一种紫外光谱的测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及光谱测量技术领域，特别是涉及一种紫外光谱的测量装置，包括：成像组件、荧光渐变转换装置、图像传感装置、数据处理装置；所述荧光渐变转换装置包括荧光渐变转换片，所述荧光渐变转换片与图像传感装置紧密贴合；所述图像传感装置与所述数据处理装置电性连接。本实用新型专利技术无需无需使用现有光谱仪的狭缝、光栅及复杂的准直聚焦光路，本实用新型专利技术采用黑白面阵CCD大面积接收入射光，并将CCD不敏感的紫外光转换成敏感的可见光，大大提高了光信号的强度和利用率，成本大大降低，体积缩小，并且可以非常方便地提高分辨率和变换测量范围。

【技术实现步骤摘要】
一种紫外光谱的测量装置
本技术涉及光谱测量
，特别是涉及一种紫外光谱的测量装置。
技术介绍
光谱仪是测量光源和物质光谱特性的重要装置，是光谱学和光谱技术中最基本的分析仪器。它广泛应用于环境监测、灯具测试、LED亮度色温显色指数、工业控制、化学分析、食品品质检测、材料分析、临床检验、航空航天遥感及科学教育等领域。光谱是复色光中的各种单色光成分按波长依次排列的图像或各单色光的光强度按波长的分布。光谱仪是将成分复杂的光分解为光谱线并测量出光谱的仪器。典型的光谱仪由下列基本部分构成：1、入射狭缝：在入射光的照射下形成光谱仪成像系统的物点，通常只有20～200微米宽；2、准直元件：使狭缝发出的光线变为平行光。该准直元件可以是一独立的透镜、反射镜、或直接集成在色散元件上；3、色散元件：通常采用光栅或棱镜，使光信号在空间上按波长分散开来，现在主要采用光栅；4、聚焦元件：聚焦色散后的光束，使其在焦平面上形成一系列入射狭缝的像，其中每一像点对应于一特定波长；5、探测器阵列：放置于焦平面，用于测量各波长像点的光强度，通常采用线阵CCD。从现有光谱仪的基本组成和光谱仪定义可以看到，其核心是把成分复杂的复色光分解为在空间上按波长分开的单色光，因此现在的光谱仪存在以下几个主要问题：1、光信号很弱，入射狭缝只允许很窄的光束进入光谱仪，目的是最大限度的减小光束分光后不同波长的光在空间上重叠而降低分辨率；2、昂贵的光栅，为了提高光谱分辨率，光栅要刻制的非常精密，一毫米达到几百甚至几千条蚀刻线；3、准直和聚光光路复杂；4、线阵CCD上光强度极弱，光栅分光后只有部分光强度可利用，这么弱的光信号经分光后再展宽到几厘米宽的线阵CCD上，光强度就更弱了；5、CCD对光线响应的范围主要在可见光和近红外，对紫外线的响应灵敏度很低，波长越短灵敏度急剧下降，通常要采用专门改进的昂贵的减薄背照式线阵CCD才能测量紫外光谱，甚至要加上制冷装置降低噪音；6、不可更换，通常光谱仪根据测量范围配备不同的光栅，比如可见光范围、红外范围、紫外范围等，光栅位置和探测器位置以及光路也是以此设计固定好的，如要改变测量范围不仅要更换光栅，还要变更光路和探测元件，实际是不可行的。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种紫外光谱的测量装置。为了解决上述问题，本技术公开了一种紫外光谱的测量装置，包括：成像组件、荧光渐变转换装置、图像传感装置、数据处理装置；所述荧光渐变转换装置包括荧光渐变转换片，所述荧光渐变转换片与图像传感装置紧密贴合；所述图像传感装置与所述数据处理装置电性连接。优选地，所述荧光渐变转换装置包括，用于接收待测紫外光的射入，并将其转换成可见光的荧光渐变转换片；所述荧光渐变转换装置的透光面与数据处理装置相互紧密贴合；所述数据处理装置，包括将所述可见光转换成可见光光强图像的图像传感装置；所述图像传感装置与所述数据处理装置电性连接；所述数据处理装置，用于测量所述可见光强度，并使用重构算法，计算出待测紫外光的光谱。优选地，所述荧光渐变转换片包括：所述荧光渐变转换片设置于所述成像组件的输出位置；所述荧光渐变转换片由多个荧光渐变层叠加而成，具体为：至少由荧光渐变层A、荧光渐变层B、荧光渐变层C三个荧光渐变层叠加而成，且每个荧光渐层的紫外激发光谱各不相同。优选地，所述荧光渐变转换片还包括：用于接受待测紫外光照射的受光面和用于透射出可见光的透光面；所述透光面与所述图像传感装置相互紧密贴合；每个所述荧光渐变层在多个方向上的密度或厚度呈现渐变，且所述荧光渐变层之间的渐变方向不相同。优选地，所述成像组件包括：透镜组和单色仪；所述单色仪的输入口，设置于标准紫外光灯照射到的位置；所述单色仪的输出口，设置于所述透镜组的输入位置，且位于透镜组合适的聚焦位置；所述透镜组，包括：至少一个凹透镜和至少一个凸透镜，设置于所述荧光渐变转换片前端。