[實(shí)用新型]一種多探頭紅外光譜儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202221245677.8
• 申請(qǐng)日: 2022-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN217819987U
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 符堅(jiān);邢青濤;陳漢德;徐佳;寧志強(qiáng);符智豪;吳錦華;黃修彩;林正璽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海南聚能科技創(chuàng)新研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/359
• 分類號(hào): G01N21/359;G01N21/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實(shí)用新型公開了一種多探頭紅外光譜儀，包括系統(tǒng)電源供電電路模塊和依次電連接的光譜傳感器探頭電路模塊、ADC采樣電路模塊、DAC電壓輸出電路模塊；所述系統(tǒng)電源供電電路模塊為所述ADC采樣電路模塊、DAC電壓輸出電路模塊、光譜傳感器探頭電路模塊提供工作電壓；所述光譜傳感器探頭電路模塊的組件包括若干并聯(lián)的光譜傳感器探頭；所述光譜傳感器探頭的波段為1550nm～1850nm，且內(nèi)置MEMS?FPI可調(diào)諧濾波鏡片。本實(shí)用新型通過將多個(gè)光譜傳感器探頭并聯(lián)后與放大電路連接后輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)將各光譜探頭支路上的微弱電流信號(hào)疊加后再進(jìn)行放大，從而使得該光譜儀能夠檢測(cè)含量更低的成分，相較于單探頭光譜儀，具有檢測(cè)精度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種紅外光譜儀，尤其涉及一種多探頭紅外光譜儀。

背景技術(shù)

近紅外光譜是介于可見光(Vis)和中紅外(MIR)之間的電磁輻射波，美國(guó)材料檢測(cè)協(xié)會(huì)(ASTM)將近紅外光譜區(qū)定義為780-2526nm的區(qū)域，是人們?cè)谖展庾V中發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)非可見光區(qū)。近紅外光譜區(qū)與有機(jī)分子中含氫基團(tuán)(O-H、N-H、C-H)振動(dòng)的合頻和各級(jí)倍頻的吸收區(qū)一致，通過掃描樣品的近紅外光譜，可以得到樣品中有機(jī)分子含氫基團(tuán)的特征信息，而且利用近紅外光譜技術(shù)分析樣品具有方便、快速、高效、準(zhǔn)確和成本較低，不破壞樣品，不消耗化學(xué)試劑，不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，因此該技術(shù)受到越來越多人的青睞。目前，近紅外光譜廣泛應(yīng)用于食品檢測(cè)、化學(xué)成分檢測(cè)等領(lǐng)域。

然而，目前針對(duì)近紅外光線的檢測(cè)，單個(gè)探頭在使用的過程中，當(dāng)待檢測(cè)成分含量較低時(shí)，此時(shí)探頭的電信號(hào)會(huì)非常微弱，導(dǎo)致采樣時(shí)采不出信號(hào)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型公開了一種多探頭紅外光譜儀，通過將多個(gè)光譜傳感器探頭并聯(lián)后與放大電路連接后輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)將各光譜探頭支路上的微弱電流信號(hào)疊加后再進(jìn)行放大，從而使得該光譜儀能夠檢測(cè)含量更低的成分，相較于單探頭光譜儀，具有檢測(cè)精度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

一種多探頭紅外光譜儀，包括系統(tǒng)電源供電電路模塊和依次電連接的光譜傳感器探頭電路模塊、ADC采樣電路模塊、DAC電壓輸出電路模塊；所述系統(tǒng)電源供電電路模塊為所述ADC采樣電路模塊、DAC電壓輸出電路模塊、光譜傳感器探頭電路模塊提供工作電壓；所述光譜傳感器探頭電路模塊的組件包括若干并聯(lián)的光譜傳感器探頭；所述光譜傳感器探頭的波段為1550nm～1850nm，且內(nèi)置MEMS-FPI(法布里-珀羅干涉儀)可調(diào)諧濾波鏡片。該光譜傳感器探頭可以根據(jù)電壓的不同來調(diào)節(jié)傳輸波長(zhǎng)的范圍，通過在可調(diào)諧濾波片兩端施加26V～38V的電壓，即可采集到1550nm～1850nm范圍內(nèi)的光譜，相較于目前市面上單一探頭的傳感器模組能獲得干擾更小、精度更高的信號(hào)。

更優(yōu)的，所述的系統(tǒng)電源供電電路模塊采用搭載AP2104B的DC/DC芯片的電路模塊和搭載HX3608的DC/DC芯片的電路模塊組成；AP2104B的DC/DC芯片電路模塊提供恒定的5V輸出電壓；HX3608的DC/DC芯片電路模塊由電流模式PWM控制環(huán)路、誤差放大器、斜波補(bǔ)償電路、比較器和功率開關(guān)模塊組成，提供恒定的15V輸出電壓。AP2104B此電源芯片是一個(gè)具備低噪聲、恒定開關(guān)頻率(400kHz)的電容式電壓倍增器。輸入2.7至5.5V，產(chǎn)生恒定的5V輸出電壓，最大輸出電流能達(dá)到250mA。本電路采用新的電荷泵架構(gòu)，保證零負(fù)載情況下工作在恒定的開關(guān)頻率，并同時(shí)減少輸入和輸出紋波。該電路具有熱保護(hù)功能，能承受從VOUT到GND的持續(xù)短路。內(nèi)置的軟啟動(dòng)電路能防止啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生過大的浪涌電流。HX3608是一款微小型、高效率、升壓型DC/DC調(diào)整器，電路由電流模式PWM控制環(huán)路、誤差放大器、斜波補(bǔ)償電路、比較器和功率開關(guān)等模塊組成。該芯片可在較寬負(fù)載范圍內(nèi)高效穩(wěn)定的工作，內(nèi)置一個(gè)4A的功率開關(guān)和軟啟動(dòng)保護(hù)電路。高達(dá)93％的轉(zhuǎn)換效率能夠高效的延長(zhǎng)使用壽命。可以通過調(diào)整兩個(gè)外加電阻來設(shè)定輸出電壓。

更優(yōu)的，所述ADC采樣電路模塊包括采樣精密運(yùn)算放大器和ADC采樣芯片；所述采樣精密運(yùn)算放大器包括跨阻放大器和采樣同相比例放大器；所述光譜傳感器探頭電路、跨阻放大器、采樣同相比例放大器、ADC采樣芯片依次電連接。