原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種可利用光譜分析手段進行原漿酒酒品檢測，檢測效率較高并且檢測效果較為準(zhǔn)確，降低工作成本且避免人體傷害的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)。包括樣品池、激發(fā)光源、主光路裝置和成像檢測裝置，樣品池用于放置原漿酒，主光路裝置的輸入端和輸出端分別與激發(fā)光源的輸出端和成像檢測裝置的輸入端相連，主光路裝置用于將激發(fā)光源發(fā)出的光集中在樣品池中的原漿酒、并用于接收樣品池中原漿酒被激發(fā)散射出的拉曼光譜，成像檢測裝置接收主光路裝置傳入的拉曼光譜、并通過檢測拉曼光譜對原漿酒品質(zhì)分級。
【專利說明】原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種原漿酒分級裝置，尤其涉及一種原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，中國傳統(tǒng)白酒釀造歷史悠久，酒文化源遠流長，生產(chǎn)工藝精湛，釀造技藝博大精深，產(chǎn)品風(fēng)格獨特，在世界酒林中獨樹一幟。我國的白酒釀造行業(yè)以特制酒曲為糖化發(fā)酵劑、固態(tài)發(fā)酵、甄桶蒸餾為特征，作為食品行業(yè)的支柱性產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟發(fā)展中具有舉足輕重的地位，并成為國家財政稅收的重要來源之一。但是，傳統(tǒng)的白酒釀造行業(yè)受到地域、氣候、資源等環(huán)境的影響，生產(chǎn)間歇大，機械化程度低，勞動密集度高。當(dāng)下，白酒釀造行業(yè)在傳承古老釀造工藝的前提下，正有序加強發(fā)酵原理、操作工藝、釀造設(shè)備的研究，在五糧液、茅臺等行業(yè)龍頭企業(yè)的牽引下，全行業(yè)邁步走上了新型工業(yè)化發(fā)展道路。
[0003]目前，釀酒行業(yè)的生產(chǎn)工藝還是依靠傳統(tǒng)手段，由于蒸酒環(huán)節(jié)中需要量質(zhì)摘酒，這個步驟的主要特點是要區(qū)分蒸餾出來的原漿酒的成分差別，判斷區(qū)分酒的品質(zhì)，目前某酒廠的原漿酒出酒過程分為酒頭、一級酒、二級酒、酒尾四個階段，其中酒頭和酒尾是不符合后續(xù)工藝要求的酒，一級酒品級最高，二級酒品級較低，一級酒的價格是二級酒的十倍以上。
[0004]在大部分釀酒企業(yè)中，普遍采用人工嘗酒的方式來實時對原漿酒進行品質(zhì)分級，但是這種方法存在依賴工人經(jīng)驗、容易出錯、對人身體傷害大等特點。采用這種方法會導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，致使酒品降低等問題，給酒廠帶來重大經(jīng)濟損失。為解決此環(huán)節(jié)的問題，大型酒廠已經(jīng)開始在原漿酒成分分析等方面進行了大量的工作，目前已知的成分超過70種物質(zhì)，通過大量實驗與經(jīng)驗對比發(fā)現(xiàn)，乙醇和乙酸乙酯是原漿酒品質(zhì)的最主要的兩種標(biāo)志物質(zhì)。但是目前的分析手段都無法應(yīng)用在生產(chǎn)設(shè)備上進行在線檢測，無法實時對酒的品級進行區(qū)分。
[0005]檢測乙醇在混合溶液中濃度的方法有很多，傳統(tǒng)方法主要有密度瓶法、酒精計法、重鉻酸鉀比色法、莫爾氏鹽法；應(yīng)用傳統(tǒng)方法測定乙醇濃度具有一定的局限性，如使用重鉻酸鉀比色法需要對樣品進行預(yù)蒸餾，使用酒精計法需要按照乙醇濃度變化更換酒精計同時反應(yīng)速度比較慢，以上方法均不能滿足本項目要求。
