一种基于近红外光谱分析技术的水分检测仪的制作方法

1.本实用新型涉及水分检测仪技术领域，具体是一种基于近红外光谱分析技术的水分检测仪。


背景技术：

2.近红外光是指波长在780-2500nm之间的电磁波。各种电磁波都具有一定的能量，各种物质对电磁波能量有选择性吸收的能力，换句话说，一种分子只能吸收某种或某几种波长的电磁波，而对其他波长的电磁波则不吸收。
3.近红外光谱水分仪就是根据水分子对某些波长的近红外光吸收特别强烈的原理工作的。研究表明，水在近红外汉域内有三个特征吸收蜂，即1430nm，1940nm和2950nm，水分子对1430nm附近的和1940nm附近的近红外光吸收非常强烈，如果用这两个波长的近红外光照射被测物质，就可以通过测量透射光或反射光的衰减程度来测量物质的水分。
4.现有技术中的近红外光谱水分仪的检测结果无法及时通过平台进行数据分析并发送给相应的操作人员，操作人员无法实时在线获取待测样品的水分值，影响了操作人员对待测产品的及时处理能力。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种基于近红外光谱分析技术的水分检测仪，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种基于近红外光谱分析技术的水分检测仪，包括设于样品管道处对样品进行水分检测的水分在线检测仪以及远程控制端，所述水分在线检测仪包括壳体和安装于壳体中的探头组件、分光模块、微型工控机、通讯模块和显示模块；所述探头组件通过光纤与所述分光模块及光源模块连接，所述分光模块与所述微型工控机电性连接，其中：
8.探头组件，用于将光照射于被测样品上，接收被测物体的反射光或透射光，将该反射光和透射光光信号发送给分光模块；
9.分光模块，用于接收探头组件发送的光信号，对该光信号分光后色散形成光谱，将该光谱发送给微型工控机；
10.微型工控机，用于接收分光模块发送的光谱数据，通过预测模型计算被测样品中的水分含量；
11.所述微型工控机通过通讯模块与所述远程控制端通信连接，所述通讯模块设有多个通信接口。
12.作为本实用新型进一步的方案：所述检测仪的波长观测范围为900-1700nm，分光模块所采集的光谱发送给微型工控机，由微型工控机依据谱线的吸收程度计算被测样品中的水分含量。
13.作为本实用新型进一步的方案：所述通讯模块设置的通信接口包括4-20ma接口和
modbus接口。
14.作为本实用新型再进一步的方案：所述检测仪设置的通信接口还包括有网线接口。
15.作为本实用新型再进一步的方案：所述壳体中还设有显示模块，所述显示模块为安装于壳体上的显示屏，所述显示屏与所述微型工控机电性连接。
16.作为本实用新型再进一步的方案：所述壳体的内部还设有电源模块，所述电源模块与光源、分光模块、微型工控机、通讯模块以及显示模块电性连接。
17.作为本实用新型再进一步的方案：所述壳体上还设有接口部件，所述接口部件包括有供电端口和电源开关，所述供电端口和电源开关与所述电源模块电性连接。
18.作为本实用新型再进一步的方案：所述探头组件为安装于壳体上的光纤探头，根据实际使用需要，光纤探头与壳体可采用分体设计，光纤探头与壳体的连接处接头处采用气密性高的光纤接头，避免易爆气体进入壳体内。
19.作为本实用新型再进一步的方案：所述光纤探头为流通池探头或浸入式探头。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型在样品管道处设置水分在线检测仪，该水分在线检测仪包括壳体和安装于壳体中的探头组件、分光模块、光源模块、微型工控机、通讯模块和显示模块，实时检测样品的水分值，现场实时显示水分值，方便现场人员实时检测水分值，并将该水分值通过多种信号传输方式发送给远程控制端，协助操作人员实时掌握待测样品的水分检测情况，从而能对待测样品进行及时处理，提高了样品水分检测的效率，检测仪采用防爆设计，可以放置在产线现场。
附图说明
21.图1为基于近红外光谱分析技术的水分检测仪的结构框图。
