基于微型近紅外光譜儀的產(chǎn)品在線檢測系統(tǒng)及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及過程分析及控制儀器領(lǐng)域，尤其涉及一種在線近紅外光譜儀及使用該 光譜儀的基于微型近紅外光譜儀的產(chǎn)品在線檢測系統(tǒng)，以及使用基于微型近紅外光譜儀的 產(chǎn)品在線檢測系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在工業(yè)生產(chǎn)中，傳統(tǒng)化學(xué)檢測方法可以實現(xiàn)固體產(chǎn)品質(zhì)量檢測，其是在生產(chǎn)線下 離線檢測。傳統(tǒng)化學(xué)檢測周期長，檢測結(jié)果不能實時指導(dǎo)生產(chǎn)實踐，具有一定的滯后性，無 法實時監(jiān)控生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量。
[0003] 隨著化學(xué)計量學(xué)和計算機技術(shù)的發(fā)展，近紅外光譜分析技術(shù)憑借其無損、快速、操 作簡單、重現(xiàn)性好等優(yōu)點得到了迅速發(fā)展。近紅外光譜分析技術(shù)已成為一門獨立的分析技 術(shù)。
[0004] 二十世紀(jì)九十年代起，工業(yè)生產(chǎn)中陸續(xù)出現(xiàn)了許多近紅外光譜在線分析系統(tǒng)，其 能夠檢測在線產(chǎn)品的質(zhì)量，但也具有以下不足： (1) 在線近紅外光譜儀價格偏高，提高了基于微型近紅外光譜儀的產(chǎn)品在線檢測系統(tǒng) 的整體成本； (2) 在線近紅外光譜儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而固體產(chǎn)品生產(chǎn)線安裝空間狹小，不利于在線近紅外 光譜儀推廣應(yīng)用； (3) 基于微型近紅外光譜儀的產(chǎn)品在線檢測系統(tǒng)沒有配置工作狀態(tài)監(jiān)控模塊，無法實 時監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對上述技術(shù)問題，提供一種基于微型近紅外光譜儀的產(chǎn)品在線 檢測系統(tǒng)及檢測方法，其可以穩(wěn)定、快捷的在線檢測固體產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)了基于微型近紅外 光譜儀的產(chǎn)品在線檢測系統(tǒng)的實時監(jiān)控，降低固體產(chǎn)品質(zhì)量分析的成本。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案： 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種在線近紅外光譜儀，包括主體，光譜儀，激光器， 激光器驅(qū)動，攝像頭，鍍金片參考板，步進(jìn)電機及步進(jìn)電機驅(qū)動。
[0007] 其中，步進(jìn)電機固定在主體的端面上，其輸出軸與連接板連接，鍍金片參考板的中 部固定在連接板上;主體的中部設(shè)置有中心槽，中心槽的兩側(cè)設(shè)置有攝像頭、光譜儀;主體 的兩側(cè)設(shè)置有滑軌，連接塊安裝在滑軌上;鍍金片參考板的兩端固定在滑軌上的連接塊上； 激光器安裝在光譜儀所在一側(cè)主體的下部。
[0008] 進(jìn)一步地，所述的鍍金片參考板的基體為鋼材，其厚度為2mm。
[0009] 進(jìn)一步地，所述的光譜儀為JDSU Micro NIR 1700微型近紅外光譜儀。
[0010] 進(jìn)一步地，所述中心槽的兩側(cè)設(shè)置有攝像頭安裝孔，光譜儀安裝孔;攝像頭安裝孔 為圓形孔;光譜儀安裝孔由圓形孔與長槽孔組成。
[0011] 進(jìn)一步地，所述的攝像頭安裝孔的周邊局部設(shè)置三件攝像頭光源，所述的光譜儀 安裝孔的周邊設(shè)置有兩件光譜儀備用光源。