[0006]隨著儀器科學(xué)及計算方法的發(fā)展，許多新的測量方法被應(yīng)用在乙醇濃度檢測上，如近紅外光譜法、氣相色譜法、折光率法、液相色譜法、熒光法、拉曼光譜法等；1928年印度科學(xué)家拉曼發(fā)現(xiàn)拉曼效應(yīng)后，這幾十年來科學(xué)家們一直在研究其作用機理與其在科研生產(chǎn)中的用途，目前被應(yīng)用于檢測聚合物、復(fù)合材料等物質(zhì)的成分分析中，同時在生物醫(yī)藥領(lǐng)域也有很好的應(yīng)用前景。拉曼光譜技術(shù)既可以對樣品做出定性檢測，也可對樣品做出定量檢測。隨著光源得到改善拉曼光譜技術(shù)也被應(yīng)用到定量檢測乙醇濃度這一領(lǐng)域，采用拉曼光譜技術(shù)有其他傳統(tǒng)方法無法比擬的優(yōu)勢，具有非接觸、無污染、可在線、特異性檢測等特點。因此，拉曼光譜技術(shù)將會更多地被應(yīng)用于液體濃度的研究。但是目前在國際與國內(nèi)市場上上沒有一個成熟的面向釀酒行業(yè)特別是白酒釀造工藝中蒸酒環(huán)節(jié)的原漿酒在線檢測儀器，此塊市場空白亟待填補。
[0007]有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。
實用新型內(nèi)容
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的是提供一種可利用光譜分析手段進行原漿酒酒品檢測，檢測效率較高并且檢測效果較為準(zhǔn)確，降低工作成本且避免人體傷害的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)。
[0009]本實用新型的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，包括樣品池、激發(fā)光源、主光路裝置和成像檢測裝置，所述樣品池用于放置原漿酒，所述主光路裝置的輸入端和輸出端分別與激發(fā)光源的輸出端和成像檢測裝置的輸入端相連，所述主光路裝置用于將激發(fā)光源發(fā)出的光集中在樣品池中的原漿酒、并用于接收樣品池中原漿酒被激發(fā)散射出的拉曼光譜，所述成像檢測裝置接收主光路裝置傳入的拉曼光譜、并通過檢測所述拉曼光譜對原漿酒品質(zhì)分級。
[0010]進一步的，所述成像檢測裝置包括單色裝置、光電探測裝置和運算放大裝置，所述單色裝置用于從拉曼光譜中分離待檢測波長的光波信號、并將其傳入至光電探測裝置，所述光電探測裝置探測光波信號的光強度、并將其轉(zhuǎn)化為電信號傳入至運算放大裝置，所述運算放大裝置將所述電信號進行放大并運算處理。
[0011]進一步的，所述單色裝置包括依次設(shè)置在光路上的準(zhǔn)直器和濾光片。
[0012]具體的，所述單色裝置還包括外殼，所述外殼包括一個輸入通道、以及與輸入通道相連通的多個輸出通道，所述輸入通道的輸入端與所述主光路裝置的輸出端相連，所述輸入通道與所述輸出通道之間的連通處設(shè)置有分光鏡，所述濾光片設(shè)置在所述輸出通道內(nèi)。
[0013]進一步的，所述單色裝置包括光通道以及依次設(shè)置在光通道內(nèi)的光柵、反光鏡、狹縫鏡片和聚焦透鏡，所述反光鏡為多個，所述聚焦鏡片的位置與數(shù)量與所述狹縫鏡片上的狹縫位置和數(shù)量相匹配。
[0014]具體的，所述主光路裝置為拉曼探頭，所述拉曼探頭的輸入端和輸出端分別與所述激發(fā)光源的輸出端和成像檢測裝置的輸入端相連。
[0015]具體的，所述運算放大裝置為單片機、運算電路、或電子計算機。
[0016]具體的，所述主光路裝置分別通過光纖與所述激發(fā)光源的輸出端和成像檢測裝置的輸入端相連。
[0017]進一步的，還包括控制裝置，所述控制裝置與激發(fā)光源、主光路裝置和成像檢測裝置電連接，所述控制裝置用于控制所述激發(fā)光源、主光路和成像檢測裝置的開啟或關(guān)閉，及激發(fā)光源、主光路和成像檢測裝置的校準(zhǔn)。
