拉曼光谱检测设备和用于拉曼光谱检测的样品安全性检测方法技术

本发明专利技术的实施例提供了一种拉曼光谱检测设备以及一种用于拉曼光谱检测的样品安全性检测方法。该拉曼光谱检测设备包括：激发光光源，配置成向待测样品发射激发光；光学装置，所述光学装置具有光谱检测光路和样品成像光路，所述光谱检测光路配置成收集来自所述待测样品被激发光照射的位置的光信号，所述样品成像光路配置成拍摄所述待测样品的图像；光谱仪，配置成接收来自所述光谱检测光路的光信号并由所述光信号生成待测样品的拉曼光谱；以及样品安全性判别装置，配置成基于由所述样品成像光路拍摄的所述待测样品的图像来确定待测样品的安全性。

Raman spectrum detection equipment and sample safety detection method for Raman spectrum detection

The embodiment of the invention provides a Raman spectrum detection device and a method for detecting the safety of the sample for the Raman spectrum detection. The Raman spectrum detection apparatus comprises a laser light source, configured for emitting excitation light to the sample to be tested; the optical device, the optical device has a spectral detection optical path and sample imaging optical path, the spectrum detection optical path is configured to collect from the sample to be detected by the excitation light shooting position light signal the sample image, the imaging optical path is configured to capture the sample; spectrometer is configured to receive the Raman spectrum from the spectrum detection optical signal optical path and the sample to be measured by the optical signal is generated; and sample safety judging device configured to determine the safety of the sample the image captured by the imaging optical path of the sample the sample to be detected based on.

