一种波段组合带宽配置可调的目标光谱特性测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种波段组合带宽配置可调的目标光谱特性测量系统，包括有前置光学系统、模拟信号处理模块、数据采集模块；输入光信号，经准直透镜准直后光信号透过滤光片轮上的滤光片，聚焦后的光信号落在光电探测器光敏面上，经光电转换，转换成模拟电信号；模拟信号处理模块将来自光电探测器的模拟电信号经放大滤波等处理过程，减少信号噪声提高系统信噪比，处理后的模拟电信号送至数据采集模块，数据采集模块将模拟信号转换成数字信号后显示、存储或实时上传计算机。本发明专利技术对滤光片轮进行特殊结构设计使得安置其中的滤光片可更换；采用光谱探测技术实现测量波段以及带宽配置可调的光谱测量，大大拓宽了本光谱测量系统的应有范围。

A Target Spectral Characteristic Measurement System with Adjustable Bandwidth Configuration

【技术实现步骤摘要】
一种波段组合带宽配置可调的目标光谱特性测量系统
本专利技术涉及遥感地质资源勘探
，尤其涉及一种波段组合带宽配置可调的目标光谱特性测量系统。
技术介绍
遥感技术广泛应用在地质资源勘探领域。为满足遥感地质资源勘探的需求，勘探仪器设备需要能够测量出不同矿物资源光谱特征。矿物资源种类繁多，光谱特征也各不相同，一台设备所能测量的波段范围有限，具有连续谱测量功能的仪器能够测量的波段相对较多，但在目标信号较弱时，信噪比难以保证；所以，很多场合，采用通道式测量仪器是好的选择，信噪比相较连续谱测量仪器会提高很多。但一般通道式的光谱测量设备所能测量的波段极其有限。因此，专利技术一种波段组合可以根据需要任意调整的通道式光谱测量设备，必将能很好地满足地质资源勘探领域的需求，也可以应用到其他遥感观测领域。
技术实现思路
本专利技术目的是为了弥补已有的通道式的光谱测量设备所能测量的波段极其有限的缺陷，提供一种波段组合带宽配置可调的目标光谱特性测量系统。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种波段组合带宽配置可调的目标光谱特性测量系统，其特征在于：包括有前置光学系统、模拟信号处理模块、数据采集模块；所述的前置光学系统包括入射狭缝、采集入射光信号的准直透镜、滤光片轮、步进电机以及光电探测器，所述入射狭缝、准直透镜、滤光片轮、光电探测器依次设置在入射光路上，步进电机与滤光片轮传动连接；所述的模拟信号处理模块包含前置放大电路、滤波电路和程控放大器，实现模拟电信号的滤波和放大；所述光电探测器的信号输出端与模拟信号处理模块的信号输入端连接；所述的数据采集模块包括有MCU以及与MCU连接的模数转换模块、缓存RAM、存储器SD卡、显示模块、电源模块，对模拟电信号进行转换、存储以及系统状态监控，电源模块为系统供电；所述模拟信号处理模块的信号输出端与模数转换模块的信号输入端连接；所述MCU与管理中心计算机通信连接；所述MCU还与电机驱动模块控制连接，电机驱动模块的信号输出端与步进电机电连接。所述的一种波段组合带宽配置可调的目标光谱特性测量系统，其特征在于：所述滤光片轮沿着边缘等间隔开设有数个滤光片安装圆孔，各圆孔内分别安装有不同波段不同带宽的窄带滤光片组件，窄带滤光片组件可更换，可以实现仪器工作波段组合以及带宽配置的可调。所述的一种波段组合带宽配置可调的目标光谱特性测量系统，其特征在于：所述窄带滤光片组件是以螺旋结构固定在滤光片轮的滤光片安装圆孔内。所述的一种波段组合带宽配置可调的目标光谱特性测量系统，其特征在于：所述电源模块采用可更换的锂电池组。本专利技术的步进电机带动滤光片轮旋转，使得光信号可以透过不同的窄带滤光片入射，这样系统就能够采集不同波段的光信号，高灵敏度的光电探测器将光信号转换为电信号后送到模拟信号处理模块，经过模拟信号处理模块的滤波放大处理后提高了信噪比，之后送至数据采集模块，对模拟电信号进行转换、存储、显示以及系统状态监控。本专利技术的优点是：本专利技术在一般的通道式光谱测量系统的基础上，增加了滤光片可更换的功能，从而提供了一种测量波段以及带宽配置可调的光谱测量系统，可以针对不同目标种类自由选择工作波段，具有波段组合、带宽配置可调功能，弥补了一般通道式的光谱测量设备所能测量的波段极其有限的缺陷，使得仪器的使用范围大大拓宽。