CN118169061A

CN118169061A - 监测系统和监测方法

Info

Publication number: CN118169061A
Application number: CN202211579950.5A
Authority: CN
Inventors: 朱志强; 龚露倩; 张鸿; 黄志雷
Original assignee: Beijing Heguang Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Heguang Technology Co ltd
Priority date: 2022-12-09
Filing date: 2022-12-09
Publication date: 2024-06-11

Abstract

本发明提供一种监测系统和监测方法，其中所述监测系统包括光源、样品测量通道、参照测量通道以及光谱芯片，其中所述样品测量通道用于盛放待测物，其中所述光源发出的光被引导至所述样品测量通道和参照测量通道，被引导至所述样品测量通道的部分光被待测物吸收，剩余部分光被所述光谱芯片接收，并获取测量信号I_sample，被引导至所述参照测量通道的部分光经所述参照测量通道被所述光谱芯片接收，并获取参考信号I_reference，以及在没有入射光的情况下，所述光谱芯片获取暗电流信号I_dark，根据获得的信号，计算对应的吸光度A，其中，再根据吸光度A判断待测物情况。

Description

监测系统和监测方法

技术领域

本发明涉及水质监测技术领域，尤其涉及一种监测系统和监测方法。

背景技术

水质(water quality)，是水体质量的简称。它标志着水体的物理(如色度、浊度、臭味等)、化学(无机物和有机物的含量)和生物(细菌、微生物、浮游生物、底栖生物)的特性及其组成的状况。河水的成分取决于流经地区的岩土类型以及补给源，并且水质检测监控过程中需使用水质监控装置。

传统监测方法主要是基于化学检测方法和电化学方法，化学检测方法通常在化验室中经过系列样品预处理，再跟特定试剂相互作用，经过吸光光度法检测，从而得出准去结果，因此化学法结果准确，但是由于其操作复杂，需要更换试剂，不适用于在线监测。电化学法一般测试待测溶液和经过选择透过膜之后的标准溶液的电势差(电压差)确定待测溶液的离子浓度，这种方法主要是对溶解在水中的离子进行监测，但是对于叶绿素和其他有机物无法检测。遥感技术和光谱技术是近年来发展比较快的新兴技术，其中遥感技术没有二次污染、可以大面积检测、寿命较长等优点已经被广泛应用于在线实时检测，但是遥感法设备成本较高，没有主动光源，测试受环境等影响因素较大。

紫外/可见/近红外光谱技术由于：(一)不需要检测人员去水体现场采样，不需要试验室化学分析试验，不需要使用化学试剂；(二)适用于对各种水体的各种水质参数进行连续、实时原位监测，为水体水质变化和水污染事件发生发展提供实时数据报告，如果结合相应的环境信息数据及分析模型，还可以进行水体水质变化和水污染事件发生发展预警；(三)系统可靠性高，保养检修间隔期长，维护工作量小，运行费用低；(四)系统设备操作简便，用户可以根据监测与检测需要对系统工作任务进行相应设置。因此，相对于遥感技术，光谱技术更适合于水体的原位监测。

但是光学测量所用到的光源和元器件难免存在老化问题，仪器的信号逐渐波动，导致测量结果不准确；其次天然河水、湖水等水表水温四季差异较大，对水密度和水氢键都有较大影响，从而导致吸光度的漂移和波长位移，造成检测结果误差较大。

发明内容

本发明的一个主要优势在于提供一种监测系统和监测方法，其中所述监测系统基于光谱检测技术对水质进行检测，不需要检测人员去水体现场采样，不需要试验室化学分析试验，不需要使用化学试剂。

本发明的另一个优势在于提供一种监测系统和监测方法，其中所述监测系统适用于对各种水体的各种水质参数进行连续、实时原位监测，为水体水质变化和水污染事件发生发展提供实时数据报告，如果结合相应的环境信息数据及分析模型，还可以进行水体水质变化和水污染事件发生发展预警。

