專利名稱：自動樣本分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動采樣分析系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
本系統(tǒng)將對有關(guān)生物材料特別是甘蔗進(jìn)行描述，但本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以理解通常包括原材料和經(jīng)加工材料的木材、飼料、動物產(chǎn)品、食物產(chǎn)品都可以由這種系統(tǒng)進(jìn)行處理。這種系統(tǒng)可以通過改進(jìn)來處理塑料、橡膠以及礦物產(chǎn)品。這種分析利用了近紅外線(NIR)分光儀，而在文獻(xiàn)中也描述了超聲波、微波、核輻射和電容設(shè)備。如果系統(tǒng)能從控制或識別設(shè)備中接收其輸出，并且將其他設(shè)備作為在生產(chǎn)線或信息鏈上其位置的一部分來進(jìn)行控制，那么該系統(tǒng)就是有用的。
種植者的報酬習(xí)慣上是取決于可萃取的糖。種植者可以由于例如過量的纖維和雜質(zhì)的因素得到處罰或獎勵。
工廠通常在種植者汽車進(jìn)入工廠的入口附近提供實驗室，在那通過適當(dāng)?shù)哪肽ゾ湍苁止づ渲瞥鰳颖?。隨后進(jìn)行濕化學(xué)處理，并在4-8小時中產(chǎn)生結(jié)果。使這種處理自動進(jìn)行存在各種問題，典型的是創(chuàng)建可以讓測試設(shè)備讀取的物理形態(tài)。樣本必須用組織提取液來表示。它必須以適合于讀取呈現(xiàn)的形式存在。當(dāng)前的樣本必須不會被前面的樣本污染。必須清除該樣本，以便可以獲得新的讀數(shù)。該處理過程必須提供精確的讀數(shù)，并且需要最少的人為監(jiān)督。該設(shè)備最好能由邏輯電路或微處理器控制來進(jìn)行自動化操作。
WO 93/15470描述了一種適用于監(jiān)測發(fā)電站煤輸入的系統(tǒng)。一種電機(jī)驅(qū)動環(huán)形傳送機(jī)驅(qū)動多個在傳感器線性排列下的煤樣本。它停止或開動來依次提供每個傳感器對樣本的暴露。利用紅外線、微波和伽馬射線輻射來提供有關(guān)C-H與O-H結(jié)合比的信息；游離水分以及S/H/O比的信息。生成數(shù)學(xué)矩陣并隨后計算系數(shù)。
生物材料存在額外的問題。具有果汁、血或其他粘性液體的樣本會污染后繼樣本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設(shè)備的特點是提供了用于精細(xì)分割的測試材料輻射分析的設(shè)備，由輻射傳感器和能將樣本以可控高度和表面條件傳送經(jīng)過傳感器的裝置組成。這種設(shè)備最好執(zhí)行精細(xì)分割的生物材料樣本的光譜分析，并由光譜傳感器和能將樣本傳送經(jīng)過傳感器以便樣本表面仍然和傳感器保持預(yù)定的讀數(shù)距離的裝置組成。
這種設(shè)備通常使用預(yù)定系數(shù)。對于某些材料，可能需要進(jìn)行必要的調(diào)整，并且因而使控制有效。


為了能更清楚地理解本發(fā)明并將其投入到產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效果，現(xiàn)在將參照附圖進(jìn)行描述，這些附圖示出了本發(fā)明非限制性實施例，其中圖1是這種裝置的平面圖；圖2是側(cè)視圖；圖3是端視圖；圖4是圖2中的傳感器和深度調(diào)節(jié)器區(qū)的放大側(cè)視圖；圖5是替代方案的概略側(cè)視圖；和圖6是圖5的概略端視圖。
具體實施例方式
方案1這種裝置是一種預(yù)定在鄰近到工廠的汽車入口的糖工廠處運(yùn)行的封閉單元。該單元包括進(jìn)料口部件和纖維離解機(jī)、甘蔗提供傳送機(jī)、NIR讀數(shù)系統(tǒng)，電子和機(jī)械控制系統(tǒng)以及排料到箱中的處理系統(tǒng)。
現(xiàn)在，參照圖1到4，環(huán)形傳送機(jī)2具有4排分界側(cè)導(dǎo)板，這些側(cè)導(dǎo)板限定了中央樣本通道6，以及一對鄰近更深的溢流通道8，10。該傳送機(jī)由電機(jī)驅(qū)動，以0.5-2m/min可調(diào)加料速度運(yùn)轉(zhuǎn)。
