現(xiàn)場(chǎng)光譜儀器的研制及應(yīng)用研究.pdf

1、近年來(lái)，由于CCD陣列探測(cè)器技術(shù)、光纖技術(shù)、光柵技術(shù)的發(fā)展和成熟，光譜儀器的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了巨大的變化，形成了光源、攝譜單元及采樣單元相互分離的結(jié)構(gòu)形式，從而使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加靈活。同傳統(tǒng)光譜技術(shù)相比，這種高精密度的結(jié)構(gòu)直接決定了其具有新的應(yīng)用對(duì)象與技術(shù)特征，更能適應(yīng)不同領(lǐng)域的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)空間形式上的多樣性和生產(chǎn)工藝條件的多變性。因此，這種現(xiàn)代光譜技術(shù)也通常被稱(chēng)為現(xiàn)場(chǎng)光譜技術(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)光譜技術(shù)已廣泛應(yīng)用于化工、制藥、輕工、半導(dǎo)體等工業(yè)部門(mén)的過(guò)程監(jiān)測(cè)、化

2、學(xué)分析、色度和照明控制，環(huán)境保護(hù)，防偽和安全保證系統(tǒng)，以及軍事部門(mén)等等。本文以自行研制的光纖光譜儀和牛奶分析儀為工作基礎(chǔ)，進(jìn)一步對(duì)光纖光譜儀和牛奶分析儀的應(yīng)用進(jìn)行研究，建立了多種現(xiàn)場(chǎng)光譜分析方法并將其應(yīng)用于色度分析、食品品質(zhì)鑒定等多個(gè)領(lǐng)域的復(fù)雜樣品的現(xiàn)場(chǎng)、原位、在線分析檢測(cè)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在商品化721型分光光度計(jì)的基礎(chǔ)上，以光纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)吸收池，通過(guò)對(duì)光路的改進(jìn)研制了光纖光譜儀；對(duì)其參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化表征后，將其用于紙張、

3、蜜桔等固體樣品表面的分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該儀器性能穩(wěn)定，可對(duì)紙張、水果等固體樣品表面進(jìn)行分析。將改進(jìn)后的儀器對(duì)南豐蜜桔進(jìn)行分析時(shí)，不同等級(jí)南豐蜜桔的消光信號(hào)表現(xiàn)出顯著的差異，表明該儀器有望用于非侵入性、現(xiàn)場(chǎng)、快速區(qū)分南豐蜜桔的等級(jí)，并為其他蔬果的無(wú)損、現(xiàn)場(chǎng)和快速分級(jí)提供新思路和新方法。⑵自行研制了牛奶分析儀并提出了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的食品安全檢測(cè)與監(jiān)控技術(shù)。以自行研制的手持式消光光度計(jì)為基礎(chǔ)，根據(jù)牛奶溶液的特點(diǎn)，篩選出高強(qiáng)度發(fā)光二極管(LE

4、D)作為光源、設(shè)計(jì)了垂直光路系統(tǒng)的特種吸收池、采用能夠?qū)⒐庑盘?hào)直接轉(zhuǎn)換為頻率數(shù)字信號(hào)輸出的檢測(cè)器，以避免復(fù)雜的樣品預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)牛奶樣品的現(xiàn)場(chǎng)分析。另外，通過(guò)內(nèi)置聯(lián)網(wǎng)模塊，該分析儀能夠與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行無(wú)縫連接，對(duì)牛奶等食品安全進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。質(zhì)量檢測(cè)部門(mén)可利用牛奶分析儀對(duì)不同批次的牛奶進(jìn)行測(cè)定，建立牛奶品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)；用戶對(duì)所購(gòu)牛奶進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并以牛奶包裝上的條形碼為索引，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，將所測(cè)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以甄別牛奶品質(zhì)