[0018]借由上述方案，本實用新型至少具有以下優(yōu)點:本實用新型的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，提供快速、簡單、可重復(fù)、且更重要的是無損傷的定性定量分析，無需樣品準(zhǔn)備，樣品可直接通過光纖探頭或者通過玻璃、石英、和光纖測量；能夠滿足原漿酒的分級檢測要求，不通過人工即可檢測出原漿酒中乙醇、己酸乙酯、乙酸、乙酸乙酯等主要物質(zhì)的濃度(如果是體積百分比，增加測溫功能的組件即可)，通過物質(zhì)的濃度可以對原漿酒進行分級，從而避免了原漿酒因分級上的失誤導(dǎo)致的原漿酒降級，由于不同等級的原漿酒價值差異十分巨大，因此使用本發(fā)明技術(shù)可以避免經(jīng)濟上的損失。使用本發(fā)明技術(shù)可以降低企業(yè)的運行成本，減少人員需求，設(shè)備售價僅需一年即可從人員費用中節(jié)省出來，同時也可以避免常年工作在嘗酒崗位上的人員的身體損害。本實用新型的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，還可以用在石油、化工、電力等行業(yè)的氣體液體成分監(jiān)測與檢測方面。
[0019]上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實用新型第二實施例中單色裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本實用新型第三實施例中單色裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0024]實施例一
[0025]參見圖1所示，一種原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，包括樣品池1、激發(fā)光源2、主光路裝置3和成像檢測裝置4，樣品池I用于放置原漿酒，主光路裝置3的輸入端和輸出端分別與激發(fā)光源2的輸出端和成像檢測裝置4的輸入端相連，主光路裝置3用于將激發(fā)光源2發(fā)出的光集中在樣品池I中的原漿酒、并用于接收樣品池I中原漿酒被激發(fā)散射出的拉曼光譜，成像檢測裝置4接收主光路裝置3傳入的拉曼光譜、并通過檢測拉曼光譜對原漿酒品質(zhì)分級；成像檢測裝置4包括單色裝置41、光電探測裝置42和運算放大裝置，單色裝置41用于從拉曼光譜中分離待檢測波長的光波信號、并將其傳入至光電探測裝置42，光電探測裝置42探測光波信號的光強度、并將其轉(zhuǎn)化為電信號傳入至運算放大裝置，運算放大裝置將電信號進行放大并運算處理；光電探測裝置可以是光敏二極管探測器、雪崩二極管探測器、光電倍增管探測器、單光子計數(shù)器等；運算放大裝置為單片機、運算電路、或電子計算機。
[0026]激發(fā)光源的作用是發(fā)出激發(fā)光，去激發(fā)被檢物質(zhì)的光譜,要求功率高且穩(wěn)定,光束質(zhì)量好?？梢赃x擇的激光波長為355nm、514nm、532nm、633nm、785nm、940nm或1064nm,功率范圍ImW-1OW ;可以選擇的其他種類光源包括:能斯特(Nernst))燈、碘鎢燈、硅碳燈、熾熱鎳鉻絲圈、高壓汞燈，功率范圍5W-5000W ;為了簡化系統(tǒng)并增加系統(tǒng)的激發(fā)光波長的輸出穩(wěn)定性，并提高光的激發(fā)效率，通常選用532nm的窄線寬光纖耦合輸出激光器。光源工作的方式既可以是連續(xù)工作的模式，也可以是脈沖工作的模式。
[0027]成像檢測裝置的作用是接收到被檢物質(zhì)被激發(fā)出來的光譜光線，通過準(zhǔn)直、濾光、聚焦濾除其他中心波長的光線，只保留特定中心波長的光線，特定中心波長的光線聚焦到光電探測裝置上，并將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，通過運算放大裝置的運算計算出被檢物質(zhì)的濃度。
