阿达玛变换近红外光谱仪检测光的方法及光谱仪技术

本发明专利技术属于光谱分析技术。为了降低阿达玛变换近红外光谱仪的体积，本发明专利技术提供了一种阿达玛变换近红外光谱仪检测光的方法，包括透过样品的入射光被准直后投射到光栅的步骤、投射到光栅的光发生第一次衍射并经准直后投射到微镜阵列的步骤，经微镜阵列调制并反射的光被准直后投射到所述光栅进行第二次衍射步骤，聚焦步骤Ａ第二次衍射的光到检测器步骤。本发明专利技术可以广泛应用于物质的近红外光谱分析领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光谱分析设备，特别是一种近红外光谱分析设备。
技术介绍
近红外(NIR)分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术，它的出现可 以说带来了又一次分析技术的革命。近红外光谱的应用在两个世纪前已被人们发现，但是 由于物质在该谱区的倍频和合频吸收信号弱，谱带重叠，解析复杂，受当时的技术水平限 制，近红外光谱"沉睡"了近一个半世纪。直到20世纪50年代，随着高性能的商品化仪器 的出现及Norris等人所做的大量工作，使得近红外光谱技术曾经在农副产品分析中得到应 用。到60年代中后期，由于经典近红外光谱分析技术暴露出的灵敏度低、抗干扰性差的 弱点，使人们淡漠了该技术在分析测试中的应用，从此，近红外光谱分析技术的发展又进 入了一个相对沉默的时期。20世纪80年代后期，随着计算机技术的迅速发展，带动了分析 仪器的数字化和化学计量学的发展，通过化学计量学方法在解决光谱信息提取和背景干扰 方面取得的良好效果，加之近红外光谱在测样技术上所独有的特点，使人们重新认识了近 红外光谱的价值，近红外光谱在各领域中的应用(NIR)分析技术是近年来分析化学领域迅 猛发展的高新分析技术，越来越引起国内外分析专家的注目，在分析化学领域被誉为分析 "巨人"。现有阿达玛变换近红外光谱分析仪(简称阿达玛变换近红外光谱仪)检测光的部分常 采用图1所示的技术方案，简要说明如下透过样品的入射光通过入射点1进入到分析仪 的光路系统，入射光经过凹镜2准直后投射到光栅3，凹镜2投射的光经过光栅3发生衍射 并反射到凹镜4，凹镜4将光栅3反射的发生衍射的光准直后反射到微镜阵列5，微镜阵列 5对凹镜4反射来的光进行调制后反射到检测器6实现对光的检测。现有阿达玛变换近红外光谱仪检测光的部分在微镜阵列5调制后将光反射到检测器6， 这需要在分析仪中留有足够的空间作为光反射的通路，增加了分析仪的体积，特别是由于 成本因素，现阶段比较多的采用单检测器，这就需要在微镜阵列和单检测器间增设将聚光 的部件将光聚焦到单检测器上，因此又进一步增加了分析仪的体积。阿达玛变换近红外光 谱分析仪常会在野外应用(如石油化工行业的油品分析)，过大体积显然不利于运输，另外 过大体积的分析仪在运输过程中更容易受到碰撞，影响仪器的测试精度。
技术实现思路
为了降低阿达玛变换近红外光谱仪的体积，本专利技术提供了一种阿达玛变换近红外光谱 仪检测光的方法，可以有效减少光谱仪的体积。本专利技术的另一目的是提供可以实现上述方法的阿达玛变换近红外光谱仪。本专利技术的技术方案如下阿达玛变换近红外光谱仪检测光的方法，包括透过样品的入射光被准直后投射到光栅 的步骤、投射到光栅的光发生第一次衍射并经准直后投射到微镜阵列的步骤，还包括如下 步骤A、 经微镜阵列调制并反射的光被准直后投射到所述光栅进行第二次衍射；B、 聚焦步骤A第二次衍射的光到检测器；所述准直和聚焦步骤采用凹镜反射实现；所述微镜阵列采用反射式微镜阵列，所述光 栅采用反射式光栅。阿达玛变换近红外光谱仪，包括入射光路上依次设置的第一凹镜、光栅、第二凹镜和 微镜阵列，还包括设置在入射光入射口附近的检测器，所述第一凹镜、光栅、第二凹镜和微镜阵列均为反射式器件；入射光射到第一凹镜被准直并反射出a光；a光射到光栅被衍射并反射出b光；b光射到第二凹镜被准直后反射出C光；C光射到微镜阵列被调制并反射出 d光；d光射到第二凹镜被准直并反射出e光；e光射到所述光栅被衍射并反射出f光；f光 射到第一凹镜被准直后反射到所述检测器。