RU184760U1 - Mini spectrometer for smartphone - Google Patents
Mini spectrometer for smartphone Download PDFInfo
- Publication number
- RU184760U1 RU184760U1 RU2018123654U RU2018123654U RU184760U1 RU 184760 U1 RU184760 U1 RU 184760U1 RU 2018123654 U RU2018123654 U RU 2018123654U RU 2018123654 U RU2018123654 U RU 2018123654U RU 184760 U1 RU184760 U1 RU 184760U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- smartphone
- spectrum
- mini
- spectrometer
- camera
- Prior art date
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 21
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229920002972 Acrylic fiber Polymers 0.000 claims abstract description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 3
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 3
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000010437 gem Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 3
- 102100027340 Slit homolog 2 protein Human genes 0.000 description 2
- 101710133576 Slit homolog 2 protein Proteins 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/18—Generating the spectrum; Monochromators using diffraction elements, e.g. grating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
- G01J3/0218—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using optical fibers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
- G01J3/0218—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using optical fibers
- G01J3/0221—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using optical fibers the fibers defining an entry slit
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к малогабаритным спектральным приборам, предназначенным для измерения характеристик спектра, определения длины волны источника излучения, и может быть использована в различных областях народного хозяйства, а также в геммологии, для оперативного контроля драгоценных камней. Мини-спектрометр выполнен с возможностью подключения к смартфону и состоит из непрозрачного корпуса, в котором расположены: акриловый световод, щелевая камера с входной щелью расположенной под углом 35°, монолитное акриловое тело, на входной поверхности которого вклеена проходящая пластиковая дифракционная решетка, выходная поверхность срезана под углом 45°, покрыта алюминием и фторидом магния, служит выходным зеркалом, выполненным с возможностью проецирования спектра на камеру смартфона для его регистрации и обработки. Техническим результатом является уменьшение габаритов мини-спектрометра и погрешности измерения регистрируемых параметров спектра излучения, а также повышение функциональности и универсальности смартфона. 4 ил. The utility model relates to measuring equipment, namely to small-sized spectral devices designed to measure the characteristics of the spectrum, determine the wavelength of the radiation source, and can be used in various fields of the national economy, as well as in gemology, for the operational control of precious stones. The mini-spectrometer is designed to be connected to a smartphone and consists of an opaque case, in which are located: an acrylic fiber, a slit camera with an entrance slit located at an angle of 35 °, a monolithic acrylic body, on the input surface of which a passing plastic diffraction grating is glued, the output surface is cut off at an angle of 45 °, covered with aluminum and magnesium fluoride, serves as an output mirror made with the possibility of projecting the spectrum onto the smartphone’s camera for its registration and processing. The technical result is to reduce the dimensions of the mini-spectrometer and measurement errors of the recorded parameters of the radiation spectrum, as well as increasing the functionality and versatility of the smartphone. 4 ill.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к малогабаритным спектральным приборам, предназначенным для измерения характеристик спектра, определения длины волны источника излучения, и может быть использована в различных областях народного хозяйства, а также в геммологии, для оперативного контроля драгоценных камней.The utility model relates to measuring equipment, namely to small-sized spectral devices designed to measure the characteristics of the spectrum, determine the wavelength of the radiation source, and can be used in various fields of the national economy, as well as in gemology, for the operational control of precious stones.
Известен спектральный прибор с продольным разложением света в спектр, (RU 2359239, МПК G01J 3/22, опубл. 20.06.09), содержащий канал излучения, плоское зеркало, диспергирующий элемент, в качестве диспергирующего элемента используется компакт-диск, на котором при помощи маски сохранена узкая кольцевая щель, при этом зеркальная поверхность компакт-диска представляет собой спиральную дорожку, шаг которой соизмерим с длиной волны видимого света, введен светочувствительный датчик с шаговым приводом или линейка фотодиодов.A known spectral device with longitudinal decomposition of light into a spectrum, (RU 2359239, IPC G01J 3/22, publ. 06/20/09), containing a radiation channel, a flat mirror, a dispersing element, a dispersive disk is used as a dispersing element, on which using the mask retains a narrow annular gap, while the mirror surface of the CD is a spiral path, the step of which is comparable with the wavelength of visible light, a photosensitive sensor with a step drive or a line of photodiodes are introduced.
