[發明專利]一種光譜采集裝置

在審

• 申請號: 202011255958.7
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112539835A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 徐榮網;李玉泉;吳志生;劉少龍
• 申請（專利權）人: 昆山書豪儀器科技有限公司
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/02
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 劉靜

本發明公開了一種光譜采集裝置，包括：控制模塊用于根據上位機發出的控制信號，生成相應的驅動信號并發送至采集模塊及模數轉換模塊；采集模塊，包括多個CMOS采集電路，用于根據驅動信號采集光譜模擬信號并發送給模數轉換模塊；模數轉換模塊根據驅動信號，將光譜模擬信號轉換為光譜數字信號，并將光譜數字信號通過控制模塊發送至上位機；供電模塊為控制模塊、采集模塊、模數轉換模塊供電。本發明設置多個CMOS采集電路，采集不同波長的光波，從而增加了采集光譜的波長范圍，并且減少了功耗、成本；控制模塊驅動采集模塊及模數轉換模塊，通過簡單的數字驅動，使得整個采集裝置穩定性更強。

技術領域

本發明涉及光譜技術領域，具體涉及一種光譜采集裝置。

背景技術

近年來以CCD芯片和光纖為基礎的微型光譜儀與拉曼光譜、LIBS光譜、熒光光譜等技術相結合，在環境、化工、農業等領域得到了廣泛的應用，為成分快速分析和生產過程的實時監控提供了很好的測量手段?；贑CD芯片的光譜儀不需要任何運動部件，可直接獲得完整的光譜譜圖，使得光譜儀器更為簡單。傳統的光譜信號采集技術一般都由國外把持，而且都是針對特定波段或特定功能的CCD，不但造價較高，在通用性方面較差。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的光譜儀成本高、功耗大、技術復雜的缺陷，從而提供一種光譜采集裝置。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明實施例提供一種光譜采集裝置，包括：控制模塊、采集模塊、模數轉換模塊及供電模塊，其中，控制模塊，其與上位機連接，用于根據上位機發出的控制信號，生成相應的驅動信號并發送至采集模塊及模數轉換模塊；采集模塊，包括多個CMOS采集電路，其與控制模塊連接，用于根據驅動信號，采集光譜模擬信號并發送給模數轉換模塊；模數轉換模塊，用于根據驅動信號，將光譜模擬信號轉換為光譜數字信號，并將光譜數字信號通過控制模塊發送至上位機；供電模塊，其分別與控制模塊、采集模塊、模數轉換模塊連接，用于為控制模塊、采集模塊、模數轉換模塊供電。

在一實施例中，控制模塊包括：驅動電路、電平轉換電路及緩沖電路，其中，驅動電路，其分別與上位機及模數轉換模塊連接，用于根據上位機發出的控制信號，生成模數轉換模塊驅動信號及多路采集模塊初始驅動信號，并將每路采集模塊初始驅動信號均發送至電平轉換電路，將模數轉換模塊驅動信號發送至模數轉換模塊；電平轉換電路，其與驅動電路連接，用于對每路采集模塊初始驅動信號均進行電平轉換；緩沖電路，其分別與電平轉換電路及采集模塊連接，用于對每路電平轉換后的采集模塊初始驅動信號進行抗干擾處理，得到多路采集模塊驅動信號。

在一實施例中，驅動電路包括：FPGA芯片及其外圍電路，其中，FPGA芯片通過其外圍電路與上位機連接。

在一實施例中，電平轉換電路包括：多個電平轉換芯片，其中，每個電平轉換芯片均通過FPGA芯片的外圍電路與FPGA芯片連接，并與緩沖電路連接。

在一實施例中，緩沖電路包括：多個抗干擾芯片，其中，每個抗干擾芯片與均與一個電平轉換芯片對應連接。

在一實施例中，每個COMS采集電路均與一個抗干擾芯片對應連接，且每個CMOS采集電路均包括一個CMOS傳感器及其外圍電路，每個CMOS傳感器用于采集對應的預設波長的光譜模擬信號。

在一實施例中，模數轉換模塊包括：多個模數轉換電路，其中，每個模數轉換電路均包括一個模數轉換芯片及其外圍電路，每個轉換芯片通過其外圍電路及預設數量的CMOS傳感器的外圍電路，與預設數量的CMOS傳感器連接，并通過其外圍電路及FPGA芯片的外圍電路，與FPGA芯片連接。

在一實施例中，供電模塊包括：兩個電源轉換芯片，每個電源轉換芯片均與電力線路連接，用于將電力線路電壓轉換為不同電壓等級的供電電壓。

在一實施例中，光譜采集裝置還包括：通訊模塊，其分別與控制模塊及上位機連接，用于實現控制模塊及上位機之間的通訊。