纖維離解機(jī)是由三相制動電動機(jī)14驅(qū)動的轉(zhuǎn)割機(jī)12。構(gòu)成樣本的甘蔗切片在轉(zhuǎn)割機(jī)將它們削切為長度為10-15mm的針形纖維處從進(jìn)料傳送機(jī)16中落下。離心力將甘蔗作為含有由切割操作暴露出的糖成分而保留所有汁的纖維流排出。纖維化的樣本由換向器18引導(dǎo)到樣本通道6。逐漸在移動的傳送機(jī)上建立起樣本纖維的不均勻?qū)?。傳送機(jī)將纖維堆提供給深度調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器由不銹鋼板20(參照圖4)組成，該板能自由地繞水平鉸鏈軸22傾斜。該板的前端載有直立刀片，用于使過量部分轉(zhuǎn)向到溢出通道8，10。
在板20上的螺線管26從控制器28接收10Hz的24vdc脈沖。該螺線管操縱往復(fù)閥30，該閥將空氣反向提供給撞擊件32。撞擊件通過曲柄34使板20往復(fù)運(yùn)動。該板將堆安置成纖維毯，毯的深度由弧形尾部36固定在板的拖尾鉸鏈端。尾部和板與傳送機(jī)表面和側(cè)導(dǎo)板一起創(chuàng)建了精確尺寸和緊束密度的毯38。
當(dāng)該毯前進(jìn)時，懸垂?fàn)顐鞲衅?0檢測毯前進(jìn)邊緣。觸點42開啟而觸點44斷開。它們發(fā)信號通知鄰近NIR讀頭48開始讀取前進(jìn)的材料。在控制臺50中的NIR分光儀是具有由纖維束連接的讀頭48的孤立“直射光”儀器FOSSTECATOR(Sweden)。該分光儀需要恒定的溫度外殼以及不間斷的電源。為了這個目的，該設(shè)備具有可空氣調(diào)節(jié)的機(jī)殼來安置儀器和電子設(shè)備，保持在24℃。壓縮氣源和渦流冷卻器提供了輔助冷卻。這些部件沒有在圖中示出。
由于毯高度的減少，懸垂?fàn)顐鞲衅飨侣洌⑶易x數(shù)也停止。觸點42、44控制關(guān)閉螺線管而加速傳送機(jī)。在傳送機(jī)沒有下降之前，毯未受干擾地從讀頭那邊傳送到區(qū)域52。這就防止了在正在讀數(shù)的毯部分中的破裂或空隙。該傳送機(jī)將樣本傾倒在單獨的傳送機(jī)54上，該傳送機(jī)將其送入垃圾箱(未示出)。典型的樣本周期為3分鐘?？刂婆_50安置有電源、接口板、中繼輸出和用于分光儀的控制電路。帶狀打印機(jī)傳遞記錄經(jīng)鑒別的批量/種植者以及類似物的樣本含量的數(shù)字和碼。該信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，并記錄用于進(jìn)一步分析。
方案2當(dāng)需要快速多重讀數(shù)時，比如約1分鐘，就使用不含有完整的纖維離解機(jī)的小設(shè)備。參照圖5和6，適合容量的機(jī)械切碎機(jī)60從200mm段中產(chǎn)生纖維化的甘蔗材料，并且通過使用手勺將這些材料裝在機(jī)器的給料箱62上。該填充盒62具有料槽2。傳送機(jī)68通道具有4個橫切壁66，這些橫切壁創(chuàng)建了兩個約800×150×45mm的讀數(shù)隔室68、70。盒62進(jìn)行手工填充。盒將切碎的材料整潔地傳遞到第一隔室。對于操作員的信號，傳送機(jī)前進(jìn)。操作員使隔室與刀片72齊平?？煽睾话?4在隔室下降，給樣本施加預(yù)定的緊束密度即空隙與固體比在每個周期中相同。傳送機(jī)在自動止動銷76、78之間前進(jìn)。傳感器頭48位于填充的隔室上，并且對材料表面進(jìn)行掃描。在循環(huán)結(jié)尾，傳送機(jī)提升將第一隔室中的內(nèi)含物傾倒。
在非說明方案中，兩個傳送機(jī)并排放置，并且讀出頭從一個擺動到另一個。
我們所得出的方案1的優(yōu)點是1、與濕化學(xué)方法相比大大加快了處理過程；2、可以獲得樣本間可靠的比較；3、比傳統(tǒng)的實驗室更經(jīng)濟(jì)；4、因為表面處于任何先前樣本殘留物頂部，所以，可以獲得最新的表面；5、通過減少或消除濕化學(xué)方法所帶來的有害化學(xué)廢料，很好地保護(hù)了環(huán)境。
雖然上面的描述是通過本發(fā)明的說明實例給出，但在不背離由附加的權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的寬范圍和范疇的情況下，對于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員來說，可以理解對本發(fā)明的許多變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于對配制的樣本材料進(jìn)行分析的設(shè)備，其特征在于，包括輻射傳感器以及能將樣本以可控外觀高度和表面條件傳送經(jīng)過傳感器的裝置。