另一种阿达玛变换近红外光谱仪，包括入射光路上依次设置的第一凹镜、光栅、第二 凹镜和微镜阵列，还包括设置在入射光入射口附近的检测器，所述第一凹镜、光栅、第二凹镜和微镜阵列均为反射式器件；入射光射到第一凹镜被准直并反射出a光；a光射到光栅 被衍射并反射出b光；b光射到第二凹镜被准直后反射出c光；c光射到所述微镜阵列被调制并反射出d光；还包括在d光光路上依次设置的第三凹镜与第四凹镜，第三凹镜与第四凹镜均为反射式器件；d光射到第三凹镜被准直并反射出e光；e光射到所述光栅被衍射并 反射出f光；f光射到第四凹镜被准直后反射到所述检测器。 本专利技术的技术效果本专利技术采用将微镜阵列完成调制后的光遵循入射光经过的路径回传到入射光进入分析 仪的入射点附近，在该处设置检测器接收微镜阵列回传的光进行检测，这样仅利用已有的 到微镜阵列的入射光路径即可，省去了单独设立从微镜阵列到检测器的光的传递路径而占 据的空间，从而有效减小了阿达玛变换近红外光谱仪的体积，实现了本专利技术的目的。同时 本专利技术在光的传递路径上采用的光栅、聚焦、准直部件都是反射式的，使得光路能够产生 折叠，这可以进一步减小光谱仪的体积。附图说明图1为现有的阿达玛变换近红外光谱仪光的传输路径。图2为本专利技术的阿达玛变换近红外光谱仪光的传输路径。 图3为本专利技术的阿达玛变换近红外光谱仪的一个实施例。 图4为本专利技术的阿达玛变换近红外光谱仪的另一个实施例。图中标记说明如下1、入射点；2、凹镜；3、光栅；4、凹镜；5、微镜阵列；6、检测器；7、第一凹镜； 8、第二凹镜；9、第三凹镜；10、第四凹镜。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的技术方案进行说明。如图2表明了本专利技术的方法，本专利技术的阿达玛变换近红外光谱仪检测光的方法主要对 光路进行了设计，充分利用光的反射并以尽可能少的设备实现光路，从而减少了光谱仪的 体积。下面通过对本专利技术的光谱仪的光行进路径具体说明本专利技术的方法。透过样品的入射光通过入射点1进入到阿达玛变换近红外光谱仪的光路系统，入射光 经过凹镜2准直(变成平行光)后投射到光栅3上，凹镜2投射的光经过光栅3发生衍射 并反射到凹镜4，凹镜4将光栅3反射的发生第一次衍射的光准直后反射到微镜阵列5，微 镜阵列5对凹镜4反射来的光进行调制，调制模板采用了阿达玛变换模板。经微镜阵列5调制后的光被反射回凹镜4或另外设置的凹镜进行准直，准直后的光被 反射到光栅3发生第二次衍射，第二次衍射的结果是使得第一次衍射以来按波长分散的光 重新混合到一起，经过第二次衍射重新混合的光被反射回凹镜2进行聚焦(成像)投射到 检测器6，考虑到降低成本的需要检测器6可以采用单检测器。由于将经微镜阵列5完成调制后的光遵循入射光经过的路径回传到入射点1附近，这 就避免了单独设立从微镜阵列到检测器的光的传递路径，从而有效减小了阿达玛变换近红 外光谱仪的体积。本专利技术在光的传递路径上采用的光栅、聚焦、准直部件都是反射式的， 使得光路能够产生折叠，这可以进一步减小光谱仪的体积。下面对图3和图4进行说明，阐明本专利技术的阿达玛变换近红外光谱仪，其中采用与图1、 图2相同标示的部件意味着与图1、图2中的对应部件具有同样的功能。图3为本专利技术阿达玛变换近红外光谱仪的一个实施例，包括在入射光路上顺序设置的 第一凹镜7、光栅3、第二凹镜8、调制用反射式微镜阵列5和设置在入射光进入的入射点 1附近的单检测器6。第一凹镜7、光栅3、第二凹镜8均为反射式光学器件。下面对图3中 各部件的功能进行说明，由于光的反射遵循反射定律，因此对于功能的说明也就表明了各 部件间的相对位置关系。以下对各部件功能的描述按照光的行进顺序进行说明。第一凹镜7用于对透过样品的入射光准直并反射出a光。反本文档来自技高网...

【技术保护点】
阿达玛变换近红外光谱仪检测光的方法，包括入射光被准直后投射到光栅的步骤、投射到光栅的光发生第一次衍射并经准直后投射到微镜阵列的步骤，其特征在于还包括如下步骤：　Ａ、经微镜阵列调制并反射的光被准直后投射到所述光栅进行第二次衍射；Ｂ、聚焦步骤Ａ第二次衍射的光到检测器；　所述准直和聚焦步骤采用凹镜反射实现；所述微镜阵列采用反射式微镜阵列，所述光栅采用反射式光栅。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张新民，曾立波，冯新泸，
申请(专利权)人：北京华夏科创仪器技术有限公司，浙江谱创仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]