本发明的另一个优势在于提供一种监测系统和监测方法，其中所述监测系统的系统可靠性高，保养检修间隔期长，维护工作量小，运行费用低。

本发明的另一个优势在于提供一种监测系统和监测方法，其中所述监测系统的系统设备操作简便，用户可以根据监测与检测需要对系统工作任务进行相应设置。

本发明的另一个优势在于提供一种监测系统和监测方法，其中所述监测系统可以通过只设置一个匀光件和一个光谱芯片分别获得测量信号I_sample和参照信号I_reference，有效解决电子元器件老化带来的问题。

依本发明的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本发明的一种监测系统，包括：

光源；

样品测量通道和参照测量通道，其中所述样品测量通道用于盛放待测物；以及

光谱芯片，其中所述光源发出的光被引导至所述样品测量通道和参照测量通道，被引导至所述样品测量通道的部分光被待测物吸收，剩余部分光被所述光谱芯片接收，并获取测量信号I_sample，被引导至所述参照测量通道的部分光经所述参照测量通道被所述光谱芯片接收，并获取参考信号I_reference，以及在没有入射光的情况下，所述光谱芯片获取暗电流信号I_dark，根据获得的信号，计算对应的吸光度A，其中，再根据吸光度A判断待测物情况。

根据本发明的一个实施例，进一步包括准直单元，其中所述准直单元位于所述光源的出射端。

根据本发明的一个实施例，进一步包括至少一分光单元，其中所述至少一分光单元被设置在所述光源的出射端，所述光源发出的光经所述分光单元被分成第一入射光和第二入射光，其中第一入射光沿所述测量进入到所述样品测量通道，所述第二入射光沿所述参照光路进入到所述参照测量通道。

根据本发明的一个实施例，进一步包括至少一可控分光单元，其中所述至少一分光单元被设置在所述光源的出射端，并且所述可控分光单元可控制产生第一入射光和/或第二入射光。

根据本发明的一个实施例，所述第一入射光和所述第二入射光的光强比值为4:6、3:7或者2:8。

根据本发明的一个实施例，进一步包括至少一匀光单元，其中所述匀光单元被设置在所述光谱芯片的光入射端的前方。

根据本发明的一个实施例，所述参照测量通道包括参照物和用于盛放所述参照物的另一容置空间，所述光源发出的第二入射光可沿所述参照光路经过所述参照测量通道，从而使得第二入射光部分被吸收、部分进入匀光件被匀化后，再被所述光谱芯片接收。

根据本发明的一个实施例，所述参照物为纯水。

根据本发明的一个实施例，进一步包括至少一反光单元，其中所述反光单元被设置在所述分光单元的出射端，通过所述反光单元调整出射光的方向。

根据本发明的一个实施例，所述反光单元进一步包括第一反光镜和第二反光镜，其中所述第一反光镜被设置在所述分光单元和所述参照测量通道之间，所述第二反光镜被设置在所述参照测量通道和所述光谱芯片之间。

根据本发明的一个实施例，进一步包括至少一遮光元件，其中所述遮光元件被设置在所述光谱芯片的光入射端，用于遮挡进入到所述光谱芯片的光。

根据本发明的一个实施例，所述遮光元件包括第一遮光件和第二遮光件，其中所述第一遮光件被设置在所述测量光路，所述第二遮光件被设置在所述参考光路。

根据本申请的另一方面，本申请进一步提供一种监测方法，其中所述监测方法包括如下步骤：

(a)分别发射光至待测物和参照物，其中部分光被所述待测物和所述参照物接收；

(b)由光谱芯片接收经所述待测物的光，并得到测量信号I_sample；和接收经所述参照物的光，并得到参考信号I_reference，以及在没有光的情况下由所述光谱芯片获取暗电流信号I_dark；以及

(c)根据所述光谱芯片获取的信号，计算所述待测物的吸光度A，其中再根据吸光度A判断待测物情况。

根据本发明的一个实施例，在所述监测方法的步骤(a)中，发射的光经分光元件被分成第一入射光和第二入射光，其中所述第一入射光进入样品测量通道，所述第二入射光进入参照测量通道，并且所述第一入射光进入待测物后部分光被吸收，剩余部分光被所述光谱芯片接收。