【技术实现步骤摘要】
拉曼光谱检测设备和用于拉曼光谱检测的样品安全性检测方法
本专利技术的实施例涉及拉曼光谱检测领域，尤其涉及一种拉曼光谱检测设备和一种用于拉曼光谱检测的样品安全性检测方法。
技术介绍
拉曼光谱分析技术是一种以拉曼散射效应为基础的非接触式光谱分析技术，它能对物质的成分进行定性、定量分析。拉曼光谱是一种分子振动光谱，它可以反映分子的指纹特征，可用于对物质的检测。拉曼光谱检测通过检测待测物对于激发光的拉曼散射效应所产生的拉曼光谱来检测和识别物质。拉曼光谱检测方法已经广泛应用于液体安检、珠宝检测、爆炸物检测、毒品检测、药品检测、农药残留检测等领域。近年来，拉曼光谱分析技术在危险品检查和物质识别等领域得到了广泛的应用。在物质识别领域，由于各种物质的颜色、形状各异，人们通常无法准确判断物质的属性，而拉曼光谱由被检物的分子能级结构决定，因而拉曼光谱可作为物质的“指纹”信息，用于物质识别。因此拉曼光谱分析技术在海关、公共安全、食品药品、环境等领域有广泛应用。由于拉曼光谱需要用高功率密度的激光作为激发光源，可能具有较强的热效应，在样品未知的情况下，贸然检测有可能会导致样品被激光烧蚀损伤，甚至有可能导致激光引燃或引爆一些易燃易爆化学品，造成人身财产的损失。
技术实现思路
本专利技术旨在提出了一种拉曼光谱检测设备和一种用于拉曼光谱检测的样品安全性检测方法，其能够有效地避免在拉曼光谱信号采集中待测样品被激发光损毁所造成的检测风险。本专利技术的实施例提供了一种拉曼光谱检测设备，包括：激发光光源，配置成向待测样品发射激发光；光学装置，所述光学装置具有光谱检测光路和样品成像光路，所述光谱检测光路配置成收集来自所述待测样品被激发光照射的位置的光信号，所述样品成像光路配置成拍摄所述待测样品的图像；光谱仪，配置成接收来自所述光谱检测光路的光信号并由所述光信号生成待测样品的拉曼光谱；以及样品安全性判别装置，配置成基于由所述样品成像光路拍摄的所述待测样品的图像来确定待测样品的安全性。在一实施例中，所述样品成像光路包括：补光灯、成像装置和照相机，所述补光灯配置成照射所述待测样品，所述成像装置配置成将待测样品的图像投射到照相机。在一实施例中，所述光谱检测光路依次包括收集透镜、分光镜、拉曼滤光片组和耦合透镜，且样品成像光路中的成像装置包括收集透镜、分光镜和聚焦透镜组，其中，所述收集透镜和分光镜是所述光谱检测光路和所述成像装置的公共部件。在一实施例中，所述照相机是具有红、绿、蓝颜色通道的CCD照相机。在一实施例中，所述样品安全性判别装置包括：颜色直方图生成模块，所述颜色直方图生成模块配置成根据由所述样品成像光路拍摄的所述待测样品的图像生成多种颜色的直方图；色阶比率计算模块，所述色阶比率计算模块配置成分别计算每种颜色的直方图中落入预定色阶范围中的像素的数量与图像的总像素数的比率；和比较模块，所述比较模块配置成将每种颜色的直方图中落入预定色阶范围中的像素的数量与图像的总像素数的比率与预定的阈值进行对比，在所有颜色的直方图中落入预定色阶范围中的像素的数量与图像的总像素数的比率均超出所述预定的阈值的情况下，确定所述待测样品不安全；反之，则确定所述待测样品安全。在一实施例中，所述多种颜色的直方图包括红色、绿色和蓝色的直方图。在一实施例中，所述拉曼光谱检测设备还包括：控制装置，所述控制装置配置成在样品安全性判别装置确定待测样品安全的情况下启动激发光光源发射光信号，而在样品安全性判别装置确定待测样品不安全的情况下停止激发光光源发射光信号。本专利技术的实施例还提供了一种用于拉曼光谱检测的样品安全性检测方法，包括：利用样品成像光路拍摄待测样品的图像；生成所述图像的多种颜色的直方图；分别计算每种颜色的直方图中落入预定色阶范围中的像素的数量与图像的总像素数的比率；和将每种颜色的直方图中落入预定色阶范围中的像素的数量与图像的总像素数的比率与预定的阈值进行对比，在所有颜色的直方图中落入预定色阶范围中的像素的数量与图像的总像素数的比率均超出所述预定的阈值的情况下，确定所述待测样品不安全；反之，则确定所述待测样品安全。在一实施例中，所述多种颜色的直方图包括红色、绿色和蓝色的直方图。在一实施例中，所述生成所述图像的多种颜色的直方图包括：读取所述图像的各个颜色通道的图像信息并将每个颜色通道的图像信息记录成一颜色矩阵，该颜色矩阵中的元素与所述图像的像素一一对应；将颜色的色阶分成多个区间并统计每个颜色矩阵中落入每个区间的元素的数量，由此形成多种颜色的直方图。在一实施例中，每个所述区间中的色阶个数在1至25之间。在一实施例中，所述预定色阶范围为0至m，其中，m是取值在10至60之间的整数。在一实施例中，所述预定的阈值大于等于0.72且小于等于0.98。在一实施例中，所述方法还包括：在确定所述待测样品安全的情况下，启动拉曼光谱检测；而在确定所述待测样品不安全的情况下，停止拉曼光谱检测。借助于根据上述实施例的拉曼光谱检测设备以及拉曼光谱检测的样品安全性检测方法，能够削减或防止在光谱检测过程中因为激发光引燃、烧蚀或引爆样品而导致的检测风险。附图说明图1示出了根据本专利技术的一实施例的拉曼光谱检测设备的示意图；图2示出了根据本专利技术的一实施例的样品安全性检测方法的流程图；图3示出了根据本专利技术的一实施例的样品安全性检测方法所检测到的一种样品的图像的颜色直方图的示例；图4示出了根据本专利技术的一实施例的样品安全性检测方法所检测到的另一种样品的图像的颜色直方图的示例；以及图5示出了根据本专利技术的一实施例的样品安全性检测方法所检测到的又一种样品的图像的颜色直方图的示例。附图没有对根据本专利技术的实施例的测试对象安全性检测设备中的所有的电路或结构进行显示。贯穿所有附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或特征。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号表示相同或相似的部件。下述参照附图对本专利技术实施方式的说明旨在对本专利技术的总体专利技术构思进行解释，而不应当理解为对本专利技术的一种限制。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或更多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。本专利技术的实施例提供了一种拉曼光谱检测设备100。如图1所示，该拉曼光谱检测设备100包括：激发光光源10、光学装置20、光谱仪30和样品安全性判别装置40。该激发光光源10，例如可以包括激光器，配置成向待测样品50发射激发光。所述光学装置20具有两组光路，即光谱检测光路21和样品成像光路22。所述光谱检测光路21配置成收集来自所述待测样品50被激发光照射的位置的光信号。所收集到的光信号可以被传送至光谱仪30。光谱仪30则可配置成接收来自所述光谱检测光路21的光信号并由所述光信号生成待测样品50的拉曼光谱，从而实现拉曼光谱检测的正常流程。而所述样品成像光路22配置成拍摄所述待测样品50的图像，该图像被传送给样品安全性判别装置40。该样品安全性判别装置40则可配置成基于由所述样品成像光路22拍摄的所述待测样品50的图像来确定待测样品50的安全性。如前所述，利用激发光来采集光学信号是对待本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拉曼光谱检测设备，包括：激发光光源，配置成向待测样品发射激发光；光学装置，所述光学装置具有光谱检测光路和样品成像光路，所述光谱检测光路配置成收集来自所述待测样品被激发光照射的位置的光信号，所述样品成像光路配置成拍摄所述待测样品的图像；光谱仪，配置成接收来自所述光谱检测光路的光信号并由所述光信号生成待测样品的拉曼光谱；以及样品安全性判别装置，配置成基于由所述样品成像光路拍摄的所述待测样品的图像来确定待测样品的安全性。