[0028]本實用新型的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，主光路裝置的作用是使激光準(zhǔn)確的照射到被檢物質(zhì)上，激發(fā)出光譜光線，最簡單的主光路就是光源出來的激光直接照射到被檢物質(zhì)上；為了使儀器更加通用、便攜和模塊化，主光路裝置采用拉曼探頭這種集成的模塊化成熟產(chǎn)品，拉曼探頭的輸入端和輸出端分別與激發(fā)光源的輸出端和成像檢測裝置的輸入端相連，拉曼探頭出射激發(fā)樣品，同時收集樣品激發(fā)的拉曼光譜，再輸入成像檢測裝置進行分析檢測；樣品池的作用是讓激光進入被檢物質(zhì)，讓被檢物質(zhì)限制在內(nèi)部(可以是流動中的物質(zhì))，讓被激發(fā)出來的光譜光線穿透出去被光電探測裝置接收。最簡單的樣品池就是一個玻璃做的容器，可以是方形的，也可以是圓柱形的。為了增加激發(fā)光的透過率，可以使用光學(xué)玻璃做容器的材料，在激發(fā)光線通過的地方，采用鍍膜的方法增加透過率，最高可以增加到99.99%，普通玻璃的透過率在90%左右。
[0029]本實用新型的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，主光路裝置分別通過光纖與激發(fā)光源的輸出端和成像檢測裝置的輸入端相連；采用了光纖傳輸激光和拉曼光譜，實現(xiàn)了激發(fā)系統(tǒng)與分析系統(tǒng)的分離，實現(xiàn)了遠距離檢測。
[0030]本實用新型的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，還包括控制裝置，控制裝置與激發(fā)光源、主光路裝置和成像檢測裝置電連接，控制裝置用于控制激發(fā)光源、主光路和成像檢測裝置的開啟或關(guān)閉，及激發(fā)光源、主光路和成像檢測裝置的校準(zhǔn)。
[0031]本實用新型的工作過程如下:
[0032]1.激發(fā)光源發(fā)出激發(fā)光；
[0033]2.激發(fā)光通過光纖傳輸入拉曼探頭，拉曼探頭再聚光照射到被檢物質(zhì)上；
[0034]3.被檢物質(zhì)吸收一部分特定波長的光線或者被檢物質(zhì)被激發(fā)輻射出一些特定波長的光線；
[0035]4.被吸收后的光線或者輻射出來的光線經(jīng)過單色裝置的過濾或者處理，只有一些提前設(shè)定的特定中心波長范圍的光線通過單色裝置；
[0036]5.特定中心波長的光線照射到光電探測裝置中的探測器上，被光電探測裝置轉(zhuǎn)換為電子信號；
[0037]6.電子信號被運算放大裝置放大至一般單片機可以處理的水平并且被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過單片機或者計算機計算出被檢物質(zhì)濃度；
[0038]7.被檢物質(zhì)信息被傳遞至顯示系統(tǒng)，顯示系統(tǒng)將其顯示到外部。
[0039]實施例二
[0040]參見圖2所示，本實用新型的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，單色裝置41包括依次設(shè)置在光路上的準(zhǔn)直器411和濾光片412 ;通過窄帶濾光片來實現(xiàn)單色功能，窄帶濾光片的中心波長與被檢物質(zhì)的特性直接相關(guān)，濾光片透過曲線的半高全寬為Inm-lOnm，這個參數(shù)取決于被檢物質(zhì)的種類數(shù)量，被檢物質(zhì)種類越多濾光片的半高寬越窄。
[0041]單色裝置還包括外殼413，外殼413包括一個輸入通道414、以及與輸入通道414相連通的多個輸出通道415，輸入通道414的輸入端與主光路裝置3的輸出端相連，輸入通道414與輸出通道415之間的連通處設(shè)置有分光鏡416，濾光片412設(shè)置在輸出通道415內(nèi)；通過光纖輸入的激發(fā)光譜，經(jīng)準(zhǔn)直分光后近似垂直的入射到濾光片上，濾光片的作用是只允許特定波長的光線透過。這類設(shè)計的好處在于成本比采用高精密光柵的設(shè)計方案要低，但是每種濾光片只能檢測一種被檢物質(zhì)。
[0042]實施例三