根据本发明的一个实施例，所述参照物为纯水。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明和附图得以充分体现。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述。在附图中，除非另有说明，相同的附图标记用于表示相同的部件。其中：

图1是根据本申请的一种监测系统的光谱芯片的结构示意图。

图2是根据本申请的第一较佳实施例的一种监测系统的系统示意图。

图3是根据本申请的第二较佳实施例的一种监测系统的系统示意图。

图4是根据本申请的第三较佳实施例的一种监测方法的方法步骤示意图。

具体实施方式

需要指出，附图示出的实施例仅作为示例用于具体和形象地解释和说明本发明的构思，其在尺寸结构方面既不必然按照比例绘制，也不构成对本发明构思的限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各个附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

参照本申请说明书附图之图1至图4，依照本申请的一种监测系统和监测方法在接下来的描述中被阐明。所述监测系统包括光源10，样品测量通道20、参照测量通道30以及光谱芯片40，其中待测物可被置于所述样品测量通道20，待测物可以为流体、气体甚至为固体等，所述参照测量通道30被用于设置对照物，比如待测物为水质时，所述对照物为纯水；待测物为空气时，所述对照物可以特定气体等。所述光源10发出的光被引导至所述样品测量通道20形成测量光路，并经所述样品测量通道20后到达所述光谱芯片40；所述光谱10发出的光被引导至所述参照测量通道30形成参照光路，并经所述参照测量通道30到达所述光谱芯片40。

需要说明的是，在本申请中，所述光源发出的光经所述测量光路照射所述待测物(待测水质)，即所述光源发出的部分光在所述样品测量通道20被所述待测物接收，通过所述样品测量通道20的部分光被所述光谱芯片40接收，以获取测量信号I_sample。所述光源发出的光经所述参照光路照射参照物(比如纯水)，即所述光源发出的部分光在所述参照测量通道30被所述参照物接收，通过所述参照测量通道30的部分光被所述光谱芯片40接收，以获取参考信号I_reference。在没有入射光的情况下，所述光谱芯片40获取暗电流信号I_dark。根据获得信号，计算对应的吸光度A，

其中，根据吸光度A判断待测物情况。

在本申请的所述监测系统中，所述光谱芯片40作为核心元件，获取待测物的光谱信号。所述光谱芯片40包括滤光结构41和图像传感器42，所述滤光结构41位于所述图像传感器42的感光路径上，滤光结构41为频域或者波长域上的宽带滤光结构。各处滤光结构41不同波长的通光谱不完全相同。滤光结构41可以是超表面、光子晶体、纳米柱、多层膜、染料、量子点、MEMS(微机电系统)、FP etalon(FP标准具)、cavity layer(谐振腔层)、waveguide layer(波导层)、衍射元件、光栅元器件等具有光散射特性的结构或者材料。例如，在本申请实施例中，可以以计算光谱技术为例，所述滤光结构41可以是中国专利CN201921223201.2中的光调制层，所述光谱芯片为计算光谱芯片。

图像传感器42可以是CMOS图像传感器(CIS)、CCD、阵列光探测器等。另外，所述光谱芯片40还包括数据处理单元43，所述数据处理单元43可以是MCU、CPU、GPU、FPGA、NPU、ASIC等处理单元，其可以将图像传感器生成的数据导出到外部进行处理。

更具体地，所述光调制层包括以特定样式排布的多个结构单元，所述结构单元按照一定周期排列。进一步，各个结构单元由至少一微纳结构构成，所述微纳结构可以实施为孔、柱、线等结构。