22.图2为基于近红外光谱分析技术的水分检测仪中壳体的结构示意图。
23.图中：1-壳体、2-显示屏、3-接口部件、301-modbus接口、302-4-20ma接口、303-调试端口、304-供电端口、305电源开关、4-光纤探头、5-远程控制端。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.另外，本实用新型中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
26.请参阅图1-2，本实用新型实施例中，一种基于近红外光谱分析技术的水分检测仪，包括设于样品管道处对样品进行水分检测的水分在线检测仪以及远程控制端5，所述水分在线检测仪包括壳体1和安装于壳体1中的探头组件、分光模块、微型工控机、通讯模块和显示模块；所述探头组件通过光纤与所述分光模块连接，所述分光模块与所述微型工控机
电性连接，其中：
27.探头组件，用于将光源模块发射的宽谱光线照射于被测样品上，接收被测物体的反射光或透射光，将该反射光和透射光光信号通过光纤发送给分光模块；
28.分光模块，用于接收探头组件发送的光信号，对该光信号分光后色散形成光谱，将该光谱发送给微型工控机；
29.微型工控机，用于接收分光模块发送的光谱信号，分析该光谱信号的吸收程度，并依据预测模型计算被测样品中的水分含量。
30.需要说明的是，所述光源模块发射的为宽谱光，涵盖可见光与近红外光；分光模块所观测的波长范围为900-1700nm，即为近红外光，并将此波段的光谱数据发送发送给微型工控机，由微型工控机依据预测模型计算被测样品中的水分含量。
31.在本实用新型实施例中，所述微型工控机通过通讯模块与所述远程控制端5通信连接，所述通讯模块设有多个通信接口，优选的，在本实用新型实施例中，所述通讯模块设置的通信接口包括4-20ma接口302和modbus接口301；
32.可以理解的是，在本实用新型实施例中，所述壳体1中还设有与探头组件连接的光源，用于为探头组件提供光信号；
33.进一步的，在本实用新型实施例中，所述壳体1中还设有显示模块，所述显示模块为安装于壳体1上的显示屏2，所述显示屏2与所述微型工控机电性连接，微型工控机计算得到被测样品中的水分含量后，由显示屏进行现场显示；
34.当然，为了确保水分在线检测仪正常使用，所述壳体1的内部还设有电源模块，所述电源模块与光源、分光模块、微型工控机、通讯模块以及显示模块电性连接，为上述部件进行供电，电源模块可以为蓄电池结构或电源适配器结构；
35.在本实用新型又一实施例中，所述壳体1上还设有接口部件3，所述接口部件3包括有供电端口304和电源开关305，所述供电端口304和电源开关305与所述电源模块电性连接，用于连接电源模块并对其供电以及控制电源模块的启停；
36.所述接口部件3还包括有调试端口303，所述调试端口303为网线端口，与所述微型工控机电性连接，调试端口303作为水分在线检测仪调试运行时的连接端口，即远程控制端可通过网线接口对工控机进行远程控制，以实现数据传输和检测仪参数设置，所述远程控制端包括电脑、手机等。。
37.在本实用新型又一实施例中，所述探头组件为安装于壳体1上的光纤探头4，根据实际使用需要，光纤探头4与壳体1可采用分体设计，光纤探头4与壳体1的连接处接头处采用气密性高的光纤接头，避免易爆气体进入壳体1内；
38.进一步的，所述光纤探头4为流通池探头或浸入式探头，流通池探头便于维护，在不需要产线停止运行的条件下实现器件更换，但流通池两侧均有光纤，占用空间略大，浸入式探头在现有管道基础上开窗改造即可，单侧有光纤，节省空间，但需要在产线停止运行的时间窗口内更换探头，两种探头的选用应根据实际生产需要。
39.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含
义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
40.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。