CN110082335A - 一种红外、拉曼和激光三通道点对点实时融合的测量系统 - Google Patents
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Abstract
一种红外、拉曼和激光三通道点对点实时融合的测量系统，该系统包括一个深紫外激光器，闸控电路，拉曼光成像ICCD，激光成像CCD，红外交平面探测器，以及对应的拉曼长通滤光片、紫外激光滤光片、红外滤光片等；该系统使用激光测距来标测目标点的距离，通过计算激光到达目标点以及返回到探测器的时间，并通过精确控制闸控电路实现对ICCD接收闸门的开关动作，实现对目标点上的拉曼散射光成像ICCD，系统同时实现对目标点的点对点红外焦平面探测器成像和颗粒物反射激光CCD成像。该系统可以遥测用于对目标点的气体成分、颗粒物大小及温度测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种红外、拉曼和激光三通道点对点实时融合的测量系统，尤其是涉及一个在壳体内包含有一个深紫外激光激光器，激光成像CCD、一个闸控电路，以及该电路所控制的拉曼散射光成像ICCD、红外交平面探测器所构成的可以实现点对点融合的三通道测量系统。
背景技术
目前人们对大气污染物的测量是通过抽气取样的办法，采用气相色谱，质谱联用，远红外吸收光谱仪，近红外吸收光谱仪，气体传感探测器等对污染物进行检测。这些传统测量是必须将物料取样后再引入到遮光的观察腔体内才能进行测量。测量速度慢，对一些高温区域就无法采样，对大气中就根本无法实现对特征污染物、颗粒物和温度的点对点融合测量，更不能在大气环境下分层次测量。
目前我们所见到的与拉曼测量有关的发明专利有：专利公开号107449767A，授权公告号：104713865B，授权公告号：104713865B等，这些专利一是不能在大气中实现三通道点对点融合测量，更无法实现分层测量和大气中的远距离的遥测，这些仪器的测量距离短，甚至只能在真空室的环境中进行。
发明内容
为了实现在大气环境下，远距离分层的测量、以及实现对颗粒物大小、成分、温度三通道点对点融合遥测，本发明是采用一个深紫外激光器，它的激光波长是266nm的紫外激光，该266nm激光可以在日光环境下不作屏蔽测量直接测量探测物，并实现对目标物的深紫外激光CCD成像，该深紫外激光也不会穿透眼球到达视网膜致盲。
所述的一种红外、拉曼和激光三通道点对点实时融合的测量系统能同时测量目标物的拉曼散射信号。它是通过一个精确控制的闸控电路来实现对ICCD接收闸门的开关动作，使拉曼散射信号到达接收器时，在纳秒量级的开关速度上，实现ICCD闸门的开关动作，这样就有效的避免了大气背景光对拉曼信号的噪声干扰，实现对目标点上特征物成分的拉曼散射光谱成像。
所述的一种红外、拉曼和激光三通道点对点实时融合的测量系统还能同时通过红外滤光片，测量获得目标物的红外信号，实现在一个红外红焦平面的热成像。
所述的一种红外、拉曼和激光三通道点对点实时融合的测量系统的三通道信号可以分别成像或点对点融合成像在显示屏幕上。
本发明是结合深紫外激光测距技术、闸控电路控制技术，以及红外焦平面技术实现对目标点在大气环境下的点对点融合测量，以及实现分层测量。该系统操可以实现实时测量，测量速度快，设备操作灵活，可以广泛用于对工业生产线的污染物泄露在线监控和预警、用于对大气污染的实时测量、以及对爆炸物等有毒有害气体的远距离遥测。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步的描述。
图1为本发明实施例一种红外、拉曼和激光三通道点对点实时融合的测量系统结构示意图。
具体实施方式
参照附图1为本发明实施例一种红外、拉曼和激光三通道点对点实时融合的测量系统结构示意图。该系统是由一个深紫外激光器(101)、闸控电路(103)，拉曼光成像ICCD(119)，激光成像CCD(112)，红外交平面探测器(113)，以及对应的拉曼长通滤光片(114)、紫外激光滤光片(111)、红外滤光片(116)等组成；该系统使用激光测距来标测目标点的距离，通过计算激光飞到目标点及回到探测器的时间，并通过精确控制闸控电路实现对ICCD接收闸门的开关动作，实现对目标点上的拉曼散射光成像ICCD(119)，同时实现目标点上的红外红焦平面探测器成像(113)和颗粒物反射激光成像CCD(112)。
参照附图1，深紫外激光器(101)所采用的波长是266nm的紫外激光，该266nm激光可以在日光环境下不作屏蔽测量直接测量探测物，并实现激光成像CCD，该紫外激光也不会穿透眼球到达视网膜致盲。相对应的系统组件有：光阑(102)、反射镜(104)、反射镜(105)、次镜(106)、主镜(108)、聚焦镜(110等)、二向色镜(109)、深紫外滤光镜(111)，最后成像在深紫外激光CCD(112)上。
参照附图1，该系统能同时测量目标物(100)的拉曼散射信号，是通过一个精确控制的闸控电路(103)来实现对ICCD(119)接收闸门(118)的开关动作，实现对目标点(100)上的拉曼散射光ICCD成像的。该拉曼散射激光是通过二个二向色镜(109)、拉曼长通道滤光片(114)以及聚焦镜后进入到一个与狭缝匹配的多光纤阵列(117)、该光纤阵列(117)是一个能拉曼光无衰减的一种光纤阵列，拉曼光再成像到ICCD(119)上。该ICCD是一个面阵CCD。
参照附图1，该系统还能同时测量目标物(100)的红外信号，是通过红外滤光片(116)实现红外红焦平面探测器(113)成像。
参照附图1，该系统的三通道信号可以分别成像或点对点融合成像在显示屏幕(115)上。
上面参考附图结合具体的实施例对发明进行了描述，然而，需要说明的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对上述实施例作出许多改变和修改，这些改变和修改都落在本发明的权利要求限定的范围内。
Claims (5)
1.一种红外、拉曼和激光三通道点对点实时融合的测量系统，该系统包括一个深紫外激光器，闸控电路，拉曼光成像ICCD，激光成像CCD，红外交平面探测器，以及对应的拉曼长通滤光片、紫外激光滤光片、红外滤光片等；该系统使用激光测距来标测目标点的距离，通过计算激光到达目标点以及返回到探测器的时间，并通过精确控制闸控电路实现对ICCD接收闸门的开关动作，实现对目标点上的拉曼散射光成像ICCD，系统同时实现对目标点的点对点红外焦平面探测器成像和颗粒物反射激光CCD成像。
2.根据权利要求1所述的一种红外、拉曼和激光三通道点对点实时融合的测量系统，其特征在于：该系统包括一个深紫外激光器，它所采用的波长是266nm的紫外激光，该266nm激光可以在日光环境下不作屏蔽测量直接测量探测物，并实现深紫外激光CCD成像，该紫外激光也不会穿透眼球到达视网膜致盲。
3.根据权利要求1所述的一种红外、拉曼和激光三通道点对点实时融合的测量系统，其特征在于：该系统能同时测量目标物的拉曼散射信号，是通过一个精确控制的闸控电路来实现对ICCD接收闸门的开关动作，实现对目标点上的拉曼散射光ICCD成像。
4.根据权利要求1所述的一种红外、拉曼和激光三通道点对点实时融合的测量系统，其特征在于：该系统还能同时测量目标物的红外信号，实现红外红焦平面成像。
5.根据权利要求1所述的一种红外、拉曼和激光三通道点对点实时融合的测量系统，其特征在于：该系统的三通道信号可以分别成像在显示屏幕上。
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