一种用于光谱识别与测量的装置及其方法制造方法及图纸

本申请提供了一种用于光谱识别与测量的装置及其方法，通过滤光阵列由若干不同透射光谱的滤光区域组成，滤光阵列用于透射待测光线；其中，滤光阵列中包括至少一个区域能完全通过待测光线的原始光强；光强采集模块用于采集滤光阵列上的每个滤光区域的透射光强；数据处理模块用于依据透射光强和原始光强确定出待测光线的光谱编码，并发送待测光线的光谱编码至数据库；信息接受模块用于接收并显示依据待测光线的光谱编码从数据库中确定出与待测光线的光谱编码对应的已知光谱的光谱信息。以滤光阵列为编码器，借助无线网络和大数据，缩小体积，通过面阵CCD大面积接收入射光，提高光信号的强度和利用率，使得光谱测量广泛应用。使得光谱测量广泛应用。使得光谱测量广泛应用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于光谱识别与测量的装置及其方法


[0001]本申请涉及光谱测量领域，特别是一种用于光谱识别与测量的装置及其方法。

技术介绍

[0002]光谱就是光强按波长的分布。光是电磁波，不同波长的光子不仅能量不同而且颜色也不同。光谱是大自然的指纹，世间万物只要条件合适都能发出其特征光谱。因此光谱测量广泛应用于材料分析、成分检测、医疗诊断、工业控制、化学分析、食品检验、科学研究、环境监测、航空航天遥感及科学教育等各个领域。
[0003]测量光谱的仪器叫光谱仪，光谱仪是将复合光分解为单色光并测量出光谱的仪器，目前光谱仪的核心构成主要包括入射狭缝、准直元件、色散元件、聚焦元件和探测元件等元器件。其原理是：待测光线通过狭缝进入光谱仪，经准直元件变为平行光，再经光栅分光使待测光线中不同波长的光在空间上向不同角度发散开来，聚焦元件将横向发散的光线纵向会聚到一个线阵CCD上，线阵CCD上不同位置的感光像素就对应不同波长的光，通过测量不同位置感光像素的光强就得到待测光线的光强随波长的分布，即光谱。
[0004]现有的光谱测量方法局限于实时测量出光谱或实时推算出光谱，难以解决精度灵敏度与微型化之间的矛盾。在另一方面，在光谱测量中，实际上除了研究新材料，几乎所有的光谱测量都是对已知材料的反复测量，但又不得不借助光谱仪进行，光谱仪价格昂贵，对基础使用和教学没办法普及，不便于推展，这就大大限制了其应用。