【技术特征摘要】
1.一种拉曼光谱检测设备，包括：激发光光源，配置成向待测样品发射激发光；光学装置，所述光学装置具有光谱检测光路和样品成像光路，所述光谱检测光路配置成收集来自所述待测样品被激发光照射的位置的光信号，所述样品成像光路配置成拍摄所述待测样品的图像；光谱仪，配置成接收来自所述光谱检测光路的光信号并由所述光信号生成待测样品的拉曼光谱；以及样品安全性判别装置，配置成基于由所述样品成像光路拍摄的所述待测样品的图像来确定待测样品的安全性。2.根据权利要求1所述的拉曼光谱检测设备，其中，所述样品成像光路包括：补光灯、成像装置和照相机，所述补光灯配置成照射所述待测样品，所述成像装置配置成将待测样品的图像投射到照相机。3.根据权利要求2所述的拉曼光谱检测设备，其中，所述光谱检测光路依次包括收集透镜、分光镜、拉曼滤光片组和耦合透镜，且样品成像光路中的成像装置包括收集透镜、分光镜和聚焦透镜组，其中，所述收集透镜和分光镜是所述光谱检测光路和所述成像装置的公共部件。4.根据权利要求2所述的拉曼光谱检测设备，其中，所述照相机是具有红、绿、蓝颜色通道的CCD照相机。5.根据权利要求1至4中任一项所述的拉曼光谱检测设备，其中，所述样品安全性判别装置包括：颜色直方图生成模块，所述颜色直方图生成模块配置成根据由所述样品成像光路拍摄的所述待测样品的图像生成多种颜色的直方图；色阶比率计算模块，所述色阶比率计算模块配置成分别计算每种颜色的直方图中落入预定色阶范围中的像素的数量与图像的总像素数的比率；和比较模块，所述比较模块配置成将每种颜色的直方图中落入预定色阶范围中的像素的数量与图像的总像素数的比率与预定的阈值进行对比，在所有颜色的直方图中落入预定色阶范围中的像素的数量与图像的总像素数的比率均超出所述预定的阈值的情况下，确定所述待测样品不安全；反之，则确定所述待测样品安全。6.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红球，左佳倩，刘海辉，张建红，
申请(专利权)人：同方威视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11