光谱测量系统及测量方法技术方案

本发明专利技术公开了一种光谱测量系统及测量方法，其中，系统包括：微型光谱仪，用于通过采集光路采集待测样品的光谱，并通过滤光片进行滤波分光；标准反射板，用于反射可见光光谱能量，以初始光谱信息；移动终端，移动终端具有LED灯和摄像头，用于对待测样品进行照明，并且获取初始参考光谱强度，并且获取照相机的暗噪声强度和待测样品的光谱强度，以根据初始参考光谱强度、暗噪声强度和待测样品的光谱强度得到待测样品的光谱反射率。该系统可以在任何不同的采集环境下获取相同标准的光谱数据，提高测量的适用性，并且有效地保证光谱数据的准确性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
光谱测量系统及测量方法
本专利技术涉及光谱仪
，特别涉及一种光谱测量系统及测量方法。
技术介绍
随着近些年仪器科学领域的迅速发展，光谱检测仪器的研究已日趋成熟，在化学、生物、材料等领域发挥着其独有的优势。相关技术中，实验室中使用的都是超大型、大型、中型光谱仪，光谱分辨率已经满足要求，但是庞大的体积、苛刻的使用条件、昂贵的价格是阻碍其应用范围的重要因素，而且大型光谱仪仍然只能在实验室中使用。因此，光谱仪的微型化成为了光谱仪器开发的热门研究方向。微型光谱仪有诸多优点：使用简单、体积小、便于携带、成本低等，然而这些优点是建立在牺牲掉一部分性能指标的基础上。因此，如何能够在如此小的体积上保证光谱采集的准确性及较高的分辨精度，成为重中之重。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种光谱测量系统，该系统可以提高测量的适用性，并且有效地保证光谱数据的准确性和稳定性。本专利技术的另一个目的在于提出一种光谱测量方法。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种光谱测量系统，包括：微型光谱仪，用于通过采集光路采集待测样品的光谱，并通过滤光片进行滤波分光；标准反射板，用于反射可见光光谱能量，以初始光谱信息；移动终端，所述移动终端具有LED(LightEmittingDiode，发光二极管)灯和摄像头，用于对所述待测样品进行照明，并且获取初始参考光谱强度，并且获取所述照相机的暗噪声强度和所述待测样品的光谱强度，以根据所述初始参考光谱强度、所述暗噪声强度和待测样品的光谱强度得到所述待测样品的光谱反射率。本专利技术实施例的光谱测量系统，通过添加LED灯和摄像头的移动终端作为照明光源和标准反射板，从而可以在任何不同的采集环境下获取相同标准的光谱数据，提高测量的适用性，并且有效地保证光谱数据的准确性和稳定性，结构简单，受杂散光影响小，光谱信息采集准确。另外，根据本专利技术上述实施例的光谱测量系统还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，还包括：导光通道，用于将所述移动终端发出的LED灯光传导到所述待测样品的表面。可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述导光通道为导光管或者光纤。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述导光通道的出光光轴和所述采集光路的采集光轴之间的夹角大于等于10°且小于等于80°。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述标准反射板采用漫反射或者镜面反射，其中，所述标准反射板为硫酸钡标准板、氧化镁标准板，或者所述标准反射板为镜子或不锈钢。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述标准反射板固定在所述微型光谱仪的保护盖内侧或者卡在滑道内。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述摄像头为灰度相机或者RGB相机。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述LED灯为所述移动终端内置或者所述移动终端的外接设备。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述外接设备为外接LED光源、外接氙灯光源或者外接卤钨灯光源。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种光谱测量方法，包括以下步骤：打开移动终端的LED灯，并且将标准反射板完全覆盖微型光谱仪的采集光路；通过导光通道对所述标准反射板进行照射；利用所述微型光谱仪和所述移动终端，以获取初始参考光谱强度；关闭所述LED灯，并保持所述标准反射板位置不动，利用所述微型光谱仪和所述移动终端获取所述移动终端的照相机的暗噪声强度；打开所述光源，并且移开所述标准反射板，将所述采集光路对准待测样品，以获得所述待测样品的光谱强度；根据所述初始参考光谱强度、所述暗噪声强度和所述光谱强度得到所述待测样品的光谱反射率。本专利技术实施例的光谱测量方法，通过添加LED灯和摄像头的移动终端作为照明光源和标准反射板，从而可以在任何不同的采集环境下获取相同标准的光谱数据，提高测量的适用性，并且有效地保证光谱数据的准确性和稳定性，结构简单，受杂散光影响小，光谱信息采集准确。