[0012] 進(jìn)一步地，所述的攝像頭光源為LED燈，其相互并聯(lián)連接;所述的光譜儀備用光源 為鹵鎢燈，其相互并聯(lián)連接。
[0013] -種基于微型近紅外光譜儀的產(chǎn)品在線檢測系統(tǒng)，包括本申請中的在線近紅外光 譜儀，電源，內(nèi)部電腦，外部電腦及軟件模塊。
[0014] 其中，電源與內(nèi)部電腦，激光器驅(qū)動，步進(jìn)電機驅(qū)動連接;激光器一端與激光驅(qū)動 器連接，其另一端與內(nèi)部電腦連接;步進(jìn)電機一端與步進(jìn)電機驅(qū)動器連接，其另一端與內(nèi)部 電腦連接；內(nèi)部電腦與光譜儀、攝像頭、攝像頭光源、光譜儀備用光源連接，內(nèi)部電腦與外部 電腦網(wǎng)絡(luò)連接。
[0015] 進(jìn)一步地，所述的內(nèi)部電腦為Windows CE電腦;所述的內(nèi)部電腦與光譜儀通過USB 口連接。
[0016] 進(jìn)一步地，所述的軟件模塊部分包括儀器控制部分，數(shù)據(jù)分析部分，數(shù)據(jù)庫管理部 分，數(shù)據(jù)顯示部分，儀器工作狀態(tài)監(jiān)控部分。
[0017] -種使用上述基于微型近紅外光譜儀的產(chǎn)品在線檢測系統(tǒng)的檢測方法，包括以下 步驟： S1，接通電源，打開外部電腦上的基于微型近紅外光譜儀的產(chǎn)品在線檢測系統(tǒng)，進(jìn)行設(shè) 備自檢、儀器設(shè)置、光譜保存設(shè)置、報警參數(shù)設(shè)置、修改配料信息設(shè)置； S2，啟動光譜采集，在線近紅外光譜儀自動采集暗電流和背景； S3,待暗電流和背景采集完畢后，自動進(jìn)行樣品光譜的采集和預(yù)測工作。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下： 本發(fā)明提供的在線近紅外光譜儀應(yīng)用于基于微型近紅外光譜儀的產(chǎn)品在線檢測系統(tǒng)， 穩(wěn)定、快捷地在線檢測固體產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)了基于微型近紅外光譜儀的產(chǎn)品在線檢測系統(tǒng) 的實時監(jiān)控，降低固體產(chǎn)品質(zhì)量分析的成本;大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量檢測速度，實現(xiàn)了樣品批 批檢測，并降低了檢測人員工作量;將質(zhì)量控制步驟由生產(chǎn)后檢測提前到生產(chǎn)中檢測，降低 產(chǎn)品不合格率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，減少生產(chǎn)成本的投入;檢測結(jié)果可實時反饋到控制系統(tǒng)，指 導(dǎo)生產(chǎn)，通過調(diào)控機制保證產(chǎn)品質(zhì)量。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明之在線近紅外光譜儀結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1不含鍍金片參考板的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是一種基于微型近紅外光譜儀的產(chǎn)品在線檢測系統(tǒng)部件連接示意圖； 圖4是基于微型近紅外光譜儀的產(chǎn)品在線檢測系統(tǒng)應(yīng)用實施例示意圖。
[0020] 附圖標(biāo)記：1.步進(jìn)電機;2.滑軌;3.連接板;4.鍍金片參考板;5.連接塊;6.攝像頭； 7.攝像頭光源;8.模擬激光束;9.光譜儀備用電源；10.光譜儀安裝孔;11.激光器;12.主體； 13.光譜儀;14.中心槽;15.攝像頭安裝孔。
【具體實施方式】
[0021] 以下將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的各種實施例。在各個附圖中，相同的元件 采用相同或類似的附圖標(biāo)記來表示。為了清楚起見，附圖中的各個部分沒有按比例繪制。
