包括多个光导的检测器系统和包括检测器系统的光谱仪技术方案

提供了一种包括多个光导(11a，11b，11c，11d)在内的检测器系统(100)。使用时每个光导(11a，11b，11c，11d)引导来自相应对象的入射光，其中借助于照明装置(10)来提供入射光。检测器系统(100)包括：衍射装置(12)，用于将入射光衍射成不同波长范围；至少一个聚焦器(13)，用于将离开光导的入射光投射到衍射装置上；检测器(14)，具有用于从所述多个光导接收衍射光的检测器区域；以及控制单元(15)。这些被布置为基于脉冲定时参数使所述入射光一次仅脉动通过一个光导，并且基于脉冲定时参数记录从每个光导衍射并由检测器(14)检测的光的光谱。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括多个光导的检测器系统和包括检测器系统的光谱仪
本专利技术总体涉及一种用于光学检测对象的对象特性(例如，质量)的检测器系统。
技术介绍
目前市场上有许多被配置用于许多不同应用的不同检测器系统。一个这样的应用是将质量不同的大量对象进行分类。这种对象的示例可以是不同类型的颗粒(例如，微粒)。可以照射这些对象，并且可以通过检测器来收集从所述对象反射的或穿过所述对象的光。检测器优选地产生多个测量变量，使得可以执行多变量分析以确定对象的质量。一些检测器系统包括标准光谱仪，其具有用于入射光的门或端口。在端口处可以有光栅或棱镜，用于将所接收的光衍射成不同的波长范围。此外，这种检测器系统可以包括多个反射镜和/或透镜，用于将衍射后的光投射到检测器上。最常见的检测器由传感器阵列组成，即有许多小检测器或传感器紧密布置在一起。这种检测器是电荷耦合器件CCD(例如，线性CCD)。也可以使用传感器阵列形式的检测器，其不带有电容器，但设置有其它放大选项。检测器系统可以被布置为检测不同的波长范围。如果铟镓砷(InGaAs)二极管阵列用作为检测器；则正常范围可以是900nm至1700nm。例如，如果使用一个具有256个光电二极管的二极管阵列，则每个光电二极管将覆盖3，125nm的波长范围。这种检测器具有256个不同波长范围的分辨率，范围从900nm到1700nm，每个宽度为3,125nm。在使用时，将监控由每个像素或光电二极管收集的光量，并且将示出针对每个像素或光电二极管的登记光量的图表称为光谱。对于相机，通常可以选择适配于对象的亮度和像素或光电二极管的灵敏度的曝光时间，即每个像素需要多少光以得到良好的读数(reading)。还存在二极管阵列，例如基于硅Si的二极管阵列，其工作波长范围为400nm至1050nm。这种Si二极管阵列便宜得多，但缺点在于它明显需要更多的光以给出质化的(qualitative)读数，这指示曝光时间需要比针对InGaAs二极管阵列的曝光时间更长。用于将对象进行分类的设备(例如，在WO2004/060585A1中提到的)，对每次曝光的时间提出了很高的要求。这种检测器系统分类能力高达每通道每秒250个颗粒、或者每4ms1个颗粒。然而，需要这样一种检测器系统：其从更多像素给出读数，包括更快的通道改变和更低的延迟，同时允许更长的寿命、更低的光损失，但仍然能够以高精度确定对象特性。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种减轻和/或消除上述缺点的检测器系统。该目的通过提供一种包括多个光导在内的检测器系统来实现，使用时每个光导引导来自相应对象的入射光，其中借助于照明装置来提供入射光。检测器系统还包括衍射装置，用于将入射光衍射成不同波长范围内。至少一个聚焦器(例如，聚焦项)用于将离开光导的入射光投射到衍射装置上。具有使用中的检测器区域的检测器接收来自多个光导的衍射光。检测器系统还包括控制单元，控制单元被布置为操作照明装置以便基于脉冲定时参数使入射光驱一次仅脉动通过一个光导，并且基于脉冲定时参数记录从每个光导衍射并由检测器检测的光的光谱。附图说明从参考附图的各种实施例的以下描述中，本公开的实施例的这些和其他方面、特征和优点将是显而易见并被阐述清楚，在附图中：图1是检测器系统的示意图；图2是针对第一几何配置的光导的检测器系统中有光束在其上的检测器的前视图；图3是针对第二几何配置的光导的检测器系统中有光束在其上的检测器的前视图；以及图4是光导保持器的前视图。具体实施方式在下面的描述中，为了解释而非限制的目的，阐述诸如特定组件、元件、技术之类的具体细节，以便提供对示例性实施例的全面理解。然而，对本领域技术人员显而易见的是，示例性实施例可以以偏离这些具体细节的其它方式来实践。在其它实例中，省略了公知方法和元件的具体描述，以避免模糊示例实施例的描述。本文使用的术语是为了描述示例实施例的目的，而不旨在限制本文呈现的实施例。本专利技术的总体目的在于提供一种检测器系统，其非常快地给出读数，同时允许以低成本高精度地确定对象特性。检测器系统的光学配置被布置为使得单个检测器可以用于根据源自若干个光导的光来检测读数，每个光导传送来自相应对象的光。这不仅降低了系统的成本，而且通过使检测器尽可能小来提高检测速度，以便更快地读出。现在转向图1，其示出了检测器系统100的示意图。检测器系统100包括多个光导11a、11b、11c、11d(例如，光纤)，使用时每个光导引导来自相应对象Oa、Ob、Oc、Od的入射光。入射光借由照明装置10(例如，灯、LED、激光、频闪仪等)提供。衍射装置12被布置用于将入射光衍射成不同波长。