Основными недостатками указанного прибора является отсутствие блока обработки, невозможность непосредственного наблюдения спектр излучения, громоздкость и неудобство проведения измерений.The main disadvantages of this device are the lack of a processing unit, the inability to directly observe the radiation spectrum, the bulkiness and inconvenience of measurements.
Известен также прибор спектрального разложения света и измерения длин волн, взятый за прототип (RU №2472117, МПК G01J 3/18, G02F1/00 опубл. 10.01.2013, Бюл. №1), состоящий из непрозрачного корпуса и диспергирующего элемента, в качестве которого применен компакт-диск, установленный внутри корпуса, отличающийся тем, что для регистрации спектра излучения использован расположенный вне корпуса цифровой фотоаппарат, к экрану которого прикреплена шкала измерения длин световых волн, объектив фотоаппарата вставлен в прикрепленную к внутренней стенке корпуса трубку, внутренний диаметр которой соответствует внешнему диаметру объектива, через отверстие, выполненное в передней стенке корпуса; слева от отверстия расположен канал излучения в виде щели, а в качестве диспергирующего элемента использован фрагмент компакт-диска, вырезанный перпендикулярно направлению дорожек диска, шириной не менее высоты канала излучения и прикрепленный к противоположной стороне корпуса перпендикулярно трубке с объективом.Also known is a device for spectral decomposition of light and measuring wavelengths, taken as a prototype (RU No. 2472117, IPC G01J 3/18, G02F1 / 00 publ. 10.01.2013, Bull. No. 1), consisting of an opaque body and a dispersing element, as which uses a compact disk installed inside the housing, characterized in that for recording the emission spectrum a digital camera located outside the housing is used, to the screen of which a scale for measuring light wavelengths is attached, the camera lens is inserted into the pipe wall attached to the inner wall It has an inner diameter which corresponds to the outer diameter of the lens, through an opening formed in the front wall of the housing; a radiation channel in the form of a slit is located to the left of the hole, and a fragment of a compact disk cut out perpendicular to the direction of the disk tracks with a width of at least the height of the radiation channel and attached to the opposite side of the housing perpendicular to the tube with the lens is used as a dispersing element.
Основным недостатком данного устройства является отсутствие блока обработки, неточность измерения длины волны, а так же громоздкость устройства.The main disadvantage of this device is the lack of processing unit, the inaccuracy of measuring the wavelength, as well as the bulkiness of the device.
Технической задачей полезной модели является создание мини-спектрометра для смартфона, работающего в первом порядке длин волн, с целью регистрации, первичной обработки спектра, определения длин волн в диапазоне 400-760 нм, оценки качества спектра источника излучения и выявления его особенностей.The technical task of the utility model is to create a mini-spectrometer for a smartphone operating in the first order of wavelengths for the purpose of registration, primary processing of the spectrum, determination of wavelengths in the range 400-760 nm, estimation of the quality of the spectrum of the radiation source and its features.
Технический результат заключается в повышении функциональности и универсальности смартфона при одновременном уменьшении габарита мини-спектрометра и погрешности измерения регистрируемых параметров спектра излучения.The technical result consists in increasing the functionality and versatility of a smartphone while reducing the size of the mini-spectrometer and the measurement error of the recorded parameters of the radiation spectrum.
Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве мини-спектрометра для смартфона, состоящем из непрозрачного корпуса, внутри которого размещено оптически однородное монолитное тело из акрила, с одной стороны которого вклеена проходная пластиковая дифракционная решетка, с другой стороны сформировано выходное зеркало для проецирования спектра на камеру смартфона. Камерой смартфона производится регистрация спектра излучения, процессором смартфона производится обработка параметров регистрируемого спектра согласно специально разработанной программе, результат обработки спектра выводится на экран смартфона.This is achieved by the fact that in the proposed device of a mini-spectrometer for a smartphone, consisting of an opaque case, inside which an optically homogeneous monolithic body made of acrylic is placed, on one side of which a plastic diffraction grating is glued, and on the other hand, an output mirror is formed to project the spectrum onto the camera a smartphone. The smartphone’s camera registers the emission spectrum, the smartphone’s processor processes the parameters of the recorded spectrum in accordance with a specially developed program, the result of spectrum processing is displayed on the smartphone’s screen.