2.一種用于對精細(xì)分割的生物材料樣本進(jìn)行光譜分析的設(shè)備，包括光譜傳感器，和能將樣本傳送經(jīng)過所述傳感器以便樣本上表面和傳感器保持預(yù)定的讀數(shù)距離的裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述傳送機(jī)使得樣本作為具有經(jīng)調(diào)節(jié)的表面平整度的毯進(jìn)行移動。
4.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，深度調(diào)節(jié)器與傳送機(jī)協(xié)同工作來偏轉(zhuǎn)超出的材料，并且將預(yù)定高度、密度和表面條件的樣本材料毯向所述傳感器呈現(xiàn)。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述深度調(diào)節(jié)器是具有前緣和尾緣的板，在其下，使用的材料被限制，由所述傳送機(jī)移動而通過。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述板在后緣附近裝以絞鏈來用所述傳送機(jī)表面限定壓密錐形區(qū)。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述板具有為協(xié)助壓密而能振動所述板的裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述振動裝置在5-15Hz工作。
9.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述能監(jiān)測要采樣的材料的裝置位于所述板和傳感器之間。
10.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述能監(jiān)測要采樣的材料的裝置位于所述傳感器的下游。
11.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，僅有部分傳送機(jī)的寬度是專用于樣本的移動，過量的材料在所述傳送機(jī)其余的寬度部分橫向隨意溢出。
12.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，位于所述深度調(diào)節(jié)器上游的樣本放置器將新的樣本材料放置在傳送機(jī)上，以便將先前樣本的任何殘留物覆蓋，消除會導(dǎo)致樣本間交錯污染的測量誤差。
13.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述傳送機(jī)具有在其部分寬度上延伸的通道，能用于限制樣本材料和用于溢出的鄰近通道。
14.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述傳送機(jī)具有表面安裝的隔室，所述隔室可承載到預(yù)定可控可再現(xiàn)高度，以及使每個隔室前進(jìn)到所述傳感器下的讀數(shù)位置的裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，壓縮板能在讀數(shù)前向在所述隔室中的樣本施加預(yù)定可控填塞壓力。
16.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，所述傳送機(jī)是環(huán)形，并且傾倒站位于所述讀出頭下游。
17.一種用于對大塊材料進(jìn)行樣本分析的設(shè)備，其特征在于，包括用于精細(xì)分割的要分析材料的纖維離解機(jī)、用于將樣本在預(yù)定可控高度和預(yù)定可控表面條件下呈現(xiàn)所述樣本的傳送機(jī)，通過輻射檢測樣本屬性的傳感器以及用于計算和給出從傳感器取得的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理裝置。
全文摘要
一種用于大塊材料例如甘蔗的樣本分析器包括精細(xì)分割的材料并將樣本放置在環(huán)形傳送機(jī)(2)上的切碎裝置。該樣本進(jìn)行壓縮并且將其上表面(30)弄平,來確保相對于分析器(48)例如紅外線分光儀的讀頭的固定存在高度。或者,樣本可以安置在傳送機(jī)上的隔室中并經(jīng)機(jī)械或手工平滑,隨后移動到分析器(48)下。如果有先前樣本的殘留物,每個樣本就放置在殘留物上,這樣就防止了上部表面(30)被后繼樣本污染。
文檔編號G01N21/31GK1369058SQ00811486
公開日2002年9月11日 申請日期2000年8月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月9日
發(fā)明者柯林·羅伊·杰弗瑞斯 申請人:柯林·羅伊·杰弗瑞斯