[實用新型]一種小麥光譜光柵分光系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201822204162.3
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN209296142U
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設計）人: 華婧楠;劉暢;袁士猛;宋寧宇;張琦;段會龍;羅振宇;紀有軍
• 申請（專利權）人: 長春長光思博光譜技術有限公司
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28
• 代理公司: 北京科家知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 宮建華

本實用新型公開了一種小麥光譜光柵分光系統(tǒng)，包括：上位機、控制器、LED光源、放大器和A/D轉(zhuǎn)換器、樣品盤、LED光源；分光成像單元包括入射狹縫、平面反射鏡、聚焦系統(tǒng)和光柵，透鏡收集的樣品盤內(nèi)目標物的信號光，射入入射狹縫；入射狹縫透過的光進入平面反射鏡并反射至聚焦系統(tǒng)；光柵為閃耀光柵或者階梯光柵，其功能是對準平行光進行分光；光柵的分光進入進入光纖組并進入與放大器電連接的用于接收并轉(zhuǎn)化光電信號的光電信號轉(zhuǎn)換器，放大器與A/D轉(zhuǎn)換器電連接；上位機向控制器發(fā)送LED光源開啟指令。本實用新型基于成像光譜儀將成像技術和光譜技術結合在一起，檢測目標精準，能夠獲取多維目標信息的，檢測結果快速準確。

技術領域

本實用新型涉及糧食、食品固體樣品成分及含量分析技術領域，具體涉及一種小麥光譜光柵分光系統(tǒng)。

背景技術

現(xiàn)有的光譜類檢測儀，光線波長范圍寬泛，各透鏡或聚光鏡之間間距固定，監(jiān)測某一樣樣品時，龐雜波長的光譜較多，混淆監(jiān)測數(shù)據(jù)，使檢測結果不明了，準確度不高，因此，無法獲得準確的光譜強度數(shù)據(jù)，再有由于如小麥籽這樣質(zhì)樣較小的待測樣品在樣品盤內(nèi)排列堅實，透過率很低，使得現(xiàn)有的近紅外分析儀檢測到的弱電信號不足以達到被分析的強度，因此，無法獲得準確的光譜強度數(shù)據(jù)。

成像光譜儀將成像技術和光譜技術結合在一起，是一種能夠獲取多維目標信息的探測分析儀器。它通過對目標空間信息和光譜信息的獲取，識別物質(zhì)種類，分析目標的狀態(tài)。它本身可以獲取的目標空間信息是二維的，借助于掃描技術和空間多通道探測技術可以獲得三維空間信息。自從成像光譜儀出現(xiàn)之后，其在環(huán)境、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、土地資源、礦產(chǎn)資源監(jiān)測等遙感領域得到了廣泛應用，并逐漸向生化分析、工業(yè)生產(chǎn)等領域擴展，具有很高的研究價值。成像光譜儀一般由接收光學系統(tǒng)、狹縫、準直透鏡、衍射元件、會聚鏡、探測器及光譜信號的讀取、處理電路和分析軟件組成，在需要的情況下，還可以增加掃描結構。成像的過程一般是：目標物的輻射信息通過接收光學系統(tǒng)匯聚到狹縫處，經(jīng)過狹縫的調(diào)制到達準直鏡，此時信號光變成準平行光，之后按照不同時間順序到達色散元件，經(jīng)過色散元件的分光后不同波長的光會沿著不同的方向傳播，再經(jīng)過會聚鏡的成像作用將狹縫的像按照不同的波長會聚在探測器的不同位置，最后經(jīng)過處理電路及相應軟件的處理得到目標物的空間信息和光譜信息。但此技術在小麥等糧食檢測上還鮮有應用。

實用新型內(nèi)容

針對上述問題，本實用新型提供一種基于成像光譜儀將成像技術和光譜技術結合在一起，多檔可調(diào)的小麥光譜光柵分光系統(tǒng)，檢測目標精準，參數(shù)精準設置，能夠獲取多維目標信息的，檢測結果快速準確。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種小麥光譜光柵分光系統(tǒng)，包括：上位機，與上位機電連接的控制器，分別與控制器電連接的LED光源、放大器和A/D轉(zhuǎn)換器、樣品盤，LED光源透過樣品盤內(nèi)的目標物照射到透鏡，還包括分光成像單元，分光成像單元包括入射狹縫、平面反射鏡、聚焦系統(tǒng)和光柵，透鏡收集的樣品盤內(nèi)目標物的信號光，射入入射狹縫，入射狹縫的功能是準確定位所需要探測的信號光，防止其它光的干擾；入射狹縫透過的光進入平面反射鏡，平面反射鏡的功能是改變光路至聚焦系統(tǒng)，聚焦系統(tǒng)的功能是對目標物的信號光起到準直作用，并對光柵的衍射光起到聚焦作用；光柵為閃耀光柵或者階梯光柵，其功能是對準平行光進行分光；光柵的分光進入進入光纖組并進入與放大器電連接的用于接收并轉(zhuǎn)化光電信號的光電信號轉(zhuǎn)換器，放大器與A/D轉(zhuǎn)換器電連接；上位機向控制器發(fā)送LED光源開啟指令。

進一步的，樣品盤厚度為2～5mm。

進一步的，閃耀光柵或階梯光柵的傾斜角和刻劃線數(shù)目由公式(1)確定：

2dsinθ＝mλ； (1)

其中，d為光柵常數(shù)，具體為每毫米刻劃線數(shù)目的倒數(shù)，單位為毫米；θ為光柵的傾斜角，單位為度；m為光柵的衍射級數(shù)；λ為選定的基準波長，單位為毫米。

進一步的，透鏡與樣品盤之間的距離可調(diào)節(jié)，再次選擇進入樣品盤的光線波長。