进一步，提供该光谱芯片40的工作原理，图像传感器42测得光谱响应后，传入数据处理单元进行恢复计算。该过程具体描述如下：

将入射光在不同波长λ下的强度信号记为x(λ)，光调制层的透射谱曲线记为T(λ)，光调制层上具有m个的结构单元，每一个结构单元的透射谱互不相同，整体来讲，光调制层可记为Ti(λ)(i＝1,2,3,…,m)。每一个结构单元下方都有相应的物理像素，探测经过光调制层调制的光强bi。在本申请的特定实施例中，以一个物理像素，即一个物理像素对应一个结构单元，但是不限定于此，在其它实施例中，也可以是多个物理像素为一组对应于一个结构单元。因此，在根据本申请实施例的计算光谱装置中，至少二个结构单元构成一个“光谱像素”，即可以理解为多个结构单元和对应的图像传感器42构成光谱像素。需要注意的是，所述光调制层的有效的透射谱(用以光谱恢复的透射谱，叫做有效的透射谱)Ti(λ)数量与结构单元数量可以不一致，所述滤光结构41的透射谱根据识别或恢复的需求人为的按照一定规则去设置、测试、或计算获得(例如上述每个结构单元通过测试出来的透射谱就为有效的透射谱)，因此所述光调制层的有效透射谱的数量可以比结构单元数量少，甚至也可能比结构单元数量多；该变形实施例中，某一个所述透射谱曲线并不一定是一个结构单元所决定。进一步，本发明可以用至少一个光谱像素去恢复光谱。

入射光的频谱分布和图像传感器42的测量值之间的关系可以由下式表示：

bi＝∫x(λ)*Ti(λ)*R(λ)dλ

再进行离散化，得

bi＝Σ(x(λ)*Ti(λ)*R(λ))

其中R(λ)为图像传感器的响应，记为：

Ai(λ)＝Ti(λ)*R(λ)，

则上式可以扩展为矩阵形式：

其中，bi(i＝1,2,3,…,m)是待测光透过光调制层后图像传感器42的响应，分别对应m个结构单元对应的图像传感器的光强测量值，当一个物理像素对应一个结构单元时，可以理解为m个‘物理像素‘对应的光强测量值，其是一个长度为m的向量。矩阵A(可以理解为透射谱曲线，亦可以称为透射谱矩阵)是系统对于不同波长的光响应，由光调制层的透过率和图像传感器的量子效率两个因素决定。A是矩阵，每一个行向量对应一个结构单元对不同波长入射光的响应，这里，对入射光进行离散、均匀的采样，共有n个采样点。A的列数与入射光的采样点数相同。这里，x(λ)即是入射光在不同波长λ的光强，也就是待测量的入射光光谱。在上述实现方式的基础上，将光谱像素进行阵列化处理，则可以实现快照式的光谱成像设备。

所述监测系统进一步包括至少一准直单元50，其中所述至少一准直单元50位于所述光源10的出射端，由于所述光源10发出的光具有发散角，所述光源10发出的光经所述准直单元50准直后变为平行光。优选地，在本申请的该优选实施例中，所述准直单元50被构造为准直镜。

所述监测系统进一步包括至少一分光单元60，其中所述至少一分光单元60被设置在所述光源10的出射端，通过所述分光单元60调整所述光源10光出射的方向。所述光源10发出的光经所述分光单元60被分成第一入射光和第二入射光，其中第一入射光沿所述测量进入到所述样品测量通道20，所述第二入射光沿所述参照光路进入到所述参照测量通道30。优选地，在本申请中，所述分光单元60被实施为分光镜。准直后的光经过所述分光单元60，其中部分光透过形成第一入射光，部分光反射形成第二入射光。优选地，所述第一入射光和所述第二入射光的光强比值为4:6、3:7或者2:8。

因此，在本申请的该优选实施例中，所述光源10发出的光经所述分光单元60，被分为所述第一入射光和所述第二入射光，其中所述第一入射光进入样品测量通道20，对待测物进行测量，所述第一入射光进入待测物后部分光被接收，部分光被所述光谱芯片40所接收，获得测量信号I_sample。第二入射光则进入参照测量通道30，所述第二入射光的部分光被参照光路组件中的参照物所接收，未被接收的光被所述光谱芯片40所接收，获得参考信号I_reference。在没有入射光的情况下，所述光谱芯片40获取暗电流信号I_dark。根据获得信号，计算对应的吸光度A，再根据吸光度A判断待测物情况。