优选地，所述荧光渐变层包括：所述荧光渐变层为紫外激发荧光的材料；所述荧光渐变层A为线性连续渐变，荧光渐变层B为阶梯式渐变，所述荧光渐变层A和所述荧光渐变层B的渐变方向相垂直，荧光渐变层C的密度或厚度呈区域分布；所述荧光渐变层A、荧光渐变层B、荧光渐变层C依次印制在一层基材层上。优选地，所述图像传感装置包括：黑白面阵CCD或黑白面阵CMOS；所述黑白面阵CCD或黑白面阵CMOS与数据处理装置电性连接，且感光面的靶面对角线长度范围从3mm到64mm。优选地，所述数据处理装置包括：将所述可见光光强图像划分为预定数量，且大小、形状相同的矩形区域的发光单元；根据预置的重构算法计算出待测紫外光光谱的所述数据处理装置。优选地，所述荧光渐变转换片还包括：所述荧光渐变转换片包括，划分为与所述发光单元数量相等的激发单元，且每个所述且每个所述激发单元为大小和形状相同的矩形区域；每个所述激发单元为：具有可区分的、且相互差别明显大于误差的所述激发曲线的激发单元；所述激发单元为与所述发光单元一一对应，且数量相等。优选地，所述数据处理装置还包括：使用重构算法获得待测紫外光光谱的电脑和安装在电脑中的数据处理软件。本技术包括以下优点：本技术的核心就是针对目前广泛使用的光谱仪采用狭缝进光和光栅分光存在的信号弱且光利用率低、分辨率不高、以及造价昂贵、体积大的问题，特别是CCD对紫外光响应系数很低的问题，提出了一种使用荧光渐变转换片结合黑白面阵CCD以及一种新型算法测量紫外光谱的新装置，无需狭缝和光栅，通过荧光渐变转换片将紫外光转换成黑白面阵CCD高效响应的待测可见光，测量荧光渐变转换片每个激发单元的可见光强度，再结合激发单元的激发曲线，通过重构算法计算出待测紫外光的光强度随波长的分布，即光谱。不但省掉了现有光谱仪的狭缝、光栅及复杂的准直聚焦光路，更因为采用面阵CCD大面积接收入射光，将待测紫外光转换成待测可见光，大大提高了光信号的强度和利用率，成本大大降低，体积缩小，并且可以非常方便地提高分辨率和变换测量范围，因此能够较低成本地获取高质量的光谱数据。附图说明图1是本技术的一种紫外光谱的测量装置的荧光渐变转换片立体结构示意图；图2是本技术的一种紫外光谱的测量装置实施例的结构示意图；图3是本技术的一种紫外光谱的测量装置另一实施例的结构示意图。1待测紫外光，2荧光渐变转换片，3图像传感装置，4电脑，5标准紫外光源，6单色仪，7透镜组，21基材，22荧光油墨层A，23荧光油墨层B，24荧光油墨层C，41可见光光强图像，411发光单元。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紫外光谱的测量装置，其特征在于，包括：成像组件、荧光渐变转换装置、图像传感装置、数据处理装置；/n所述荧光渐变转换装置包括荧光渐变转换片，所述荧光渐变转换片与图像传感装置紧密贴合；/n所述图像传感装置与所述数据处理装置电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种紫外光谱的测量装置，其特征在于，包括：成像组件、荧光渐变转换装置、图像传感装置、数据处理装置；
所述荧光渐变转换装置包括荧光渐变转换片，所述荧光渐变转换片与图像传感装置紧密贴合；
所述图像传感装置与所述数据处理装置电性连接。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述荧光渐变转换片包括：
所述荧光渐变转换片设置于所述成像组件的输出位置；
所述荧光渐变转换片由多个荧光渐变层叠加而成，具体为：至少由荧光渐变层A、荧光渐变层B、荧光渐变层C三个荧光渐变层叠加而成，且每个荧光渐层的紫外激发光谱各不相同。


3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述荧光渐变转换片还包括：
用于接受待测紫外光照射的受光面和用于透射出可见光的透光面；
所述透光面与所述图像传感装置相互紧密贴合；
每个所述荧光渐变层在多个方向上的密度或厚度呈现渐变，且所述荧光渐变层之间的渐变方向不相同。


4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述成像组件包括：透镜组和单色仪；
所述单色仪的输入口，设置于紫外光灯照射到的位置；
所述单色仪的输出口，设置于所述透镜组的输入位置，且位于透镜组的聚焦位置；
所述透镜组，包括：至少一个凹透镜和至少一个凸透镜，设置于所述荧光渐变转换片前端。


5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述荧光渐...

【专利技术属性】
技术研发人员：董翊，
申请(专利权)人：南京伯克利新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32