(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210946522.5 (22)申请日 2022.08.09 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115060686 A (43)申请公布日 2022.09.16 (73)专利权人 农业农村 部环境保护科研监测所 地址 300191 天津市南 开区复康路31号 (72)发明人 赵润　杨增军　张克强　杨仁杰　 (74)专利代理 机构 天津盛理知识产权代理有限 公司 12209 专利代理师 赵瑶瑶 (51)Int.Cl. G01N 21/359(2014.01) G01N 21/3577(2014.01) G01N 21/01(2006.01)(56)对比文件 CN 103792216 A,2014.0 5.14 审查员 蒋栗 (54)发明名称 基于近红外光谱的粪液氮磷含量现场快检 装置 (57)摘要 本发明涉及一种基于近红外光谱的粪液氮 磷含量现场快检装置， 包括箱体， 所述箱体上安 装有箱板， 箱体一侧铰装有箱盖， 且箱体内一侧 为检测部， 检测部内设置检测组件和传感器组； 箱体内另一侧为控制部， 控制部内设置控制组 件； 所述箱 体内还设置有温度调节组件以及气体 循环组件， 所述检测组件、 温度调节组件、 气体循 环组件均与控制组件电连， 实现现场精准检测。 本发明利用检测组件， 实现360 °无死角采集样品 光谱信息， 在温度调节组件、 气体循环组件的辅 助下减小检测环境温度、 湿度及干扰气体的影 响， 保障光谱信号检测精准稳定， 从而解决实验 室常规化学测定时效性差、 准确度低、 稳定性弱 等技术瓶颈， 还解决了 现场检测受粪液处理环境 影响的难题。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 115060686 B 2022.11.01 CN 115060686 B 1.一种基于近红外光谱的粪液氮磷含量现场快检装置， 包括箱体、 箱板以及箱盖， 所述 箱体的上端为箱口， 在该箱口处安装有箱板， 箱体一侧铰装有箱盖， 其特征在于： 所述箱体 内一侧通过围板围合形成一个独立的检测部， 在该检测部内设置有检测组件以及传感器 组； 所述箱体内另一侧为控制部， 在该控制部内设置有控制组件； 所述箱体内还设置有温度 调节组件、 气体循环组件， 所述检测组件、 温度调节组件、 气体循环组件以及传感器组均与 控制组件电连， 所述控制组件接收检测组件反馈的红外光谱信号， 通过红外光谱信号特征 分析出粪液样品内的氮磷含量， 所述控制组件接 收传感器组的信号， 根据信号值启动 温度 调节组件及气体循环组件， 保持检测部的检测环境稳定， 为检测组件提供一个恒温无干扰 的检测环境； 其中， 所述传感器组包括氨气浓度传感器、 温度传感器以及湿度传感器， 所述温度传感 器用于监测检测部内的温度， 给控制组件传递温度信号， 湿度传感器用于监测检测部内的 湿度， 给控制组件传递湿度信号， 所述氨气浓度传感器用于监测检测部内的氨气含量， 给控 制组件传递氨气含量信号。 2.根据权利要求1所述的基于近红外光谱的粪液氮磷含量现场快检装置， 其特征在于： 所述检测组件包括光谱采集机构以及中空旋转机构， 光谱采集机构的积分球的样品口上部 设置中空旋转机构， 中空旋转机构同轴嵌装样品杯嵌装架， 样品杯嵌装架内同轴安装样品 杯， 在样品杯嵌装架上安装红外温度传感器实时监测样品杯 内样品的检测温度， 在中空旋 转机构的安装架上或者积分球的外侧 安装振动传感器， 实时监测、 减小检测样品振动对检 测结果的影响。 3.