CN217819974U - 融合多波长响应的反射光测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型特别涉及一种融合多波长响应的反射光测量系统，包括多波长光源、光谱反演单元、微控制单元以及物体放置平台，所述的物体放置平台用于托撑待检测物体，微控制单元控制多波长光源依次打开不同波长的LED灯，被测物体被照射后形成不同波长的反射光响应，接收反射光响应并转换成模拟信号输出至微控制单元，微控制单元对响应检测单元输出的模拟信号进行预处理后输出。使用多个不同波长的LED灯依次照射物体获得多个反射光响应，降低了检测成本且操作简单，利用多个反射光响应，就可以进一步的进行反射光谱的反演操作。
Description
技术领域
本实用新型涉及反射光谱测量技术领域，特别涉及一种融合多波长响应的反射光测量系统。
背景技术
反射光谱描述光反射比与波长之间的关系，可用来分析物质的组成成分与结构差异。反射光谱的优势在于无损直接测量样品并对样品的形态要求不高，可以是固体、液体或者固液混合等。同时，反射光谱信号在光纤中传输良好，可实现远距离测量和在线分析。近些年，反射光谱发展迅速且应用广泛，涉及农业、食品、地质勘测、临床医学等领域。使用传统的方法获取反射光谱需要光谱光度计，其成本高昂且操作专业性要求高。因此，开发一种低成本且操作简单的反射光谱测量装置具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种融合多波长响应的反射光谱测量装置，能够方便的采集不同波长LED灯的反射光。
为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种融合多波长响应的反射光测量系统，包括多波长光源、微控制单元以及物体放置平台，所述的物体放置平台用于托撑待检测物体，微控制单元控制多波长光源依次打开不同波长的LED灯，被测物体被照射后形成不同波长的反射光响应，接收反射光响应并转换成模拟信号输出至微控制单元，微控制单元对响应检测单元输出的模拟信号进行预处理后输出。
与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果：使用多个不同波长的LED灯依次照射物体获得多个反射光响应，降低了检测成本且操作简单，利用多个反射光响应，就可以进一步的进行反射光谱的反演操作。
附图说明
图1是本实用新型的流程示意图。
具体实施方式
下面结合图1，对本实用新型做进一步详细叙述。
参阅图1，本实用新型公开了一种融合多波长响应的反射光测量系统，包括多波长光源10、响应检测单元20、微控制单元40以及物体放置平台30，所述的物体放置平台30用于托撑待检测物体，微控制单元40控制多波长光源10依次打开不同波长的LED灯11，被测物体被照射后形成不同波长的反射光响应，接收反射光响应并转换成模拟信号输出至微控制单元40，微控制单元40对响应检测单元20输出的模拟信号进行预处理后输出。使用多个不同波长的LED灯11依次照射物体获得多个反射光响应，降低了检测成本且操作简单，利用多个反射光响应，就可以进一步的进行反射光谱的反演操作。
进一步地，所述的多波长光源10包括LED灯11、单模光纤12、光纤分路器13以及光源多模光纤14，LED灯11和单模光纤12均设置有多个且两者数量相同，各LED灯11射出的光线经过单模光纤12入射至光纤分路器13中，光纤分路器13的输入口数量与LED灯11数量相等，每个LED灯11对应连接一个单模光纤12，所有的单模光纤12均连接光纤分路器13，光纤分路器13的输出端通过光源多模光纤14传输并照射到待检测物体上。本实用新型中多波长光源10中设置了8个不同波长的LED灯11，因此这里采用的是1分8光纤分路器13，1分8光纤分路器13将多波长光源10射出的光线耦合到一路光源多模光纤14上，这样才能保证8个波长的光线都能从同一个角度和位置射向待测物体的表面。
进一步地，所述的响应检测单元20包括接收多模光纤21和光电检测器22，接收多模光纤21设置有一根且其一端位于待检测物体上方用于接收待检测物体的反射光响应，接收多模光纤21的另一端与光电检测器22相连，光电检测器22将光信号转换为对应的模拟电流信号后输出至微控制单元40。在实际使用时，光源多模光纤14和接收多模光纤21可以并联固定在一起，然后放置在距离物体放置平台30一定距离的正上方。