技术实现思路

[0005]鉴于所述问题，提出了本申请以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种用于光谱识别与测量的装置及其方法，包括：
[0006]一种用于光谱识别与测量的装置，包括滤光阵列、光强采集模块、数据处理模块和信息接受模块，所述滤光阵列紧贴在所述光强采集模块的感光面上，所述光强采集模块和所述数据处理模块设于同一印制电路板上，所述数据处理模块和所述信息接受模块分别与数据库通讯连接；其中，所述数据库中存储有依据所述滤光阵列确定出的已知光谱的光谱信息；
[0007]所述滤光阵列由若干不同透射光谱的滤光区域组成，所述滤光阵列用于透射待测光线；其中，所述滤光阵列中包括至少一个区域能完全通过所述待测光线的原始光强；
[0008]所述光强采集模块用于采集所述滤光阵列上的每个滤光区域的透射光强；
[0009]所述数据处理模块用于依据所述透射光强和所述原始光强确定出所述待测光线的光谱编码，并发送所述待测光线的光谱编码至所述数据库；
[0010]所述信息接受模块用于接收并显示依据所述待测光线的光谱编码从所述数据库中确定出与所述待测光线的光谱编码对应的所述已知光谱的光谱信息。
[0011]进一步地，在所述滤光阵列对应的的透射光谱中，任意波长的光至少能透过两个所述滤光区域。
[0012]进一步地，所述光强采集模块包括黑白CCD图像传感器或黑白CMOS图像传感器。
[0013]进一步地，所述滤光区域的光谱包括可见光范围、紫外波段范围及红外波段范围，所述滤光区域的光谱范围为200nm
‑
300000nm。
[0014]进一步地，所述滤光区域的透射光谱的半高宽大于20nm。
[0015]一种光谱识别与测量的方法，包括步骤：
[0016]依据所述滤光阵列确定所述已知光谱的光谱信息；
[0017]采集所述待测光线在所述滤光阵列上每个滤光区域的透射光强和原始光强；
[0018]依据所述透射光强和所述原始光强确定出所述待测光线的光谱编码，并发送所述待测光线的光谱编码至所述数据库；
[0019]依据所述待测光线的光谱编码从所述数据库中确定出与所述待测光线的光谱编码对应的所述已知光谱的光谱信息。
[0020]进一步地，所述依据所述滤光阵列确定所述已知光谱的光谱信息的步骤，包括：
[0021]依据所述滤光阵列确定出所述已知光谱的透射光强和所述已知光谱的原始光强；
[0022]依据所述已知光谱的透射光强和所述已知光谱的原始光强确定所述已知光谱的光谱编码。
[0023]进一步地，所述依据所述待测光线的光谱编码从所述数据库中确定出与所述待测光线的光谱编码对应的所述已知光谱的光谱信息的步骤，包括：
[0024]依据所述待测光线的光谱编码从所述数据库中确定出与所述待测光线的光谱编码对应的所述已知光谱的光谱编码；
[0025]依据所述已知光谱的光谱编码确定出所述已知光谱的光谱信息。
[0026]进一步地，还包括：
[0027]由不同透射光谱的彩色塑料片按预设阵列拼接成所述滤光阵列；
[0028]或，将所述滤光阵列的图案印刷或染色在透明有机材料薄膜或玻璃上；
[0029]或，通过彩色胶卷正片反转冲洗制备所述滤光阵列。
[0030]一种设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的光谱识别与测量的方法的步骤。
[0031]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的光谱识别与测量的方法的步骤。
[0032]本申请具有以下优点：
[0033]在本申请的实施例中，相对于现有技术中的光谱测量在精度灵敏度与微型化之间的矛盾的问题，本申请提供了利用数据库直接得到光谱及其所包含的信息与结果的解决方案，具体为：包括滤光阵列、光强采集模块、数据处理模块和信息接受模块，所述滤光阵列紧贴在所述光强采集模块的感光面上，所述光强采集模块和所述数据处理模块设于同一印制电路板上，所述数据处理模块和所述信息接受模块分别与数据库通讯连接；其中，所述数据库中存储有依据所述滤光阵列确定出的已知光谱的光谱信息；所述滤光阵列由若干不同透射光谱的滤光区域组成，所述滤光阵列用于透射待测光线；其中，所述滤光阵列中包括至少一个区域能完全通过所述待测光线的原始光强；所述光强采集模块用于采集所述滤光阵列上的每个滤光区域的透射光强；所述数据处理模块用于依据所述透射光强和所述原始光强
确定出所述待测光线的光谱编码，并发送所述待测光线的光谱编码至所述数据库；所述信息接受模块用于接收并显示依据所述待测光线的光谱编码从所述数据库中确定出与所述待测光线的光谱编码对应的所述已知光谱的光谱信息。通过由若干宽带通滤光片组成的阵列，测量每个滤光片的透射光强，不再需要光谱仪，这样就大大简化了测量装置，降低了成本缩小了体积。通过以宽带通滤光阵列为编码器，借助无线网络和大数据，不但摆脱了光谱测量时对光谱仪的依赖，更因为采用面阵CCD大面积接收入射光，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，使得光谱测量可以广泛应用。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于光谱识别与测量的装置，其特征在于，包括滤光阵列、光强采集模块、数据处理模块和信息接受模块，所述滤光阵列紧贴在所述光强采集模块的感光面上，所述光强采集模块和所述数据处理模块设于同一印制电路板上，所述数据处理模块和所述信息接受模块分别与数据库通讯连接；其中，所述数据库中存储有依据所述滤光阵列确定出的已知光谱的光谱信息；所述滤光阵列由若干不同透射光谱的滤光区域组成，所述滤光阵列用于透射待测光线；其中，所述滤光阵列中包括至少一个区域能完全通过所述待测光线的原始光强；所述光强采集模块用于采集所述滤光阵列上的每个滤光区域的透射光强；所述数据处理模块用于依据所述透射光强和所述原始光强确定出所述待测光线的光谱编码，并发送所述待测光线的光谱编码至所述数据库；所述信息接受模块用于接收并显示依据所述已知光谱的透射光强和所述已知光谱的原始光强确定所述已知光谱的光谱编码。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述滤光阵列对应的的透射光谱中，任意波长的光至少能透过两个所述滤光区域。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光强采集模块包括黑白CCD图像传感器或黑白CMOS图像传感器。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滤光区域的光谱包括可见光范围、紫外波段范围及红外波段范围，所述滤光区域的光谱范围为200nm
‑
300000nm。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滤光区域的透射光谱的半高宽大于20nm。6.一种光谱识别与测量的方法，其特征在于，包括步骤：依据所述滤光阵列确定所述已知光谱的光谱信息；采集所述待测光线在所述滤光阵列上每个滤光区...

【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：发明
国别省市：