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术一个实施例的光谱测量系统的结构示意图；图2为根据本专利技术一个实施例的光谱测量方法的流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的光谱测量系统。图1是本专利技术一个实施例的光谱测量系统的结构示意图。如图1所示，该光谱测量系统10包括：微型光谱仪100、标准反射板200和移动终端300。其中，微型光谱仪100用于通过采集光路101(图中未标识)采集待测样品20的光谱，并通过滤光片102进行滤波分光。标准反射板200用于反射可见光光谱能量，以初始光谱信息。移动终端300如手机具有LED灯301和摄像头，用于对待测样品20进行照明，并且获取初始参考光谱强度，并且获取照相机的暗噪声强度和待测样品20的光谱强度，以根据初始参考光谱强度、暗噪声强度和待测样品的光谱强度得到待测样品的光谱反射率。本专利技术实施例的系统10可以在任何不同的采集环境下获取相同标准的光谱数据，提高测量的适用性，并且有效地保证光谱数据的准确性和稳定性。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，本专利技术实施例的系统10还包括：导光通道400。其中，导光通道400用于将移动终端300发出的LED灯光传导到待测样品20的表面。可以理解的是，本专利技术实施例的系统基于手机的带有标准光源和标准板进行光谱测量，其中，微型光谱仪100有一光谱采集光路101，可(通过滤波或分光等方式)对(特定位置的)待测样品20的光谱进行采集，并将光谱分光出射。光源用于提供标准光源。导光通道400使用导光管或光纤将手机LED光以较低损耗传导到采集光路101，照射在待测样品20上。高反射率标准板200其能够对可见光光谱能量进行较高的反射，用于获取初始光谱信息。带有摄像头的智能手机，用于对微型光谱仪100光谱分光出射后的成像设备，即采集并记录待测样品20的光谱信息。本专利技术实施例不但结构简单，受杂散光影响小，光谱信息采集准确。其中，微型光谱仪100分光原理可采用光栅式、薄膜滤光片式、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统)法布里波罗滤波式等，在此不做具体限制。可选地，在本专利技术的一个实施例中，导光通道400为导光管或者光纤。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，导光通道400的出光光轴和采集光路101的采集光轴之间的夹角大于等于10°且小于等于80°。也就是说，导光通道400可选用导光管、光纤等材料，将光源的出射光以较低损耗，较小发散角出射到另一个地方。其中，导光通道400的出光光轴与光谱采集光轴之间的夹角，可以是10°至80°任意一角度，比如27°。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，标准反射板200采用漫反射或者镜面反射，其中，标准反射板200可以为硫酸钡标准板、氧化镁标准板，或者标准反射板200可以为镜子或不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光谱测量系统，其特征在于，包括：微型光谱仪，用于通过采集光路采集待测样品的光谱，并通过滤光片进行滤波分光；标准反射板，用于反射可见光光谱能量，以初始光谱信息；以及移动终端，所述移动终端具有LED灯和摄像头，用于对所述待测样品进行照明，并且获取初始参考光谱强度，并且获取所述照相机的暗噪声强度和所述待测样品的光谱强度，以根据所述初始参考光谱强度、所述暗噪声强度和待测样品的光谱强度得到所述待测样品的光谱反射率。

【技术特征摘要】
1.一种光谱测量系统，其特征在于，包括：微型光谱仪，用于通过采集光路采集待测样品的光谱，并通过滤光片进行滤波分光；标准反射板，用于反射可见光光谱能量，以初始光谱信息；以及移动终端，所述移动终端具有LED灯和摄像头，用于对所述待测样品进行照明，并且获取初始参考光谱强度，并且获取所述照相机的暗噪声强度和所述待测样品的光谱强度，以根据所述初始参考光谱强度、所述暗噪声强度和待测样品的光谱强度得到所述待测样品的光谱反射率。2.根据权利要求1所述的光谱测量系统，其特征在于，还包括：导光通道，用于将所述移动终端发出的LED灯光传导到所述待测样品的表面。3.根据权利要求2所述的光谱测量系统，其特征在于，所述导光通道为导光管或者光纤。4.根据权利要求2所述的光谱测量系统，其特征在于，所述导光通道的出光光轴和所述采集光路的采集光轴之间的夹角大于等于10°且小于等于80°。5.根据权利要求1所述的光谱测量系统，其特征在于，所述标准反射板采用漫反射或者镜面反射，其中，所述标准反射板为硫酸钡标准板、氧化镁标准板，或者所述标准反射板为镜子或不锈钢。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴琼海，高彬，张晶，邵航，范静涛，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11