进一步地，所述的微控制单元40是以STM32为主控核心的控制系统，微控制单元40包括LED控制模块41和电学信号预处理模块42；LED控制模块41使用多个IO口以及共阳极电路完成控制各不同波长的LED灯11间隔打开和关闭，本实用新型中设置了8个IO口，并且由于不同波长的LED灯11需要使用不同的电流驱动，所以这里采用了TDM的方法，规定每间隔100ms自上而下依次启动和关闭LED灯11。电学信号预处理模块42将光电检测器22输出的模拟电流信号依次进行I-V变换、电压放大、杂波滤除、AD采样处理后得到代表反射光响应的数字电压信号，这些处理都是常规的信号处理方法，用于增强和去噪，以利于后续的处理。
本实用新型中的光电检测器22、STM32主芯片可以根据需求选择合适型号的产品。比如光电检测器22选择Thorlabs公司的APD130A2硅雪崩光电探测器，其可以接受波长为200-1000nm的入射光，带宽为30MHz，用于接收反射光。STM32主芯片选用意法半导体公司的高性能芯片STM32F103ZET6。
物体放置平台30通过可调节大小的压片夹固定待测物体，并通过可伸缩的升降架调节物体放置平台30的高度，以满足被测物体多形态的要求和达到最佳的检测效果。
Claims (4)
1.一种融合多波长响应的反射光测量系统，其特征在于：包括多波长光源(10)、响应检测单元(20)、微控制单元(40)以及物体放置平台(30)，所述的物体放置平台(30)用于托撑待检测物体，微控制单元(40)控制多波长光源(10)依次打开不同波长的LED灯(11)，被测物体被照射后形成不同波长的反射光响应，接收反射光响应并转换成模拟信号输出至微控制单元(40)，微控制单元(40)对响应检测单元(20)输出的模拟信号进行预处理后输出。
2.如权利要求1所述的融合多波长响应的反射光测量系统，其特征在于：所述的多波长光源(10)包括LED灯(11)、单模光纤(12)、光纤分路器(13)以及光源多模光纤(14)，LED灯(11)和单模光纤(12)均设置有多个且两者数量相同，各LED灯(11)射出的光线经过单模光纤(12)入射至光纤分路器(13)中，光纤分路器(13)的输入口数量与LED灯(11)数量相等，光纤分路器(13)的输出端通过光源多模光纤(14)传输并照射到待检测物体上。
3.如权利要求1所述的融合多波长响应的反射光测量系统，其特征在于：所述的响应检测单元(20)包括接收多模光纤(21)和光电检测器(22)，接收多模光纤(21)设置有一根且其一端位于待检测物体上方用于接收待检测物体的反射光响应，接收多模光纤(21)的另一端与光电检测器(22)相连，光电检测器(22)将光信号转换为对应的模拟电流信号后输出至微控制单元(40)。
4.如权利要求1所述的融合多波长响应的反射光测量系统，其特征在于：所述的微控制单元(40)是以STM32为主控核心的控制系统，微控制单元(40)包括LED控制模块(41)和电学信号预处理模块(42)；LED控制模块(41)使用多个IO口以及共阳极电路完成控制各不同波长的LED灯(11)间隔打开和关闭；电学信号预处理模块(42)将光电检测器(22)输出的模拟电流信号依次进行I-V变换、电压放大、杂波滤除、AD采样处理后得到代表反射光响应的数字电压信号。
Priority Applications (1)
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| CN202221191652.4U CN217819974U (zh) | 2022-05-17 | 2022-05-17 | 融合多波长响应的反射光测量系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN217819974U true CN217819974U (zh) | 2022-11-15 |
Family
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Family Applications (1)
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| CN202221191652.4U Active CN217819974U (zh) | 2022-05-17 | 2022-05-17 | 融合多波长响应的反射光测量系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
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2022
- 2022-05-17 CN CN202221191652.4U patent/CN217819974U/zh active Active
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