所述监测系统进一步包括至少一匀光单元70，其中所述匀光单元70被设置在所述光谱芯片40的光入射端的前方，即入射光经所述匀光单元70被匀化后再被所述光谱芯片40接收。作为示例的，在本申请的该优选实施例中，所述匀光单元70可以为匀光片、余弦校正器等，用以对光进行匀化，使其从不小于90°的角度接收到光信号。

值得一提的是，一般光谱芯片对入射光角度比较敏感，现有情况下设置测量光路和参照光路一般需要设置两个光谱芯片进行分别接收，而本发明在所述光谱芯片40前方设置所述匀光单元70，由于匀光单元对入射光角度没有需求，因此测量光路和参照光路的入射光可以以任何角度到达所述匀光单元，并用所述匀光单元70对入射光进行匀化后，再将所述测量光路和参照光路的匀化后的入射光分别进入所述光谱芯片40。即通过设置匀光单元即可对入射光进行匀化，使得可以被所述光谱芯片40接收，又可以通过设置匀光单元70使得测量光路和参照光路可以共用一个光谱芯片。

值得一提的是，所述样品测量通道20具有用于盛放待测物的容置空间，所述光源10发出的第一入射光可沿所述检测光路经过所述样品测量通道20，从而使得第一入射光部分被待测物吸收，部分进入匀光件被匀化后，再被所述光谱芯片40接收。相应地，所述参照测量通道30包括参照物31和用于盛放所述参照物的另一容置空间，所述光源10发出的第二入射光可沿所述参照光路经过所述参照测量通道30，从而使得第二入射光部分被吸收、部分进入匀光件被匀化后，再被所述光谱芯片40接收。所述监测系统进一步包括至少一遮光元件90，其中所述遮光元件90被设置在所述光谱芯片40的光入射端，通过所述遮光元件90遮挡进入到所述光谱芯片40的光；从而可以实现所述测量光路和所述参照光路可以分别独立工作。

作为示例的，所述参照物31用以参照作用，例如水质监测中，本申请可以将参照物31设置为纯水，当监测系统被设置于某一水域，则参照物即水的温度会和待测区域水质的温度一样，从而可以水密度和水氢键较为一致，除去水温对监测结果的影响。

参照本申请说明书附图之图2所示，依照本申请第一较佳实施例的一种监测系统在接下来的描述中被阐明。在本申请的该优选实施例中，所述监测系统包括光源10、样品测量通道20、参照测量通道30、光谱芯片40、准直单元50、分光单元60、匀光单元70，其中所述光源10发射出光，经过所述准直单元50准直，即所述光源10具有发散角，通过所述准直单元50可以将有发散角的光变为几乎平行的光。将经过准直的光进入所述分光单元60，被分为第一入射光和第二入射光，其中所述第一入射光进入所述样品测量通道20，部分第一入射光会被所述样品测量通道内的待测样品所接收，最终第一入射光进入匀光单元70，被匀化后被所述光谱芯片40所接收；而第二入射光则经过所述参照测量通道30，其中所述参照测量通道30内有测试用的参照物31(纯水)，其中所述参照物31会对第二入射光进行部分接收、部分继续沿着光路进入匀光单元70被匀化，被所述光谱芯片40接收。

所述监测系统进一步包括至少一反光单元80，其中所述反光单元80被设置在所述分光单元60的出射端，通过所述反光单元80调整出射光的方向。因此，在本申请的该优选实施例中，所述反光单元80被设置在所述测量光路，即通过所述反光单元80调整所述第二入射光的传播方向。

