[發明專利]包括多個光導的檢測器系統和包括檢測器系統的光譜儀

有效

• 申請號: 201780035732.6
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN109313077B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 博·勒夫奎斯特;佩爾·霍瓦特
• 申請（專利權）人: 波米爾公司
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;B07C5/34;G01J3/02;G01J3/32;G01N21/27
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 紀雯

提供了一種包括多個光導(11a，11b，11c，11d)在內的檢測器系統(100)。使用時每個光導(11a，11b，11c，11d)引導來自相應對象的入射光，其中借助于照明裝置(10)來提供入射光。檢測器系統(100)包括：衍射裝置(12)，用于將入射光衍射成不同波長范圍；至少一個聚焦器(13)，用于將離開光導的入射光投射到衍射裝置上；檢測器(14)，具有用于從所述多個光導接收衍射光的檢測器區域；以及控制單元(15)。這些被布置為基于脈沖定時參數使所述入射光一次僅脈動通過一個光導，并且基于脈沖定時參數記錄從每個光導衍射并由檢測器(14)檢測的光的光譜。

技術領域

本發明總體涉及一種用于光學檢測對象的對象特性(例如，質量)的檢測器系統。

背景技術

目前市場上有許多被配置用于許多不同應用的不同檢測器系統。一個這樣的應用是將質量不同的大量對象進行分類。這種對象的示例可以是不同類型的顆粒(例如，微粒)。可以照射這些對象，并且可以通過檢測器來收集從所述對象反射的或穿過所述對象的光。檢測器優選地產生多個測量變量，使得可以執行多變量分析以確定對象的質量。一些檢測器系統包括標準光譜儀，其具有用于入射光的門或端口。在端口處可以有光柵或棱鏡，用于將所接收的光衍射成不同的波長范圍。此外，這種檢測器系統可以包括多個反射鏡和/或透鏡，用于將衍射后的光投射到檢測器上。

最常見的檢測器由傳感器陣列組成，即有許多小檢測器或傳感器緊密布置在一起。這種檢測器是電荷耦合器件CCD(例如，線性CCD)。也可以使用傳感器陣列形式的檢測器，其不帶有電容器，但設置有其它放大選項。

檢測器系統可以被布置為檢測不同的波長范圍。如果銦鎵砷(InGaAs)二極管陣列用作為檢測器；則正常范圍可以是900nm至1700nm。例如，如果使用一個具有256個光電二極管的二極管陣列，則每個光電二極管將覆蓋3，125nm的波長范圍。這種檢測器具有256個不同波長范圍的分辨率，范圍從900nm到1700nm，每個寬度為3,125nm。在使用時，將監控由每個像素或光電二極管收集的光量，并且將示出針對每個像素或光電二極管的登記光量的圖表稱為光譜。對于相機，通常可以選擇適配于對象的亮度和像素或光電二極管的靈敏度的曝光時間，即每個像素需要多少光以得到良好的讀數(reading)。還存在二極管陣列，例如基于硅Si的二極管陣列，其工作波長范圍為400nm至1050nm。這種Si二極管陣列便宜得多，但缺點在于它明顯需要更多的光以給出質化的(qualitative)讀數，這指示曝光時間需要比針對InGaAs二極管陣列的曝光時間更長。

用于將對象進行分類的設備(例如，在WO2004/060585A1中提到的)，對每次曝光的時間提出了很高的要求。這種檢測器系統分類能力高達每通道每秒250個顆粒、或者每4ms1個顆粒。

然而，需要這樣一種檢測器系統：其從更多像素給出讀數，包括更快的通道改變和更低的延遲，同時允許更長的壽命、更低的光損失，但仍然能夠以高精度確定對象特性。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種減輕和/或消除上述缺點的檢測器系統。

該目的通過提供一種包括多個光導在內的檢測器系統來實現，使用時每個光導引導來自相應對象的入射光，其中借助于照明裝置來提供入射光。檢測器系統還包括衍射裝置，用于將入射光衍射成不同波長范圍內。至少一個聚焦器(例如，聚焦項)用于將離開光導的入射光投射到衍射裝置上。具有使用中的檢測器區域的檢測器接收來自多個光導的衍射光。檢測器系統還包括控制單元，控制單元被布置為操作照明裝置以便基于脈沖定時參數使入射光驅一次僅脈動通過一個光導，并且基于脈沖定時參數記錄從每個光導衍射并由檢測器檢測的光的光譜。

附圖說明

從參考附圖的各種實施例的以下描述中，本公開的實施例的這些和其他方面、特征和優點將是顯而易見并被闡述清楚，在附圖中：

圖1是檢測器系統的示意圖；