Оптически однородное монолитное акриловое тело в мини-спектрометре применено для устранения проблем связанных с юстировкой, регулировкой, вибрацией и т.д. Неиспользуемые поверхности акрилового тела покрываются черным эпоксидным клеем с показателем преломления приблизительно равным показателю преломления акрилового тела.An optically homogeneous monolithic acrylic body in a mini-spectrometer is used to eliminate problems associated with alignment, adjustment, vibration, etc. Unused surfaces of the acrylic body are coated with black epoxy adhesive with a refractive index approximately equal to the refractive index of the acrylic body.
Применение смартфона удобно для пользователя, т.к. позволяет быстро производить регистрацию спектра, визуально наблюдать полученное изображение спектра излучения, оперативно обрабатывать полученное изображение. Специально разработанная программа позволяет выполнять три базовых спектроскопических измерения, а именно: измерять спектры поглощения, отражения и испускания. Интерфейс программы позволяет выбирать способ обработки спектра, отобразить данные в режиме реального времени, оценить работу спектрометра и оперативно изменить настройки, сразу же отобразить результат изменения и сохранить данные.Using a smartphone is convenient for the user, as allows you to quickly register the spectrum, visually observe the received image of the radiation spectrum, quickly process the received image. A specially designed program allows you to perform three basic spectroscopic measurements, namely: to measure the absorption, reflection, and emission spectra. The program interface allows you to choose a spectrum processing method, display data in real time, evaluate the operation of the spectrometer and quickly change settings, immediately display the result of the change and save the data.
На фиг. 1 представлен общий вид мини-спектрометра, укрепленного на смартфоне.In FIG. 1 shows a general view of a mini-spectrometer mounted on a smartphone.
На фиг. 2 представлена оптическая схема спектрометра.In FIG. 2 shows the optical layout of the spectrometer.
На фиг. 3 представлен общий вид мини-спектрометра в корпусе.In FIG. 3 shows a general view of a mini spectrometer in a housing.
На фиг. 4 представлен экран смартфона с интерфейсом программы управления, регистрации и обработки спектра излучения.In FIG. Figure 4 shows the screen of a smartphone with the interface of a program for controlling, recording, and processing the radiation spectrum.
Общий вид мини-спектрометра укрепленного на смартфоне, показан на фиг. 1. Мини-спектрометр (фиг. 2) состоит из акрилового световода 1, входной щели 2 расположенной на щелевой камере 3, пластиковой дифракционной решетки 4, вклеенной на входной поверхности 5 монолитного акрилового тела 6, выходной поверхности 7, срезанной под углом 45°, покрытой алюминием и фторидом магния для защиты алюминиевого покрытия от окисления на воздухе, и являющейся выходным зеркалом для проецирования спектра на камеру смартфона.A general view of a mini spectrometer mounted on a smartphone is shown in FIG. 1. The mini-spectrometer (Fig. 2) consists of an acrylic fiber 1, an entrance slit 2 located on the slit chamber 3, a plastic diffraction grating 4 glued on the
Прибор работает следующим образом (фиг. 3). Излучение исследуемого источника света через акриловый световод 1 проецируется на щель 2 (4×0,2 мм), находящуюся на щелевой камере 3 под скользящим углом 35°. Далее изображение щели проецируется на проходящую пластиковую дифракционную решетку 4 (1000 штр./мм), вклеенную на входную поверхность 5 монолитного акрилового тела 6. Разложенное решеткой в спектр изображение щели, пройдя монолитное акриловое тело, поступает на плоское зеркало 7 и, отразившись от него, проецируется в объектив камеры смартфона.The device operates as follows (Fig. 3). The radiation of the investigated light source through the acrylic fiber 1 is projected onto the slit 2 (4 × 0.2 mm) located on the slotted chamber 3 at a sliding angle of 35 °. Next, the image of the slit is projected onto a passing plastic diffraction grating 4 (1000 lines / mm) glued onto the