根据权利要求2所述的基于近红外光谱的粪液氮磷含量现场快检装置， 其特征在于： 所述光谱采集机构包括光谱仪以及积分球， 积分球安装在检测部一侧， 光谱仪安装在检测 部另一侧， 积分球通过光纤与光谱仪连接； 所述积分球顶端制有样品口； 所述中空旋转机构 包括安装架， 所述安装架安装在箱板下表面， 其下端与积分球同轴插装， 所述安装架内安装 有中空电动转台， 所述中空电动转台的中部为中空部， 在该中空部内同轴安装有样品杯嵌 装架， 对应样品杯嵌装架位置的箱板制有通 孔， 样品杯嵌装架上部贯 穿通孔。 4.根据权利要求1所述的基于近红外光谱的粪液氮磷含量现场快检装置， 其特征在于： 所述温度调节组件包括CPU处理器包裹箱体、 电子制冷片和气体循环泵， CPU处理器包裹箱 体用于收集CPU处理器散发的热量， CPU处理器包裹箱体设置出气口， 所述气体循环泵进气 口和出气口均设置有三通阀， 所述气体循环泵的进气口包括第一进气口和第二进气口， 气 体循环泵的出气口包括第一出气口和第二出气口， CPU处理器包裹箱体出气口通过管道一 连通连接气体循环泵第一进气口， 气体循环泵的第一出气口通过管道二连接到检测部内； 电子制冷片设置在靠近控制部一侧的围板上， 电子制冷片的A 面为热面位于控制部内， 电子 制冷片的B面为冷面位于检测部内； 所述气体循环组件由三效空气过滤器、 气体循环泵、 第 一循环管道以及第二循环管道组成， 所述气 体循环组件和温度调节组件共用一个气 体循环 泵， 在围板的一角设置一出气口， 该出气口通过第一循环管道连接气体循环泵的第二进气 口， 气体循环泵的第二出气口通过第二循环管道连通连接三效空气过滤器进气口， 三效空 气过滤器的出气口连通至检测部内。 5.根据权利要求4所述的基于近红外光谱的粪液氮磷含量现场快检装置， 其特征在于： 所述三效空气过滤器包括两端 带有通孔的中空玻璃圆柱形壳体， 圆柱形壳体两端设有橡胶权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115060686 B 2密封塞， 在箱板上制有一个卡槽， 卡槽两侧对应制成圆孔， 卡槽上铰装有槽盖， 其中一侧圆 孔同轴设置进气管端部， 圆孔内嵌环形密封塞。 6.根据权利要求5所述的基于近红外光谱的粪液氮磷含量现场快检装置， 其特征在于： 所述中空玻璃圆柱形壳体内依次填充有酸性气 体吸附颗粒、 中性气 体吸附颗粒以及碱性气 体吸附颗粒。 7.根据权利要求1所述的基于近红外光谱的粪液氮磷含量现场快检装置， 其特征在于： 所述控制组件包括CPU处理器、 显卡以及电源； 所述箱盖内还设置有显示器， 控制部内还设 置有键盘、 USB接口以及排风扇； 所述显卡、 电源、 显示器、 键盘、 USB接口以及排风扇均与处 理器电连， 且所述键盘以及USB接口贯穿箱板设置， 排风扇给显卡和电源散热， 对应排风扇 位置的箱板上设置有多个排风孔； 所述CPU处理器通过接收到检测组件的各个模块传输的 数据进行处理得到对 未知粪液样品中的总氮、 总磷含量的快速准确测定， 并通过显示器， 实 时监控检测情况。 8.根据权利要求3所述的基于近红外光谱的粪液氮磷含量现场快检装置， 其特征在于： 所述安装架包括限位插槽以及U 型槽， 所述限位插槽为上下贯通的中空长方体结构， 所述限 位插槽顶端同轴固装有U型槽， 所述U型槽的槽底通过螺栓安装中空电动转台， 实现中空电 动转台的中空部与积分球顶端的样品口同轴设置， 所述U型槽的两侧槽壁顶端均向槽外侧 垂直制出翼板， 该翼板与围板顶端平齐， 在U型槽的槽壁外侧上还设置有加强筋。 9.根据权利要求2所述的基于近红外光谱的粪液氮磷含量现场快检装置， 其特征在于： 所述样品杯嵌装架包括插入管以及限位架， 所述插入管为一上下贯通的中空管， 所述插入 管与中空电动转台的中空部相适配， 所述插入管顶端同轴固装有限位架， 所述限位架由两 层中空圆盘通过连接柱同轴固装形成， 且中空圆盘的中空处为中空部， 该中空部与插入管 的中空部同轴形成样品杯嵌装槽， 所述限位架位于箱板上表面。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115060686 B 3