友思特 中草药高光谱检测方案

基于友思特高功率红外光源、可调谐波长选择器、镜头和短波红外相机,实现中草药无损检测

无需样品制备或预处理步骤,精准的波长调节最小步长为1nm,覆盖宽广的红外范围(900-1700nm),能够清晰可见特征

配备高分辨率红外相机,实现每一处细微差异的准确检测

可选用图像处理AI软件提升分析精度,且支持集成和在线化配置,满足工业产线上的检测需求

为什么要使用高光谱成像技术进行中草药质检?

中草药质量参差不齐、掺假问题日益突出

中药材蕴含了中华医学的精髓,能预防、治疗疾病及康复保健。然而,市场化和商业化需求带来的中草药质量参差不齐、掺假等问题日益突出,这不仅影响疗效,还可能对消费者健康造成危害,中药材质量安全检测尤为重要。

中药材真伪鉴别的常用方法及其局限

中药材真伪可通过外观和理化方法进行鉴别。外观鉴别简单易行但准确性受限;理化鉴别虽更准确客观,但操作复杂、时间成本高,且可能涉及有害溶剂。两者各有利弊。

高光谱成像技术在中药材真伪鉴别中的应用与前景

中药材真伪鉴别对民众健康保障、中药产业和文化传承至关重要。高光谱成像技术是一种捕获和分析宽波长信息的技术,能够对材料和特征进行详细的光谱分析和识别。以其快速、实时、无损检测的特点,在中药材鉴别中展现出巨大潜力。

中草药质检

友思特 高光谱检测系统

友思特高光谱系统由高功率红外光源、可调谐波长选择器、镜头和短波红外相机组成。
红外光源提供900-1700nm范围内的高功率光源输出,波长选择器提供快速、精确和高分辨率的波长调谐功能,红外相机捕捉像素信号,生成图片(表1)所示。
对于想要高光谱成像应用的客户,我们将根据实际场景,以全自动调谐波长选择器FWS-Poly为核心设备,定制一个具有更精准和更高分辨率全新的高光谱成像系统。

镜头

波长调谐模块

相机

设备


各种镜头

1. 波长范围(255-1650 nm)→ UV,VIS,IR,SWIR

2.带宽可调 → 3-15nm
or 15-20nm(标准)

1.CCD,CMOS(VIS)→1.7 - 20MP

2.InGaAs 相机(900-1700 nm

3.SWIR相机(400-1700nm)→1.3MP/0.3MP

4.用户自备相机

1.独立设备

2.模块

高性能高光谱相机捕获和分析中药材宽波长信息

高光谱成像技术能够对材料和特征进行详细的光谱分析和识别,基于高光谱相机,其原理是使用多个光学传感器或光学滤波器分离不同波长的光,并捕获每个波段的图像,快速获得目标在不同谱段处的空间图像信息

快速、实时、无损检测

空间光谱分布具有快速、实时、无损检测等优点,可用于地质勘查、工业过程分析、科学考古、医学诊断、环境监测等领域,已成功应用于栀子、红参、甘草等多种中药材的分析鉴别。

方案更安全、可靠、全面

高光谱成像技术为中药材的质量控制和安全保障提供了可靠的技术支持,也可以结合可见光成像检测、图像分析技术、光谱分析技术等其它鉴别手段对中药材进行更为全面和系统的真伪鉴别。

高光谱检测系统 实测案例

(友思特高光谱解决方案装置图)

(友思特高光谱解决方案示意图)

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在本次实验中,友思特高光谱成像系统将对一批当归、酸枣仁和西洋参的真伪进行鉴别,对照组分别为独活、臭豆和桔梗,实验组和对照组均具有非常相似的外貌,但物理性质、药用功效完全不同。

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测试系统如图所示,由友思特TLS激光光源、Poly-RED波长选择器(1000-1600nm)和InGaAs相机组成,测试过程为使用TLS为激发光,设置FWS-Poly从1000-1600 nm进行扫描,以50 nm为步长,FWHM 13 nm,拍摄每个波长下的照片。

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当归和独活是常用的中草药,它们在植物学特征、生长环境和药用功效上有显著的差异,因此在临床应用和药材采集上也会有所区分

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测试结果:以1250nm图像为代表(由于篇幅原因,本文只选择最具有差异化的图像所在波段进行对比,下同)。当归的图像有黑环和不规则、小型黑晕分布,而独活的图像有较多的黑点,无明显黑环和黑晕分布,证明二者的成分不同。

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酸枣仁和臭豆都是中药材中的种子类药物,酸枣仁为枣科植物枣树的种子,臭豆为豆科植物风车子的种子。二者外貌较为相似,都有一定的药用价值,但功效和应用范围截然不同

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测试结果:以1100nm图像为代表。酸枣仁为杏仁状,中心白点分布均匀;臭豆为原片状,中心白点分布非常不均匀,时有时无,证明二者的成分、形状不同。

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西洋参和桔梗是两种不同的根茎类中药材,由于外貌十分相似,经常有以次充好的商家将桔梗作为西洋参售卖,或在西洋参中掺杂一部分桔梗混淆消费者。

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测试结果:以1200nm图像为代表。西洋参的图像中具有每片样本都具有宽度均匀的黑色晕环,而桔梗的黑色晕环的分布非常不均匀、厚度和深浅在个体上差异较大,可证明二者的成分不同。

方案优势

无损检测

无需样品制备或其它预处理步骤

精准波长调节

波长调节最小步长为1nm

宽响应区域

900-1700nm红外范围全覆盖

特征清晰可见

高分辨红外相机配置,发现每一处不同

可选图像处理AI软件

更高精度个更加准确的分析处理过程

可集成和可在线化的设备

配置个性化软件,符合工业产线检测需求

套装产品介绍

FWS poly自动波长选择器

友思特全自动波长调谐选择器核心包含宽带角度带通滤光片和一个补偿板。带通滤光片能独立旋转,将准直的宽带光源转换为任意中心波长和带宽的光波组合;补偿板用于抵消经过两个旋转滤光片后的轻微错位的光斑。

该技术能实现带宽从3-15nm范围内调节,波长从UV到NIR(255-1650nm)范围内调节,并且全程调节可以通过软件实现,具有非常尖锐的单波输出。

TLS-RED IR光源

TLS 可调谐激光光源 是一体式的可调谐光源系统,可以轻松而精确地选择410 -1700nm的宽光谱范围。该光源系统即插即用,无需对齐或调整,可即时应用。可应用于显微镜、光谱学、机器视觉、光谱成像、脉冲检测、激光检测等领域。

其中,TLS-Red可以在大约400 nm -1700 nm宽波长范围内产生各种波长的输出光束,并且可以控制输出光束的FWHM (2-15 nm,标称),适用于需要精确扫描的领域。

BeyonSense 1 迷你短波红外相机

BeyonSense 1 是世界上第一台能兼容智能手机的短波红外相机,适用于安卓、Windows、IOS系统,通过无线连接到BeyonSense相机配套软件。基于Ge材料,比起一般的SWIR相机还要轻5倍、省电10倍、便宜10倍。

可通过 5V/1A-USB 供,标准品带 C 口镜头,附装有 800-700nm通光滤光片(可见光截止),适用于各种短波红外测试拍摄实验场景和工业科研在线检测项目。

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