[0022] 圖1 -2是本申請中的在線近紅外光譜儀結(jié)構(gòu)示意圖，其包括主體12，光譜儀13，激 光器11，激光器驅(qū)動，攝像頭6，鍍金片參考板4，步進(jìn)電機1及步進(jìn)電機驅(qū)動。
[0023] 其中，步進(jìn)電機1固定在主體12的端面上，其輸出軸與連接板3連接，鍍金片參考板 4的中部固定在連接板3上;鍍金片參考板4的基體為鋼材，其厚度為2mm，其能夠滿足在線設(shè) 備對空間的要求，而且具有較強的硬度，適合機械組裝。
[0024] 主體12的中部設(shè)置有中心槽14，中心槽14的兩側(cè)設(shè)置有攝像頭安裝孔15、光譜儀 安裝孔10,攝像頭6、光譜儀13分別安裝在攝像頭安裝孔15、光譜儀安裝孔10內(nèi)；所述的光譜 儀13為JDSU Micro NIR 1700微型近紅外光譜儀。
[0025] 主體12的兩側(cè)設(shè)置有滑軌2,連接塊5安裝在滑軌2上;鍍金片參考板4的兩端固定 在滑軌2上的連接塊5上;在步進(jìn)電機1的驅(qū)動下，鍍金片參考板4可沿滑軌2前后移動。
[0026] 所述中心槽14的兩側(cè)設(shè)置有攝像頭安裝孔15,光譜儀安裝孔10;其中，攝像頭安裝 孔15為圓形孔;光譜儀安裝孔10由圓形孔與長槽孔組成。
[0027]激光器11安裝在光譜儀13所在一側(cè)主體12的下部，圖2所示，激光器11發(fā)出的模擬 激光束8可從光譜儀安裝孔10上的長槽孔穿過。
[0028]所述的攝像頭安裝孔15的周邊局部設(shè)置三件攝像頭光源7,攝像頭光源7為LED燈， 其相互并聯(lián)連接，以適應(yīng)生產(chǎn)線全密閉不透光的生產(chǎn)環(huán)境;所述的光譜儀安裝孔10的周邊 設(shè)置有兩件光譜儀備用光源9,光譜儀備用光源9為鹵鎢燈，其相互并聯(lián)連接，以降低光譜儀 13光源的故障頻次，提高光譜儀13的使用壽命。
[0029] -種基于微型近紅外光譜儀的產(chǎn)品在線檢測系統(tǒng)，包括上述的在線近紅外光譜 儀，電源，內(nèi)部電腦，外部電腦及軟件模塊;圖3是一種基于微型近紅外光譜儀的產(chǎn)品在線檢 測系統(tǒng)部件連接示意圖。
[0030] 其中，電源與內(nèi)部電腦，激光器驅(qū)動，步進(jìn)電機驅(qū)動連接;激光器11 一端與激光驅(qū) 動器連接，其另一端與內(nèi)部電腦連接;步進(jìn)電機1 一端與步進(jìn)電機驅(qū)動器連接，其另一端與 內(nèi)部電腦連接；內(nèi)部電腦與光譜儀13、攝像頭6、攝像頭光源7、光譜儀備用光源9連接，內(nèi)部 電腦與外部電腦網(wǎng)絡(luò)連接。
[0031] 所述的內(nèi)部電腦為Windows CE電腦;所述的內(nèi)部電腦與光譜儀13通過USB口連接， 實現(xiàn)通訊連接。
[0032]所述的軟件模塊部分包括儀器控制部分，數(shù)據(jù)分析部分，數(shù)據(jù)庫管理部分，數(shù)據(jù)顯 不部分，儀器工作狀態(tài)監(jiān)控部分。
[0033] 儀器控制部分包括儀器設(shè)置、文件路徑設(shè)置及儀器控制快捷鍵。該部分主要功能 是調(diào)整儀器在最合適的工作狀態(tài)下采集到質(zhì)量最好的光譜圖。合適的工作狀態(tài)獲取是通過 調(diào)整采樣積分時間、掃描次數(shù)、采樣間隔等參數(shù)實現(xiàn)。
[0034] 數(shù)據(jù)分析部分主要包含以下功能： (一) 讀取外部化學(xué)計量學(xué)軟件建立的模型文件，對其中的參數(shù)進(jìn)行解讀，用于分析； (二) 實時將掃描到的光譜文件根據(jù)模型中的參數(shù)進(jìn)行計算，得出相關(guān)指標(biāo)的結(jié)果。 [0035]數(shù)據(jù)庫管理部分包括光譜文件與模型文件的管理，用戶可以根據(jù)操作者、掃描時 間、掃描樣品查詢到光