详细地说，所述反光单元80进一步包括第一反光镜81和第二反光镜82，其中所述第一反光镜81被设置在所述分光单元60和所述参照测量通道30之间，经所述分光单元60出射的第二入射光被所述第一反光镜81反射至所述参照测量通道30；所述第二反光镜82被设置在所述参照测量通道30和所述光谱芯片40之间，经所述参照测量通道30射出的入射光经所述第二反光镜82反射至所述光谱芯片40。简言之，所述第二入射光从分光单元60出来后经过第一反光镜81反射进入参照测量通道30，在经过第二反光镜82反射进入所述匀光单元70，最终被所述光谱芯片40所接收。

所述监测系统进一步包括至少一遮光元件90，其中所述遮光元件90被设置在所述光谱芯片40的光入射端，通过所述遮光元件90遮挡进入到所述光谱芯片40的光。详细地说，在本申请的该优选实施例中，所述遮光元件90包括第一遮光件91和第二遮光件92，其中所述第一遮光件91被设置在所述测量光路，所述第二遮光件92被设置在所述参考光路。也就是说，所述第一遮光件91位于所述第一入射光的光路上(测量光路)，所述第二遮光件92位于所述第二入射光的光路上(参照光路)，所述第一遮光件91和第二遮光件92可以被控制打开和关闭，当需要获得测量信号I_sample，则控制所述第二遮光件92关闭，所述第一遮光件91打开，使得所述第一入射光可以的光可以通过第一遮光件91进入到所述匀光单元70，被所述光谱芯片40所接收，而第二入射光则被所述第二遮光件92所阻挡。同理，为了获得参考信号I_reference，则关闭所述第一遮光件91，打开所述第二遮光件92，使得第二入射光可以穿过，而第一入射光无法穿过。当获取所述暗电流信号I_dark时，则可以通过同时关闭第一遮光件91和第二遮光件92获得，或者关闭所述光源10。

本实施例通过所述第一反光镜81和所述第二反光镜82可以有效地将第二入射光进入匀光单元70，而匀光单元70对入射光进行匀化，并不需要考虑角度问题。因此，本发明可以在仅设置一个匀光单元70和一个光谱芯片40分别获得测量信号I_sample和参照信号I_reference，有效解决电子元器件老化带来的问题。优选地，所述第一反射镜81和第二反射镜82的镜面垂直放置。进一步地，在本申请的该优选实施例中，经所述分光单元60出射的所述第一入射光、第二入射光成45°进入所述匀光单元70。

值得一提的是，所述参照测量通道30内放置纯水，从而可以保持工作时，参照的纯水水温和待测水域或者样品的水温一致，可以有效排除水温对监测结果的影响。

参照本申请说明书附图之图3所示，依照本申请第一较佳实施例的一种监测系统在接下来的描述中被阐明。在本申请的该优选实施例中，所述监测系统包括光源10、样品测量通道20、参照测量通道30、光谱芯片40、准直单元50、可控分光单元60A、匀光单元70，其中所述光源10发射出光，经过所述准直单元50准直，即所述光源10具有发散角，通过所述准直单元50可以将有发散角的光变为几乎平行的光。将经过准直的光进入所述可控分光单元60A，被分为第一入射光和第二入射光，其中所述第一入射光进入所述样品测量通道20，部分第一入射光会被所述样品测量通道内的待测样品所接收，最终第一入射光进入匀光单元70，被匀化后被所述光谱芯片40所接收；而第二入射光则经过所述参照测量通道30，其中所述参照测量通道30内有测试用的参照物31(纯水)，其中所述参照物31会对第二入射光进行部分接收、部分继续沿着光路进入匀光单元70被匀化，被所述光谱芯片40接收。

与上述第一较佳实施例不同的是，在本申请的该优选实施例中，所述可控分光单元60A可控制光的出射方向，即所述可控分光单元60A可控制产生第一入射光和/或第二入射光，即所述可控分光单元60A集成了上述第一较佳实施例中的所述第一遮光件91和所述第二遮光件92。当需要获得测量信号I_sample时，所述可控分光单元60A只允许光透过，即只产生第一入射光。当需要获得参照信号I_reference时，所述可控分光单元60A只有反射效果，即只产生第二入射光。

