(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 202211226906.6 (22)申请日 2022.10.09 (71)申请人 海南禁塑溯源科技有限公司 地址 571152 海南省海口市秀英区狮子岭 工业园光伏北路18号 (72)发明人 陈汉德　邢青涛　黄俢彩　徐佳　 吴锦华　符智豪　林正玺　邓道凯　 符琼龙　张琛　 (51)Int.Cl. G01N 21/359(2014.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种近红外光谱传感模组 (57)摘要 本发明公开了一种近红外光谱传感模组， 包 括近红外光源、 光谱探测器、 光电信号放大模块、 光电信号数模转换模块、 FPGA信号处理模块、 中 央控制处理器模块、 串口通信模块、 电源供电模 块； 所述电源 供电模块为所述传感模组的其他组 件供电； 所述光谱探测器、 光电信号放大模块、 光 电信号数模转换模块、 FPGA信号处理模块、 中央 控制处理器模块、 串口通信模块依次电连接； 所 述光谱探测器探测的波段范围为1350nm ‑ 1650nm、 1550nm ‑1850nm或1750nm ‑2150nm。 本发 明的传感模组可专用于检测塑料这一物质种类， 鉴别可降解塑料和不可降解塑料， 其尤其适合在 便携式近红外光谱仪中使用。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115479915 A 2022.12.16 CN 115479915 A 1.一种近红外光谱传感模组， 其特征在于， 包括近红外光源、 光谱探测器、 光电信号放 大模块、 光电信号数模转换模块、 FPGA信号处理模块、 中央控制处理器模块、 串口通信模块、 电源供电模块； 所述电源供电模块为所述传感模组的其他组件 供电； 所述光谱探测器、 光电 信号放大模块、 光电信号数模转换模块、 FPGA信号处理模块、 中央控制处理器模块、 串口通 信模块依次电连接； 所述光谱探测器探测的波段范围为1350nm ‑1650nm、 1550nm ‑1850nm或 1750nm‑2150nm。 2.根据权利要求1所述的近红外光谱传感模组， 其特征在于， 所述光电信号放大模块通 过运算放大器进行光电信号的放大 处理， 通过滤波电容和RC滤波器进 行光电信号的滤波处 理。 3.根据权利要求2所述的近红外光谱传感模组， 其特征在于， 所述滤波电容包括两个串 联的滤波电容。 4.根据权利要求3所述的近红外光谱传感模组， 其特征在于， 所述光电信号数模转换模 块的芯片型号 为AD7968。 5.根据权利要求4所述的近红外光谱传感模组， 其特征在于， 所述FPGA信号处理模块的 芯片型号 为partan7系列。 6.根据权利要求5所述的近红外光谱传感模组， 其特征在于， 所述中央控制处理器模块 采用ARM9系列处 理器CPU。 7.根据权利要求1所述的近红外光谱传感模组， 其特征在于， 所述近红外光谱传感模组 还包括光源电源调节模块； 所述光源电源调节模块由所述电源供电模块供电； 所述光源电 源调节模块包括多路电源选择开关和电源发生器； 所述中央控制处理器模块将光源电压数 字信号输出到所述多路电源选择开关， 所述多路电源选择开关根据信号指 令选择需要输出 的电源电压， 并经所述电源发生器将电压信号输出给所述近红外光源用以发出相应照射 强 度的近红外光。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115479915 A 2一种近红外光谱传感 模组 技术领域 [0001]本发明涉及近红外光谱检测领域， 尤其涉及一种近红外光谱传感模组。 背景技术 [0002]在海南“禁塑”的要求下， 在大力推进降解产业的发展过程中， 有不少违法分子在 暴利诱惑下生产或销售假冒商品， 在一次性膜、 袋等产品中以不可降解成分冒充可降解成 分， 且通过人眼及触摸无法识别产品的真伪性， 给市场监管带来较大困扰的同时， 也直接抑 制了真降解产品的市场， 影响降解产业的良性发展， 阻碍海南 “禁塑令”的有效实施。 因此， 塑料制品的成分检测成为降解产业链中生产、 销售、 使用及市场监管不可或缺的部分。 [0003]当前， 基于光谱的物质成分检测技术主要有两种， 分别为红外吸收法和 拉曼原理 法。 其中应用红外 吸收法的红外光谱仪有中远红外光谱仪和近红外光谱仪， 但是中远红外 光谱仪大多为体积 较大的台式设备， 如傅里叶红外光谱仪， 无法使用在便携场景； 且其作为 通用检测设备， 检测的物质种类较多， 光谱范围较宽， 采集样 本数据量大， 运算量增大， 也会 导致检测时间较长 。 目前也较少有出现针对单一种类物质进行检测的近红外光谱仪 。 发明内容 [0004]鉴于此， 本发明提供了一种近红外光谱传感模组， 可专用于检测塑料这一物质种 类， 鉴别可降解 塑料和不可降解 塑料。 其具有体积小的特点， 尤其适合在便携式近红外光谱 仪中使用。 [0005]本发明的一种近红外光谱传感模组， 包括近红外光源、 光谱探测器、 光电信号放大 模块、 光电信号数模转换模块、 FPGA信号处理模块、 中央控制处理器模块、 串口通信模块、 电 源供电模块； 所述电源供电模块为所述传感模组的其他组件供电； 所述光谱探测器、 光电信 号放大模块、 光电信号数模转换模块、 FPGA信号处理模块、 中央控制处理器模块、 串口通信 模块依次 电连接； 所述光谱探测器探测的波段范围为1350nm ‑1650nm、 1550nm ‑1850nm或 1750nm‑2150nm。 [0006]现有的红外光谱仪多是用于多种物质种类 的检测分析， 如塑料、 食品、 药品、 农产 品等， 这其中也包括近红外光谱仪。 近红外光谱主要是反映C ‑H、 O‑H、 N‑H、 S‑H等化学键的信 息， 因此检测范围几乎可覆盖所有的有机物和混合物。 本发明正是基于近红外光谱的这一 特点， 根据塑料独有的近红外光谱特征， 也就是不同的塑料对近红外光的吸收峰的不同， 检 测鉴别塑料种类。 [0007]本发明光谱探测器探测的波段范围为1350nm ‑1650nm、 1550nm ‑1850nm或1750nm ‑ 2150nm， 这三个窄波 段均为塑料的特征波段， 采用三个波段中的任何一个波 段， 均可进 行可 降解塑料和不可降解塑料的检测鉴别。 对于光谱探测器来说， 检测的波 段范围越宽， 探测器 的体积也就越大。 由于本发明需要应用于便携式光谱仪中， 因此要求各模块均为小型化设 计。 也就是， 本发明所使用的光谱探测 器体积小， 能够检测的波段范围不会很宽， 不会出现 探测器直接覆盖本发明所选择的三个波段， 因此， 在选择光谱探测器时， 只要能够覆盖三个说　明　书 1/4 页 3 CN 115479915 A 3