提供測(cè)量區(qū)內(nèi)的產(chǎn)品的均勻填充和恒定體積密度；并且其中提供了對(duì)測(cè)量區(qū)的光路長(zhǎng)度的再調(diào)節(jié)，以及在記錄期間根據(jù)被分析產(chǎn)品的光學(xué)特性對(duì)光譜特性的調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)被測(cè)樣品在被測(cè)光譜范圍內(nèi)的光學(xué)吸收值設(shè)定測(cè)量區(qū)的所述光路長(zhǎng)度，確保被分析樣品的光學(xué)密度值在用于最高精度測(cè)量的范圍內(nèi)。
3.一種用于測(cè)量松散產(chǎn)品的光譜特性的裝置，其包括裝料斗；進(jìn)口(接收部)孔；分份取樣單元；測(cè)量區(qū)；測(cè)量單元；用于關(guān)閉測(cè)量區(qū)的單元；出口(排放)孔；以及樣品抽屜；其中在所述分份取樣單元中引入這樣的裝置，其用于將產(chǎn)品連續(xù)均勻交替地裝載到測(cè)量區(qū)的水平部分的不同區(qū)域，從而確保順序填充不少于兩份的相同體積，并且所述測(cè)量區(qū)配備有用于測(cè)量光路長(zhǎng)度的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述分份取樣單元被制成葉輪，用于將產(chǎn)品均勻順序交替地填充到所述測(cè)量區(qū)的水平部分的不同區(qū)域的裝置被制成相對(duì)于垂直于輪軸線的平面交替傾斜的葉片，所述葉片的形狀由葉片將產(chǎn)品裝載于其上的測(cè)量區(qū)的水平部分的區(qū)域限定。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述分份取樣單元被制成傳送帶的形式，用于將產(chǎn)品均勻順序交替地填充到所述測(cè)量區(qū)的水平部分的不同區(qū)域的裝置被制成相對(duì)于所述帶的運(yùn)動(dòng)方向交替傾斜的葉片，所述葉片的形狀由葉片將產(chǎn)品裝載于其上的測(cè)量區(qū)的水平部分的區(qū)域限定。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述用于將產(chǎn)品均勻順序交替地填充到所述測(cè)量區(qū)的水平部分的不同區(qū)域的裝置允許在所述分份取樣單元和測(cè)量區(qū)之間放置一板，該板平行于光束方向并將連接所述樣品份裝載單元和所述測(cè)量區(qū)的通道分開。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述用于將產(chǎn)品均勻順序交替地填充到所述測(cè)量區(qū)的水平部分的不同區(qū)域的裝置設(shè)有制成轉(zhuǎn)動(dòng)輪形式的閘板，其在距轉(zhuǎn)動(dòng)軸線不同距離處設(shè)有孔，該閘板和所述分份取樣單元具有同一驅(qū)動(dòng)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述分份取樣單元被制成螺旋送料器的形式。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述測(cè)量區(qū)配備有根據(jù)被測(cè)產(chǎn)品樣品的光譜特性和體積密度測(cè)量光路長(zhǎng)度的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述用于測(cè)量測(cè)量區(qū)的光學(xué)長(zhǎng)度的裝置以測(cè)量區(qū)的前移動(dòng)壁、移動(dòng)壁驅(qū)動(dòng)單元和光學(xué)長(zhǎng)度控制傳感器的形式制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述用于測(cè)量測(cè)量區(qū)的光學(xué)長(zhǎng)度的裝置以一組具有不同光學(xué)長(zhǎng)度的可更換的光學(xué)室的形式制成，所述光學(xué)長(zhǎng)度從上側(cè)與樣品份裝載單元密切相關(guān)，從下側(cè)與測(cè)量區(qū)關(guān)閉單元密切相關(guān)。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述進(jìn)口(接收部)孔和出口(排放)孔相對(duì)于通過(guò)所述輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線延伸的垂直線向一旁偏移。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述測(cè)量區(qū)關(guān)閉單元以配量裝置的形式制成，這允許產(chǎn)品從測(cè)量區(qū)分份排放。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述配量裝置以葉輪的形式制成。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述配量裝置以螺旋送料器的形式制成。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述配量裝置以傳送帶的形式制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及分析儀器工程學(xué)，尤其是光譜學(xué)。本發(fā)明的用于測(cè)量松散產(chǎn)品的光譜特性的方法包括將產(chǎn)品分份供應(yīng)到測(cè)量區(qū)域中。為了充分填充所述測(cè)量區(qū)域，裝載若干份(至少兩份)并充分地交替放置在測(cè)量區(qū)域的水平部分的不同區(qū)域內(nèi)，從而提供測(cè)量區(qū)域中的產(chǎn)品的均勻分配和永久密度。然后，在停止時(shí)記錄樣品的光譜特性并將樣品從測(cè)量區(qū)域移除。本發(fā)明的用于測(cè)量松散產(chǎn)品的光譜特性的裝置包括進(jìn)料斗；進(jìn)口(接收部)孔；分批裝載單元，其設(shè)有用于將產(chǎn)品均勻交替地分配到測(cè)量區(qū)域的水平部分的不同區(qū)域中的裝置；測(cè)量單元；用于關(guān)閉測(cè)量區(qū)域的單元；出口(卸載)孔；以及排放斗。所述發(fā)明能夠在松散產(chǎn)品的光譜特征測(cè)量期間確保測(cè)量區(qū)域中的產(chǎn)品的高均勻性和永久密度。
文檔編號(hào)G01F11/00GK1906477SQ200480040464
公開日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2004年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月16日
發(fā)明者烏拉帝米爾·阿列克桑德羅維奇·祖布科夫, 烏拉帝米爾·安德烈耶維奇·迪莫費(fèi)夫, 阿列克桑德·瓦烈里耶維奇·沙姆賴 申請(qǐng)人:烏拉帝米爾·阿列克桑德羅維奇·祖布科夫, 烏拉帝米爾·安德烈耶維奇·迪莫費(fèi)夫, 阿列克桑德·瓦烈里耶維奇·沙姆賴