参照本申请说明书附图之图4所示，依照本申请第三较佳实施例的一种监测方法在接下来的描述中被阐明。所述监测方法包括如下步骤：

(a)分别发射光至待测物和参照物，其中部分光被所述待测物和所述参照物吸收；

(b)由光谱芯片40接收经所述待测物的光，并得到测量信号I_sample；和接收经所述参照物的光，并得到参考信号I_reference，以及在没有光的情况下由所述光谱芯片40获取暗电流信号I_dark；以及

(c)根据所述光谱芯片40获取的信号，计算所述待测物的吸光度A，其中再根据吸光度A判断待测物情况。

在本申请的所述监测方法的步骤(a)中，发射的光经分光元件60被分成第一入射光和第二入射光，其中所述第一入射光进入样品测量通道20，所述第二入射光进入参照测量通道30，并且所述第一入射光进入待测物后部分光被吸收，剩余部分光被所述光谱芯片40接收。

在本申请的所述监测方法中，其中所述参照物为纯水。

需要理解的是，本申请虽然重点在水质监测领域使用，但是其亦可以在其他领域使用，并不限定为监测系统。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims

1.监测系统，其特征在于，包括：

光源；

2.根据权利要求1所述的监测系统，进一步包括至少一匀光单元，其中所述匀光单元被设置在所述光谱芯片的光入射端的前方。

3.根据权利要求2所述的监测系统，进一步包括准直单元，其中所述准直单元位于所述光源的出射端。

4.根据权利要求3所述的监测系统，进一步包括至少一分光单元，其中所述至少一分光单元被设置在所述光源的出射端，所述光源发出的光经所述分光单元被分成第一入射光和第二入射光，其中第一入射光沿所述测量进入到所述样品测量通道，所述第二入射光沿所述参照光路进入到所述参照测量通道。

5.根据权利要求4所述的监测系统，进一步包括至少一遮光元件，其中所述遮光元件被设置在所述光谱芯片的光入射端，用于遮挡进入到所述光谱芯片的光。

6.根据权利要求5所述的监测系统，其中所述遮光元件包括第一遮光件和第二遮光件，其中所述第一遮光件被设置在所述测量光路，所述第二遮光件被设置在所述参考光路。

7.根据权利要求3所述的监测系统，进一步包括至少一可控分光单元，其中所述至少一分光单元被设置在所述光源的出射端，并且所述可控分光单元可控制产生第一入射光和/或第二入射光。

8.根据权利要求4或6所述的监测系统，其中所述第一入射光和所述第二入射光的光强比值为4:6、3:7或者2:8。

9.根据权利要求8所述的监测系统，其中所述参照测量通道包括参照物和用于盛放所述参照物的另一容置空间，所述光源发出的第二入射光可沿所述参照光路经过所述参照测量通道，从而使得第二入射光部分被吸收、部分进入匀光件被匀化后，再被所述光谱芯片接收。

10.根据权利要求9所述的监测系统，其中所述参照物为纯水。

11.根据权利要求9所述的监测系统，进一步包括至少一反光单元，其中所述反光单元被设置在所述分光单元的出射端，通过所述反光单元调整出射光的方向。

12.根据权利要求11所述的监测系统，其中所述反光单元进一步包括第一反光镜和第二反光镜，其中所述第一反光镜被设置在所述分光单元和所述参照测量通道之间，所述第二反光镜被设置在所述参照测量通道和所述光谱芯片之间。

13.一种监测方法，其特征在于，其中所述监测方法包括如下步骤：

14.根据权利要求13所述的监测方法，其中在所述监测方法的步骤(a)中，发射的光经分光元件被分成第一入射光和第二入射光，其中所述第一入射光进入样品测量通道，所述第二入射光进入参照测量通道，并且所述第一入射光进入待测物后部分光被吸收，剩余部分光被所述光谱芯片接收。

15.根据权利要求14所述的监测方法，其中所述参照物为纯水。