Мини-спектрометр, был реализован и проверен экспериментально, он позволяет с высокой степенью точности исследовать характеристики спектра источников излучения.The mini-spectrometer has been implemented and tested experimentally; it allows a high degree of accuracy to study the characteristics of the spectrum of radiation sources.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018123654U RU184760U1 (en) | 2018-06-28 | 2018-06-28 | Mini spectrometer for smartphone |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018123654U RU184760U1 (en) | 2018-06-28 | 2018-06-28 | Mini spectrometer for smartphone |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU184760U1 true RU184760U1 (en) | 2018-11-07 |
Family
ID=64103891
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018123654U RU184760U1 (en) | 2018-06-28 | 2018-06-28 | Mini spectrometer for smartphone |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU184760U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU205270U1 (en) * | 2021-04-05 | 2021-07-06 | Михаил Геннадьевич Даниловских | Mini-spectrograph for field measurements |
RU218163U1 (en) * | 2022-09-06 | 2023-05-15 | Михаил Юрьевич Моденов | MULTIWAVE SPECTROMETER WITH DATA STREAM CAMPING |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2472117C1 (en) * | 2011-07-19 | 2013-01-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" | Instrument of light spectral decomposition and light wavelength measurement |
US8885161B2 (en) * | 2011-10-12 | 2014-11-11 | Spectroclick, Inc. | Energy dispersion device |
US9599533B2 (en) * | 2014-05-22 | 2017-03-21 | Abl Ip Holding Llc | Accessory to configure portable device with camera (E.G. smartphone) as lighting meter |
GB2549827A (en) * | 2016-03-09 | 2017-11-01 | Li Meijun | An attachable spectroscope to an auxiliary CCD or CMOS camera as detector for gem identification |
-
2018
- 2018-06-28 RU RU2018123654U patent/RU184760U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2472117C1 (en) * | 2011-07-19 | 2013-01-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" | Instrument of light spectral decomposition and light wavelength measurement |
US8885161B2 (en) * | 2011-10-12 | 2014-11-11 | Spectroclick, Inc. | Energy dispersion device |
US9599533B2 (en) * | 2014-05-22 | 2017-03-21 | Abl Ip Holding Llc | Accessory to configure portable device with camera (E.G. smartphone) as lighting meter |
GB2549827A (en) * | 2016-03-09 | 2017-11-01 | Li Meijun | An attachable spectroscope to an auxiliary CCD or CMOS camera as detector for gem identification |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU205270U1 (en) * | 2021-04-05 | 2021-07-06 | Михаил Геннадьевич Даниловских | Mini-spectrograph for field measurements |
RU218163U1 (en) * | 2022-09-06 | 2023-05-15 | Михаил Юрьевич Моденов | MULTIWAVE SPECTROMETER WITH DATA STREAM CAMPING |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9316539B1 (en) | Compact spectrometer | |
US9316540B1 (en) | Compact spectrometer | |
CN204535899U (en) | Glass surface stress detection device | |
JP6113730B2 (en) | Emission and transmission optical spectrometers | |
US20110299083A1 (en) | Sample analyzing apparatus | |
TWI804751B (en) | Optical measurement devices, optical devices and user devices | |
CN104062007A (en) | Mobile phone spectrograph module and mobile phone spectrograph with mobile phone spectrograph module | |
CN105115907A (en) | Measuring device for optical filter spectrum transmittance | |
US20120250022A1 (en) | Hand-Held Color Measurement Device | |
JP3014216B2 (en) | Spectral radiation flux measuring device and total luminous flux measuring device | |
US9618390B2 (en) | Optical device and electronic apparatus | |
RU184760U1 (en) | Mini spectrometer for smartphone | |
WO2001001070A1 (en) | Light source device, spectroscope comprising the light source device, and film thickness sensor | |
US20120307240A1 (en) | Spectrophotometer and method for determining performance thereof | |
US8164747B2 (en) | Apparatus, system and method for optical spectroscopic measurements | |
RU2472117C1 (en) | Instrument of light spectral decomposition and light wavelength measurement | |
JP2005156343A (en) | Spectroscopic device and optical filter for spectroscopic device | |
Firago et al. | Radiometric calibration of fiber optic spectrophotometers | |
Zhao et al. | Visible smartphone spectrometer based on the transmission grating | |
CN219348139U (en) | Portable stray light tester | |
JP4606814B2 (en) | Lens meter | |
CN208520483U (en) | Optical source wavelength measurement spectrometer | |
CN220419152U (en) | Spectrometer | |
CN210719408U (en) | Dust-proof spectrum tester | |
RU142199U1 (en) | TRACK GAS ANALYZER |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190629 |