CN112730311A - 物品光谱的采集设备 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种物品光谱的采集设备，包括：透明容纳腔，用于通过其上的开口容纳被测试物品；密封盖，用于封闭所述透明容纳腔的开口，其中所述密封盖面向容纳腔内部的一面布置有防水光源，用于照射所述被测试物品；以及光传感器阵列，插接在MCU控制器上，并布置在所述透明容纳腔与所述开口相对的透明容纳腔的底部外侧面对所述光源。
Description
技术领域
本公开提供一种物品光谱的采集设备，尤其是涉及一种物品样品的近红外光谱的采集设备。
背景技术
在现有的光谱采集设备中，光源和光接收装置布置在被测试试剂瓶外的两侧。光源发射的光需要穿过试剂瓶两侧的外壁。这种结构一方面由于光源所发出的光需需要闯过两层试剂瓶的侧壁，导致光量会出现衰减；另一方面，由于试剂瓶通常为柱状，试剂瓶的外壁通常形状制作成规则形状比较难，而且试剂瓶的摆放使得光接收装置与光源之间的相对位置关系也不易调整。这回影响到光谱采集的效果。
因此，人们希望能够获得一种方便而又能够获得较高光谱采集效果的采集设备。
发明内容
本公开的目的在于满足人们的上述需求，提供一种物品光谱的采集设备，包括：透明容纳腔，用于通过其上的开口容纳被测试物品；密封盖，用于封闭所述透明容纳腔的开口，其中所述密封盖面向容纳腔内部的一面布置有防水光源，用于照射所述被测试物品；以及光传感器阵列，插接在MCU控制器上，并布置在所述透明容纳腔与所述开口相对的透明容纳腔的底部外侧面对所述光源。
根据本公开的物品光谱的采集设备，其中所述光传感器阵列集成了多个光干涉滤波器，每一个滤波器对应一个光通道，每个光通道对应一个光电接收单元，用于将接收到的光信号转换为电信号。
根据本公开的物品光谱的采集设备，其中所述MCU控制器从串口外部输入的指令，根据所接收的指令进行波特率配置、进行光谱采集以及按照配置的波特率通过串口将采集到的光谱信号发送到外部处理设备。
根据本公开的物品光谱的采集设备，其中所述MCU控制器从串口外部输入的指令，根据所接收的指令进行波特率配置、进行光谱采集以及按照配置的波特率通过串口将采集到的光谱信号发送到外部处理设备
采用本公开的物品光谱的采集设备，光源发出的光仅仅一次穿过试剂瓶底部，因此极大地减少了光的吸收，因此，减少了对光谱检测结果的影响。而且，根据本公开的容纳腔的底部更容易获得平坦的底部，平坦很容易实现，因此，光源和光接收装置之间的相对位置更加容易确定。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1所示的是根据本公开的实施例的物品光谱的采集设备的示意图。
图2所示的是采用本公开的物品光谱的采集设备所获得采集光谱示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一光干涉滤波器也可以被称为第二光干涉滤波器，类似地，第二光干涉滤波器也可以被称为第一光干涉滤波器。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
为了使本领域技术人员更好地理解本公开，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细说明。
图1所示的是根据本公开的实施例的物品光谱的采集设备的示意图。如图1所示，物品光谱的采集设备包括透明容纳腔10、密封盖20、光源30、MCU控制器40以及光传感器阵列50。透明容纳腔10用于通过其上的开口容纳被测试物品60。在透明容纳腔10内装入被测试物品60后，通过密封盖20封闭所述透明容纳腔的开口。在密封盖20面向容纳腔内部的一面布置有防水光源30。该防水光源30通过电源线与MCU控制器40相连，并基于MCU控制器40从其与外部的接口接收到的指令信号按照预定的配置进行发射光。
光传感器阵列50插接在MCU控制器40上，并布置在所述透明容纳腔10与所述开口相对的透明容纳腔10的底部的外侧面对所述光源30。透明容纳腔10的底部是一个透明的平坦底壁，当光源30发光时，光线穿过被测试物品60以及透明容纳腔10的平坦底壁到达光传感器阵列50。