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为滤光片轮结构示意图。图3为本专利技术的系统原理图。具体实施方式如图1、2所示，一种波段组合带宽配置可调的目标光谱特性测量系统，包括有前置光学系统1、模拟信号处理模块7、数据采集模块9；所述的前置光学系统1包括入射狭缝2、采集入射光信号的准直透镜3、滤光片轮4、步进电机6以及光电探测器8，所述入射狭缝2、准直透镜3、滤光片轮4、光电探测器8依次设置在入射光路上，步进电机6与滤光片轮4传动连接；所述的模拟信号处理模块7包含前置放大电路、滤波电路和程控放大器，实现模拟电信号的滤波和放大；所述光电探测器8的信号输出端与模拟信号处理模块7的信号输入端连接；所述的数据采集模块9包括有MCU13以及与MCU13连接的模数转换模块14、缓存RAM15、存储器SD卡12、显示模块11、电源模块10，对模拟电信号进行转换、存储以及系统状态监控，电源模块10为系统供电；所述模拟信号处理模块7的信号输出端与模数转换模块14的信号输入端连接；所述MCU13与管理中心计算机17通信连接。滤光片轮4沿着边缘等间隔开设有数个滤光片组件5安装圆孔，各滤光片组件安装圆孔内分别以螺旋固定方式安装有不同波段不同带宽的窄带滤光片，窄带滤光片组件可更换，可以实现仪器工作波段组合以及带宽配置的可调。电源模块10采用可更换的锂电池组。入射光信号进入前置光学系统1，经过入射狭缝2、准直透镜3准直，经过滤光片轮4，汇聚到光电探测器8转换成电信号，送至模拟信号处理模块7；来自光电探测器8的电信号经过模拟信号处理模块7的滤波放大处理后提高了信噪比，之后送至数据采集模块9；数据采集模块9中MCU13内置程序控制实现模拟信号的接收、转换及存储功能。模数转换模块14实现将模拟信号转换为数字信号，采集的数据存储于存储器SD卡12内，显示模块11实时显示实验状态及采集数据。待试验结束，由MCU13内置程序控制，将该存储器SD卡12内的采集数据上传至管理中心计算机17，也可以运行MCU13内置程序将采集数据实时上传至管理中心计算机17。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波段组合带宽配置可调的目标光谱特性测量系统，其特征在于：包括有前置光学系统、模拟信号处理模块、数据采集模块；所述的前置光学系统包括入射狭缝、采集入射光信号的准直透镜、滤光片轮、步进电机以及光电探测器，所述入射狭缝、准直透镜、滤光片轮、光电探测器依次设置在入射光路上，步进电机与滤光片轮传动连接；所述的模拟信号处理模块包含前置放大电路、滤波电路和程控放大器，实现模拟电信号的滤波和放大；所述光电探测器的信号输出端与模拟信号处理模块的信号输入端连接；所述的数据采集模块包括有MCU以及与MCU连接的模数转换模块、缓存RAM、存储器SD卡、显示模块、电源模块，对模拟电信号进行转换、存储以及系统状态监控，电源模块为系统供电；所述模拟信号处理模块的信号输出端与模数转换模块的信号输入端连接；所述MCU与管理中心计算机通信连接；所述MCU还与电机驱动模块控制连接，电机驱动模块的信号输出端与步进电机电连接。

【技术特征摘要】
1.一种波段组合带宽配置可调的目标光谱特性测量系统，其特征在于：包括有前置光学系统、模拟信号处理模块、数据采集模块；所述的前置光学系统包括入射狭缝、采集入射光信号的准直透镜、滤光片轮、步进电机以及光电探测器，所述入射狭缝、准直透镜、滤光片轮、光电探测器依次设置在入射光路上，步进电机与滤光片轮传动连接；所述的模拟信号处理模块包含前置放大电路、滤波电路和程控放大器，实现模拟电信号的滤波和放大；所述光电探测器的信号输出端与模拟信号处理模块的信号输入端连接；所述的数据采集模块包括有MCU以及与MCU连接的模数转换模块、缓存RAM、存储器SD卡、显示模块、电源模块，对模拟电信号进行转换、存储以及系统状态监控，电源模块为系统供电；所述模拟信号处理模块的信号输出端与模...

【专利技术属性】
技术研发人员：张运杰，张权，李新，闫静，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34