(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210670914.3 (22)申请日 2022.06.15 (71)申请人 中国天楹股份有限公司 地址 226000 江苏省南 通市海安县城黄海 大道 （西） 268号 申请人 上海智楹 机器人科技有限公司 　 江苏天楹环保能源成套设备有限公 司 (72)发明人 严圣军　刘德峰　梁安生　倪玮玮　 (74)专利代理 机构 南京钟山专利代理有限公司 32252 专利代理师 陆敏杰 (51)Int.Cl. G01N 21/359(2014.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种近红外光谱检测单光源双光路系统 (57)摘要 本发明公开了一种近红外光谱检测单光源 双光路系统， 涉及光电分选领域， 解决了现有技 术中照射方向的单一性， 无法解决因材料体积轮 廓导致的漫反射光谱强度均一性的问题。 包括光 源、 准直模块、 分光棱镜模块和近红外光谱检测 器； 光源光线通过准直模块准直后， 进入分光棱 镜模块， 分光棱镜模块包括光束分束镜和两对称 反射棱镜， 光束分束镜用于将光束均等分为两 份， 对称反射棱镜控制两束光呈对称性射出， 并 照射到同点待测材料表面上； 红外光谱检测器通 过检测材料漫反射吸收光谱来获取近红外吸收 光谱信息。 在确保光路体积紧凑及不改变光源体 积及不增加能耗前提下， 达到了提高光源照射强 度及照射均匀性的效果。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115046960 A 2022.09.13 CN 115046960 A 1.一种近红外光谱检测单光源双光路系统， 其特征在于： 包括光源 （102） 、 准直模块 （1） 、 分光 棱镜模块 （2） 和近红外光谱检测器 （4） ； 所述光源 （102） 光线通过准直模块 （1） 准直后， 进入分光棱镜模块 （2） ， 分光棱镜模块 （2） 包括光束分束镜 （201） 和两对称反射棱镜 （202） ， 光束分束镜 （201） 用于将光束均等分为 两份， 对称反射 棱镜 （202） 控制两束光呈对称性 射出， 并照射到同点待测材 料表面上； 所述红外光谱检测器通过检测材 料漫反射吸 收光谱来获取近红外吸 收光谱信息 。 2.根据权利要求1所述的一种近红外光谱检测单光源双光路系统， 其特征在于： 所述准 直模块 （1） 依次包括球面反射镜 （101） 和准直透镜组， 光源 （102） 中心点位于球面反射镜 （101） 圆心处， 光源 （102） 光线经球面反射镜 （101） 反射后， 与反方向光线一同经过准直透镜 组得到准 直光束。 3.根据权利要求2所述的一种近红外光谱检测单光源双光路系统， 其特征在于： 所述准 直透镜组包括多个透 镜， 透镜为菲涅尔透 镜、 凸透镜、 凹透镜或柱透 镜中的一种或多种。 4.根据权利要求2或3所述的一种近红外光谱检测单光源双光路系统， 其特征在于： 所 述准直透镜组依次包括第一固定透镜 （103） 及第二可移动透镜 （104）， 第二可移动透镜 （104） 可沿光轴移动以调准 直。 5.根据权利要求1所述的一种近红外光谱检测单光源双光路系统， 其特征在于： 所述光 束分束镜 （201） 为反射式或折 射式分束镜， 将准 直光源 （102） 均等分为两份。 6.根据权利要求1所述的一种近红外光谱检测单光源双光路系统， 其特征在于： 所述近 红外光谱检测器 （4） 包括依次连接的光纤探头 （401） 、 光纤 （402） 和光谱探测器 （403） ， 光纤 探头 （401） 及光纤 （402） 随反射 光谱传输位置而调整。 