[發(fā)明專利]一種物質(zhì)鑒別儀及物聯(lián)網(wǎng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610464755.6
• 申請日: 2016-06-23
• 公開（公告）號: CN106996913B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 苑高強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 苑高強(qiáng)
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/64;H04L29/08
• 代理公司: 深圳市合道英聯(lián)專利事務(wù)所(普通合伙) 44309
• 代理人: 朱思全;陳宜芳

1.一種物質(zhì)鑒別儀，其特征在于，包括PC或嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(11)、多光譜光源(12)、濾光片(13)、成像探測器(14)以及控制系統(tǒng)(15)；

所述多光譜光源(12)由多種LED或激光二極管組合而成；

所述成像探測器(14) 用于采集由所述多光譜光源(12)發(fā)出的多光譜光與被鑒別物質(zhì)(16)相互作用而產(chǎn)生的光信號；

所述控制系統(tǒng)(15)包括：

光源控制模塊(26)，用于控制所述多光譜光源(12)的開關(guān)以使多光譜光照射所述被鑒別物質(zhì)(16)，光源控制模塊(26)控制所述多光譜光源(12)中的LED或激光二極管單獨(dú)開啟、部分開啟或全部開啟；

圖像采集模塊(21)，用于從帶有成像光學(xué)系統(tǒng)的成像探測器(14)處獲得原始圖像信號，并通過放大電路將所述原始圖像信號放大；

信號處理模塊(22)，用于對放大后的圖像信號進(jìn)行處理，以獲取所述被鑒別物質(zhì)(16)的光譜探測特性，所述光譜探測特性包括光譜圖像、總光輻射通量和輻照度分布；

對比模塊(307)，用于依據(jù)預(yù)定義的判據(jù)將所述被鑒別物質(zhì)(16)的光譜探測特性與已知物質(zhì)的光譜探測特性進(jìn)行對比以產(chǎn)生物質(zhì)鑒別結(jié)果；若光譜圖像對比、總光輻射通量對比和輻照度分布對比中出現(xiàn)一個對比的執(zhí)行結(jié)果是被鑒別物質(zhì)與已知物質(zhì)不同，則判定被鑒別物質(zhì)與已知物質(zhì)不同；

獲取被鑒別物質(zhì)(16)和已知物質(zhì)的輻照度分布，并將被鑒別物質(zhì)(16)的輻照度分布與已知物質(zhì)的輻照度分布進(jìn)行對比以產(chǎn)生物質(zhì)鑒別結(jié)果的過程為：

將已知物質(zhì)的多光譜光圖像分成M×N個網(wǎng)格，計(jì)算其網(wǎng)格數(shù)隨光輻照度E的分布S(λ，E)，同樣，將被鑒別物質(zhì)(16)的多光譜光圖像分成M×N個網(wǎng)格，計(jì)算其網(wǎng)格數(shù)隨光輻照度E的分布S'(λ，E)，其中，λ為多光譜光中的某一單色光波長；

定義S(λ，E)與S'(λ，E)的相似度為：

其中，μ是加權(quán)因子，定義為：

通過多光譜光源中的LED或激光二極管單獨(dú)或部分或全部被開啟，獲得不同的波長λ，從而獲得不同波長的圖像；若某一波長λ的相似度D(λ)的值偏離1較大，則判斷被鑒別物質(zhì)與已知物質(zhì)不相似；若對于所有波長λ的相似度D(λ)的值均為1或接近1，則判斷被鑒別物質(zhì)與已知物質(zhì)相似。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物質(zhì)鑒別儀，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(15)還包括數(shù)據(jù)緩存模塊(23)、數(shù)據(jù)傳遞模塊(24)，顯示模塊(25)、通訊模塊(27)；

數(shù)據(jù)緩存模塊(23)，用于存儲經(jīng)信號處理模塊(22)處理后的數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)傳遞模塊(24)，用于將存儲的數(shù)據(jù)傳送給PC或嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(11)，并接收PC或嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(11)的指令；

顯示模塊(25)，用于顯示操作指令、數(shù)據(jù)和鑒別結(jié)果；

通訊模塊(27)，用于連接物聯(lián)網(wǎng)或與異地用戶通訊交流信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物質(zhì)鑒別儀，其特征在于，所述多光譜光源(12)中的LED或激光二極管為分離的光源或由合光系統(tǒng)組合而成的單端輸出的光源；所述物質(zhì)鑒別儀采用單邊或多邊光源照明，所述多光譜光源(12)位于帶有成像光學(xué)系統(tǒng)的成像探測器(14)的一邊或多邊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物質(zhì)鑒別儀，其特征在于，所述成像探測器(14)為帶有成像光學(xué)系統(tǒng)的黑白成像探測器；

所述對比模塊(307)用于將所述被鑒別物質(zhì)(16)被所述多光譜光照射后、經(jīng)黑白成像探測器獲得的黑白圖像，與已知物質(zhì)被所述多光譜光照射后、經(jīng)黑白成像探測器獲得的黑白圖像并列對比，以用于人眼直觀地鑒別物質(zhì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物質(zhì)鑒別儀，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(15)還包括復(fù)合彩色圖像產(chǎn)生模塊(306)，用于為所述被鑒別物質(zhì)(16)的光譜圖像添加色彩，以生成具有便于人眼圖像鑒別的對比特征的復(fù)合彩色圖像；

所述對比模塊(307)用于將所述被鑒別物質(zhì)(16)的復(fù)合彩色圖像與已知物質(zhì)的復(fù)合彩色圖像進(jìn)行對比，以產(chǎn)生物質(zhì)鑒別結(jié)果。