[發明專利]光譜測量系統及測量方法

在審

• 申請號: 201710054763.8
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106841118A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 戴瓊海;高彬;張晶;邵航;范靜濤
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N21/55
• 分類號: G01N21/55;G01J3/28
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張潤

技術領域

本發明涉及光譜儀技術領域，特別涉及一種光譜測量系統及測量方法。

背景技術

隨著近些年儀器科學領域的迅速發展，光譜檢測儀器的研究已日趨成熟，在化學、生物、材料等領域發揮著其獨有的優勢。

相關技術中，實驗室中使用的都是超大型、大型、中型光譜儀，光譜分辨率已經滿足要求，但是龐大的體積、苛刻的使用條件、昂貴的價格是阻礙其應用范圍的重要因素，而且大型光譜儀仍然只能在實驗室中使用。因此，光譜儀的微型化成為了光譜儀器開發的熱門研究方向。微型光譜儀有諸多優點：使用簡單、體積小、便于攜帶、成本低等，然而這些優點是建立在犧牲掉一部分性能指標的基礎上。因此，如何能夠在如此小的體積上保證光譜采集的準確性及較高的分辨精度，成為重中之重。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種光譜測量系統，該系統可以提高測量的適用性，并且有效地保證光譜數據的準確性和穩定性。

本發明的另一個目的在于提出一種光譜測量方法。

為達到上述目的，本發明一方面實施例提出了一種光譜測量系統，包括：微型光譜儀，用于通過采集光路采集待測樣品的光譜，并通過濾光片進行濾波分光；標準反射板，用于反射可見光光譜能量，以初始光譜信息；移動終端，所述移動終端具有LED(Light Emitting Diode，發光二極管)燈和攝像頭，用于對所述待測樣品進行照明，并且獲取初始參考光譜強度，并且獲取所述照相機的暗噪聲強度和所述待測樣品的光譜強度，以根據所述初始參考光譜強度、所述暗噪聲強度和待測樣品的光譜強度得到所述待測樣品的光譜反射率。

本發明實施例的光譜測量系統，通過添加LED燈和攝像頭的移動終端作為照明光源和標準反射板，從而可以在任何不同的采集環境下獲取相同標準的光譜數據，提高測量的適用性，并且有效地保證光譜數據的準確性和穩定性，結構簡單，受雜散光影響小，光譜信息采集準確。

另外，根據本發明上述實施例的光譜測量系統還可以具有以下附加的技術特征：

進一步地，在本發明的一個實施例中，還包括：導光通道，用于將所述移動終端發出的LED燈光傳導到所述待測樣品的表面。

可選地，在本發明的一個實施例中，所述導光通道為導光管或者光纖。

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述導光通道的出光光軸和所述采集光路的采集光軸之間的夾角大于等于10°且小于等于80°。

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述標準反射板采用漫反射或者鏡面反射，其中，所述標準反射板為硫酸鋇標準板、氧化鎂標準板，或者所述標準反射板為鏡子或不銹鋼。

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述標準反射板固定在所述微型光譜儀的保護蓋內側或者卡在滑道內。

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述攝像頭為灰度相機或者RGB相機。

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述LED燈為所述移動終端內置或者所述移動終端的外接設備。

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述外接設備為外接LED光源、外接氙燈光源或者外接鹵鎢燈光源。

為達到上述目的，本發明另一方面實施例提出了一種光譜測量方法，包括以下步驟：打開移動終端的LED燈，并且將標準反射板完全覆蓋微型光譜儀的采集光路；通過導光通道對所述標準反射板進行照射；利用所述微型光譜儀和所述移動終端，以獲取初始參考光譜強度；關閉所述LED燈，并保持所述標準反射板位置不動，利用所述微型光譜儀和所述移動終端獲取所述移動終端的照相機的暗噪聲強度；打開所述光源，并且移開所述標準反射板，將所述采集光路對準待測樣品，以獲得所述待測樣品的光譜強度；根據所述初始參考光譜強度、所述暗噪聲強度和所述光譜強度得到所述待測樣品的光譜反射率。

本發明實施例的光譜測量方法，通過添加LED燈和攝像頭的移動終端作為照明光源和標準反射板，從而可以在任何不同的采集環境下獲取相同標準的光譜數據，提高測量的適用性，并且有效地保證光譜數據的準確性和穩定性，結構簡單，受雜散光影響小，光譜信息采集準確。

本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為根據本發明一個實施例的光譜測量系統的結構示意圖；

圖2為根據本發明一個實施例的光譜測量方法的流程圖。