7.根据权利要求6所述的一种近红外光谱检测单光源双光路系统， 其特征在于： 所述光 纤探头 （401） 置 于两光束对称轴之上。 8.根据权利要求1或6所述的一种近红外光谱检测单光源双光路系统， 其特征在于： 所 述分光棱镜模块 （2） 还包括转向反射棱镜， 转向反射棱镜用于改变近红外吸收光谱传播方 向， 来控制近红外光谱检测器 （4） 探测方向与双光束镜面反射 光方向不 一致。 9.根据权利要求1所述的一种近红外光谱检测单光源双光路系统， 其特征在于： 还包括 角度控制 装置 （3） ， 所述角度控制 装置 （3） 通过镜面反射或折射控制双光束的照射方向， 实 现多点检测。 10.根据权利要求9所述的一种近红外光谱检测单光源双光路系统， 其特征在于： 所述 角度控制装置 （3） 包括多边形旋转 棱镜， 通过控制多边形棱镜的旋转速度来控制扫描速度。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115046960 A 2一种近红外光谱检测单光源双光路系统 技术领域 [0001]本发明涉及光电分选领域， 特别涉及一种近红外光谱检测单光源双光路系统。 背景技术 [0002]近红外光谱检测可根据有机分子中含氢基团的差异性对不同种类物料成分的差 异性进行高效、 快速无损检测。 尤其是伴 随阵列检测器件技术的日趋成熟， 采用固定光路、 光栅分光、 阵列检测器构成的近红外光谱检测设备被广泛应用于食品、 烟草、 化工、 制药、 塑 料回收等工业分选领域。 [0003]由于近红外光谱通过检测材料漫反射吸收光谱来获取近红外吸收光谱信息， 进入 光谱仪光通量、 光源的光谱范围、 光照强度及角度、 所识别材料的颜色、 轮廓及体积对检测 效果都具有一定的影响。 工业分选要求具有高效迅速的分选效果， 因此需要近红外光谱检 测设备在极短的时间及较小的光通量下尽可能获取更多、 更准确的光谱信息。 目前最为直 接有效的方式为提高光源的光照强度及改善照射角度， 以便光谱检测设备获取更多的光 强。 [0004]以钨灯光源为例， 由于钨灯光源在近红外波段具有较强的连续光谱分布， 为近红 外光谱检测常用光源。 但是钨灯光源为体光源， 光源具有很强的发散性， 不利于光的汇聚与 准直， 要想进一步提高光源的光照 强度一般会增大光源数量或瓦数， 导致光源体积加大或 出现光源散热性较差 问题。 对于照射角度， 钨灯光源经汇 聚准直后可变为单一方向照射光 源， 但由于照射方向的单一性， 无法解决因材料体积轮廓导致的漫反射光谱强度均一性问 题。 发明内容 [0005]本发明的目的是提供一种近红外光谱检测单光源双光路系统， 在使用单光源照射 前提下， 通过引入分光棱镜模块， 将准直光束均等分为两份光束， 并使两光束 呈一定角度对 称照射在物体表面， 在确保光路体积 紧凑及不改变光源体积及不增加能耗前提下， 提高了 光源的照射强度及照射均匀性。 [0006]本发明的上述 技术目的是通过以下技 术方案得以实现的： 一种近红外光谱检测单光源双光路系统， 包括光源、 准直模块、 分光棱镜模块和近 红外光谱检测器； 所述光源光线通过准直模块准直后， 进入分光棱镜模块， 分光棱镜模块包括光束 分束镜和两对称反射棱镜， 光束分束镜用于将光束均等分为两份， 对称反射棱镜控制 两束 光呈对称性 射出， 并照射到同点待测材 料表面上； 所述红外光谱检测器通过检测材 料漫反射吸 收光谱来获取近红外吸 收光谱信息 。 [0007]更进一步地， 所述准直模块依次包括球面反射镜和准直透镜组， 光源中心点位于 球面反射镜圆心处， 光源光线经球面反射镜反射后， 与反方向光线一同经过准直透镜组得 到准直光束。说　明　书 1/4 页 3 CN 115046960 A 3