光传感器阵列50集成了多个光干涉滤波器。每一个滤波器对应一个光通道，每个光通道对应一个光电接收单元(未示出)，用于将接收到的光信号转换为电信号。光电接收单元还可以进一步与模数转换单元相连，将电信号从模拟信号转换成数字信号。
所述MCU控制器40通过串口从外部获得指令，并根据所接收的指令进行波特率配置、进行光谱采集以及按照配置的波特率通过串口将采集到的光谱信号发送到外部处理设备。外部处理设备例如是一种便携式电子设备，例如智能手机。串口例如为USB接口。串口建立成功后，通过串口指令，配置光谱传感器的相关参数。举例而言，串口是否正常、积分时间、增益、温度，例如AT串口是否正常、ATTIME设定光谱传感器工作时的积分时间、ATGAIN设定光谱传感器工作时的积分增益、ATTEMP读取光谱传感器工作时的芯片温度等等。
外部处理设备可以通过MCU控制器40获取被测试物品的光谱数据以及采集设备自身信息，并设定其采集光谱数据的频率，发出开始采集的指令等，对所采集的数据进行异常判断处理，从而对采集到的原始数据初步分析，排除掉明显不合理不正常的数据，并且提示发出警报。
根据本公开的物品光谱的采集设备在使用之前，可以进行暗电流去除处理。首先要测试暗电流。在光源30不开启时，通过外部处理设备指令MCU控制器40启动光传感器阵列50信号采集，从而获得无光源时的光谱传感器数据Id。随后在透明容纳腔10中放入被测样品，打开光源30的情况下测得被测样品的光谱数据Ic，从而获得暗电流I，即I＝Ic-Id。从而在随后的使用过程中，通过外部处理设备对实际采样信号去除该暗电流I
图2所示的是采用本公开的物品光谱的采集设备所获得采集光谱示意图。如图2所示，在根据本公开的物品光谱的采集设备的透明容纳腔10中容纳不同的食用油液体，并开启光源，获取各种食用油在近红外光谱阶段获得不同的光通量。
从图2所示的结果可以看出，不同的食用油在不同相同的近红外光谱阶段具有不同的光通量。这种不同测试品在同一波段的光谱下具有不同的光通量结果或特征曲线形式，能够使得用户能够将不同的测试样品彼此之间区分开来。
图2仅仅显示了一种类别的物品之间的在近红外光谱波段下的不同特征曲线。在其他同类的物品之间，在近红外光谱波段下的不同特征曲线，因此有助于对同类物品进行区分和识别。
综上所述，本公开的物品光谱的采集设备可广泛用于物品的识别，尤其是利用近红外光谱针对不同物品的不同光通量曲线来识别同类中的不同物品。更重要的是，本公开的物品光谱的采集设备由于将光传感器阵列50直接布置在容纳腔10的平坦的底壁之外，并将光源布置在容纳腔10的入口之内，能够减少光衰减，并方便确定光源30光传感器阵列50的相对位置。
以上对本公开的具体实施方式的描述，仅仅为了帮助理解本公开的发明构思，这并不意味着本公开所有应用只能局限在这些特定的具体实施方式。本领域技术人员应当理解，以上所述的具体实施方式，只是多种优选实施方式中的一些示例。任何体现本公开权利要求的具体实施方式，均应在本公开权利要求所要求保护的范围之内。本领域技术人员能够对上文各具体实施方式中所记载的技术方案进行修改或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本公开的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换或者改进等，均应包含在本公开权利要求的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种物品光谱的采集设备，包括：
透明容纳腔，用于通过其上的开口容纳被测试物品；
密封盖，用于封闭所述透明容纳腔的开口，其中所述密封盖面向容纳腔内部的一面布置有防水光源，用于照射所述被测试物品；以及
光传感器阵列，插接在MCU控制器上，并布置在所述透明容纳腔与所述开口相对的透明容纳腔的底部外侧面对所述光源。
2.根据权利要求1所述的物品光谱的采集设备，其中所述光传感器阵列集成了多个光干涉滤波器，每一个滤波器对应一个光通道，每个光通道对应一个光电接收单元，用于将接收到的光信号转换为电信号。
3.根据权利要求2所述的物品光谱的采集设备，其中所述MCU控制器从串口外部输入的指令，根据所接收的指令进行波特率配置、进行光谱采集以及按照配置的波特率通过串口将采集到的光谱信号发送到外部处理设备。
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