[0043]參見圖3所示，本實用新型的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，單色裝置41包括光通道421以及依次設(shè)置在光通道內(nèi)的光柵422、反光鏡423、狹縫鏡片424和聚焦透鏡425，反光鏡423為多個，聚焦鏡片425的位置與數(shù)量與狹縫鏡片上的狹縫位置和數(shù)量相匹配；通過使用光柵來使不同波長的光線偏轉(zhuǎn)不同的角度，然后對特定角度的光線進行探測；為了節(jié)約空間可采用反射鏡偏轉(zhuǎn)光路，再通過狹縫限定待測中心波長，通過狹縫的光經(jīng)透鏡聚焦于光電探測器上。這類設(shè)計方案的優(yōu)勢在于能夠同時檢測多種被檢物質(zhì)。當(dāng)被檢物質(zhì)超過6種的時候，采用這種設(shè)計比采用濾光片設(shè)計方案成本上更加有優(yōu)勢。
[0044]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，并不用于限制本實用新型，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，其特征在于:包括樣品池、激發(fā)光源、主光路裝置和成像檢測裝置，所述樣品池用于放置原漿酒，所述主光路裝置的輸入端和輸出端分別與激發(fā)光源的輸出端和成像檢測裝置的輸入端相連，所述主光路裝置用于將激發(fā)光源發(fā)出的光集中在樣品池中的原漿酒、并用于接收樣品池中原漿酒被激發(fā)散射出的拉曼光譜，所述成像檢測裝置接收主光路裝置傳入的拉曼光譜、并通過檢測所述拉曼光譜對原漿酒品質(zhì)分級。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，其特征在于:所述成像檢測裝置包括單色裝置、光電探測裝置和運算放大裝置，所述單色裝置用于從拉曼光譜中分離待檢測波長的光波信號、并將其傳入至光電探測裝置，所述光電探測裝置探測光波信號的光強度、并將其轉(zhuǎn)化為電信號傳入至運算放大裝置，所述運算放大裝置將所述電信號進行放大并運算處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，其特征在于:所述單色裝置包括依次設(shè)置在光路上的準(zhǔn)直器和濾光片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，其特征在于:所述單色裝置還包括外殼，所述外殼包括一個輸入通道、以及與輸入通道相連通的多個輸出通道，所述輸入通道的輸入端與所述主光路裝置的輸出端相連，所述輸入通道與所述輸出通道之間的連通處設(shè)置有分光鏡，所述濾光片設(shè)置在所述輸出通道內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，其特征在于:所述單色裝置包括光通道以及依次設(shè)置在光通道內(nèi)的光柵、反光鏡、狹縫鏡片和聚焦透鏡，所述反光鏡為多個，所述聚焦鏡片的位置與數(shù)量與所述狹縫鏡片上的狹縫位置和數(shù)量相匹配。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，其特征在于:所述主光路裝置為拉曼探頭，所述拉曼探頭的輸入端和輸出端分別與所述激發(fā)光源的輸出端和成像檢測裝置的輸入端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，其特征在于:所述運算放大裝置為單片機、運算電路、或電子計算機。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，其特征在于:所述主光路裝置分別通過光纖與所述激發(fā)光源的輸出端和成像檢測裝置的輸入端相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原漿酒在線檢測分級系統(tǒng)，其特征在于:還包括控制裝置，所述控制裝置與激發(fā)光源、主光路裝置和成像檢測裝置電連接，所述控制裝置用于控制所述激發(fā)光源、主光路和成像檢測裝置的開啟或關(guān)閉，及激發(fā)光源、主光路和成像檢測裝置的校準(zhǔn)。
【文檔編號】G01N21/65GK204128968SQ201420438178
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】于濤 申請人:蘇州優(yōu)譜德精密儀器科技有限公司