至少一个聚焦器(例如，凸透镜13)被布置用于将离开光导的入射光投射到衍射装置上。凸透镜可以用反射镜(凹面的)替代，从而允许对光进行聚焦。凸透镜13或反射镜的一种备选方案是打磨光导(例如光纤)的尖端，以实现与透镜13或反射镜相同的聚焦效果。检测器系统100还包括检测器14，检测器14具有用于从所述多个光导接收衍射光的检测器区域。此外，检测器系统100包括控制单元15，控制单元15被布置为操作照明装置10以便基于脉冲定时参数使入射光驱一次仅脉动通过一个光导，并且基于脉冲定时参数记录从每个光导衍射并由检测器14检测的光的光谱。照明装置10可以包括一个或多个光源，用于向每个光导提供光。照明装置可以被布置为提供优选在800nm至2600nm范围内的光。照明装置的光源可以是发光二极管。可选地，照明装置包括多于一个的LED照明装置，每个LED照明装置提供不同波长光谱的光。备选地，每个照明装置可以包括至少一个LED、至少一个激光器或至少一个频闪仪照明装置，这些项中的每一个提供不同波长光谱的光。如图1所示，每个光导被布置为从相应对象接收入射光。优选地，检测器系统被布置为使得：照明装置10或可选的引导从照明装置发出的光的光导(未示出)布置在对象的一侧，并且用于从对象Oa、Ob、Oc、Od接收入射光的对应光导11a、11b、11c、11d布置在对象的另一侧。换句话说，每个对象Oa、Ob、Oc、Od被布置为位于照明装置和其对应的用于从相应对象接收入射光的光导11a、11b、11c、11d之间。因此，来自照明装置10的光透过对象，然后至少部分地由用于接收来自对象的入射光的对应光导收集。检测器系统还可以被布置为使得：照明装置10或可选的引导从照明装置发出的光的光导布置在对象的一侧，并且用于从对象Oa、Ob、Oc、Od接收入射光的对应光导11a、11b、11c、11d布置在对象的同一侧。衍射装置12可以例如是将入射光衍射成若干个波长的光栅或棱镜。至少一个凸透镜可以设置其下游为衍射装置12的光路中，衍射装置12用于将离开光导的入射光投射到检测器14的检测器区域上。可选地，一个或多个凸透镜(未示出)可以布置在衍射装置12和检测器15之间的光路中。控制单元15可以包括处理器和存储器。脉冲定时参数可以与定时调度或定时信号相关，定时调度或定时信号指示激活每个照明装置以便例如一次仅将光提供到一个相应光导11a、11b、11c、11d中的定时。控制单元还可以被布置为将所记录的光谱的形状与至少一个参考光谱进行比较，并且判断所记录的光谱是否与参考光谱匹配。控制单元还可以被布置为：将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测器系统(100)，包括：多个光导(11a，11b，11c，11d)，使用时每个光导引导来自相应对象的入射光，其中借助于照明装置(10)来提供所述入射光；衍射装置(12)，用于将所述入射光衍射成不同波长范围；至少一个聚焦器(13)，用于将离开所述光导的所述入射光投射到所述衍射装置上；检测器(14)，具有用于从所述多个光导接收衍射光的检测器区域；以及控制单元(15)，被布置为：基于脉冲定时参数，使所述入射光一次仅脉动通过一个光导，以及基于所述脉冲定时参数，记录从每个光导衍射并由所述检测器(14)检测的光的光谱。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.10 SE 1650816-01.一种检测器系统(100)，包括：多个光导(11a，11b，11c，11d)，使用时每个光导引导来自相应对象的入射光，其中借助于照明装置(10)来提供所述入射光；衍射装置(12)，用于将所述入射光衍射成不同波长范围；至少一个聚焦器(13)，用于将离开所述光导的所述入射光投射到所述衍射装置上；检测器(14)，具有用于从所述多个光导接收衍射光的检测器区域；以及控制单元(15)，被布置为：基于脉冲定时参数，使所述入射光一次仅脉动通过一个光导，以及基于所述脉冲定时参数，记录从每个光导衍射并由所述检测器(14)检测的光的光谱。2.根据权利要求1所述的检测器系统(100)，其中，所述检测器区域的用于接收从第一光导衍射的光的第一子区域在所述检测器区域上与所述检测器区域的用于接收从第二光导衍射的光的第二子区域重叠。3.根据权利要求1或2所述的检测器系统(100)，其中，所述多个光导(11a，11b，11c，11d)中的至少两个光导沿着高度轴彼此叠置而布置成一定的几何配置，其中所述检测器区域具有平行于所述高度轴延伸的高度以及用于接收来自所述多个光导的衍射光束的宽度。4.根据权利要求3所述的检测器系统(100)，其中，所述几何配置为光导保持器(21)的形状，其中所述光导保持器具有多于一个的行和多于一个的列，其中所述光导保持器(21)的每个位置被布置为被光导占据。5.根据前述权利要求中任一项所述的检测器系统(100)，其中，所述对象是颗粒。6.根据前述权利要求中任一项所述的检测器系统(100)，其中，所述检测器区域的宽度小于256个像素，例如128个像素、64个像素、32个像素、16个像素或8个像素。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：博·勒夫奎斯特，佩尔·霍瓦特，
申请(专利权)人：波米尔公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE