[發明專利]基于自校準的近紅外光譜儀、校準方法和使用方法

在審

• 申請號: 202110281834.4
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN112903588A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 李希杰;雷勇
• 申請（專利權）人: 四川虹信軟件股份有限公司
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/359;G01N21/27
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 吳中偉

本發明涉及近紅外光譜技術領域，本發明基于自校準的近紅外光譜儀、校準方法和使用方法通過根據光波長和校準光譜傳感器內部溫度與環境溫度的差計算出的校準光譜傳感器的控制電壓值對測試光譜傳感器的控制電壓進行校準和補償，解決了近紅外光譜儀在進行光譜檢測時，受溫度影響導致檢測精度不高的問題，本發明適用于近紅外光譜儀。

技術領域

本發明涉及近紅外光譜技術領域，特別涉及基于自校準的近紅外光譜儀、校準方法和使用方法。

背景技術

近年來，隨著近紅外光譜技術的飛速發展，無損檢測理念已經開始慢慢滲透人們的生活，在無損檢測方面，近紅外技術因具有易操作、安全高效等優點而受到大眾的青睞，市面上出現了各種各樣的近紅外光譜儀，但他們都存在一個普遍的缺點，那便是：在進行光譜檢測時，受溫度影響較為嚴重，導致檢測精度不高。

發明內容

本發明所解決的技術問題：提供一種基于自校準的近紅外光譜儀、校準方法和使用方法解決近紅外光譜儀在進行光譜檢測時，受溫度影響導致檢測精度不高的問題。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案：基于自校準的近紅外光譜儀包括控制芯片、電源模塊、測試光譜傳感器和紅外溫度傳感器；所述控制芯片分別與電源模塊、測試光譜傳感器和紅外溫度傳感器相連；

所述控制芯片用于通過控制測試光譜傳感器的電壓實現對測試光譜傳感器發出的光波長控制，根據測試光譜傳感器內部溫度和紅外溫度傳感器采集到的環境溫度的差值和當前發出的紅外光波長計算出控制電壓，并根據計算出的控制電壓對實際控制電壓進行校準和補償；

所述電源模塊用于供電；

所述測試光譜傳感器用于發射測試紅外光和采集被測物反射的測試近紅外光數據，以及將內部溫度數據傳給控制芯片；

所述紅外溫度傳感器用于測試環境溫度。

進一步的，該近紅外光譜儀還包括存儲單元，所述存儲單元與控制柜芯片相連，用于存儲數據。

進一步的，該近紅外光譜儀還包括校準光譜傳感器，所述校準光譜傳感器與控制芯片相連，發射測試紅外光和采集被測物反射的測試近紅外光數據，以及將內部溫度數據傳給控制芯片。

進一步的，該近紅外光譜儀還包括隔光板和無線通信模塊；所述隔光板用于在物理上將校準光譜傳感器和測試光譜傳感器隔絕；所述無線通信模塊與控制芯片相連，實現遠程控制近紅外光譜儀和上傳數據，所述遠程控制包括設置檢測光波段和歩距。

進一步的，該近紅外光譜儀還包括顯示屏、按鍵和USB模塊，所述顯示屏與控制芯片相連，用于顯示檢測過程中的數據和檢測結果，所述按鍵與控制芯片相連，所述按鍵包括近紅外開關機按鍵，所述USB模塊與控制芯片相連，用于充電和調試。

進一步的，測試光譜傳感器和校準光譜傳感器均包括多個光譜傳感器，所述多個光譜傳感器并聯。

進一步的，該近紅外光譜儀還包括外置光源，所述外置光源與控制芯片相連，用于消除雜光干涉。

近紅外光譜儀自校準方法，包括以下步驟：

S001、近紅外光譜儀開機，控制芯片讀取存儲單元中的數據，所述數據包括預設電壓差V；

S002、設置近紅外光譜儀歩距和檢測光波段；

S003、控制芯片根據設置的檢測光波段和歩距，計算出檢測光譜傳感器依次發出的紅外光的波長，根據紅外光的波長計算控制測試光譜傳感器的控制電壓V1，控制測試光譜傳感器依次發射相應波長的紅外光；

S004、在每次發射紅外光時，紅外光譜傳感器將內部溫度T1傳給控制芯片，控制芯片通過紅外溫度傳感器獲得環境溫度T2，控制芯片通過T1與T2的差和當前發射紅外光的波長，計算出理論控制電壓V2；