【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光谱设备，尤其涉及手持光谱系统及光谱处理方法。
技术介绍
1、光谱仪是光学测量仪器家族中重要的成员，广泛应用在科学实验、工程测量以及现场检测等领域中。传统的大型光谱仪具有超高精度、性能稳定，测量范围广等优势，相对而言，微型光谱仪则具备小型化、集成化和多功能的特点以及对外围环境要求低，智能化，可扩展性强，价格低廉，稳定可靠，使用便捷等优势，满足在多学科相互交叉渗透融合的大背景下应运而生的多样化应用需求，对于实验研究和工程应用都具备重要而深远的价值。
2、手持直读光谱仪是微型光谱仪的一种，在实际应用中，现有的手持式直读光谱仪还是暴露出了体积较大，检测较为笨重的不足。尤其在航空发动机领域，待检测的零件多具有不规则的形状且体积较小，传统的手持直读光谱仪探头位置有一较大平面，由于检测时需将探头紧贴于被测平面，对于检测航空发动机涡轮叶片，堵头等零件非常不便。
3、因此，设计一种能检测复杂零件不规则平面的直读光谱仪结构就显得尤为重要。
技术实现思路
1、为了克服现有技术存在的上述缺陷，本专利技术提供手持光谱系统及光谱处理方法。
2、根据本专利技术的一方面，提供手持光谱系统，包括：
3、分光光路模块，用于引入待测光源，对引入的待测光源进行色散和聚焦，获得光束信号；
4、ccd探测模块，用于捕捉光束信号，对捕捉的光束信号进行光/电转换，输出转换得到的模拟信号；
5、a/d转换模块，用于对ccd探测模块输出的模拟信号
6、fifo缓存模块，用于暂存a/d转换模块发送的数字信号；
7、采集存储控制模块，用于对ccd探测模块、a/d转换模块和fifo缓存模块驱动和同步控制；
8、数据传输控制模块，用于接受上位机的命令，驱动采集存储控制模块完成数字信号的探测采集，响应采集存储控制模块的命令，读取fifo中缓存模块的数字信号并向上位机传输。
9、优选的，本专利技术手持光谱系统中，分光光路模块包括光学狭缝、第一球面反射镜、平面反射光栅、第二球面反射镜和探测光谱面，其中，第一球面反射镜和第二球面反射镜对称分布在平面反射式光栅的一侧，光学狭缝和探测光谱面对称分布在平面反射式光栅的另一侧。
10、优选的，本专利技术手持光谱系统中，光学狭缝与探测光谱面的中心在竖直方向上共线。
11、优选的，本专利技术手持光谱系统中，第一球面反射镜和第二球面反射镜的球面直径为50mm，第一球面反射镜和第二球面反射镜的焦距为100mm，第一球面反射镜和第二球面反射镜的球面曲率半径为200mm。
12、优选的，本专利技术手持光谱系统中，光学狭缝的中心与平面反射光栅的反射面中心在竖直方向的垂直距离为16mm，探测光谱面的探测面中心与平面反射光栅的反射面中心在竖直方向的垂直距离为19.491mm，探测光谱面的探测面中心与平面反射光栅的反射面中心在水平方向的垂直距离为9.259mm。
13、优选的，本专利技术手持光谱系统中，平面反射光栅的波长范围为500nm，刻数线为600/nm，闪耀角为8°37′，有效通光孔径为90％，绝对衍射效率为60％-80％。
14、优选的，本专利技术手持光谱系统中，ccd探测模块包括线阵光电探测器，所述线阵光电探测器的封装类型为dip-22、工作电压为3v、工作频率为2mhz，用于将光信号转换为电信号。
15、优选的，本专利技术手持光谱系统中，采集存储控制模块包括时序控制芯片，所述时序控制芯片通过逻辑控制时序对ccd探测模块、a/d转换模块和fifo缓存模块驱动和同步控制。
16、根据本专利技术的另一方面，提供基于上述的手持光谱系统的光谱处理方法，包括：
17、采用分光光路模块引入待测光源，对引入的待测光源进行色散和聚焦，获得光束信号；
18、采用采集存储控制模块对ccd探测模块、a/d转换模块和fifo缓存模块驱动和同步控制；
19、采用ccd探测模块捕捉光束信号，对捕捉的光束信号进行光/电转换，输出转换得到的模拟信号；
20、采用a/d转换模块对ccd探测模块输出的模拟信号进行同步采样，将采样的模拟信号转换为数字信号发送至fifo缓存模块进行暂存；
21、采用数据传输控制模块接受上位机的命令，驱动采集存储控制模块完成数字信号的探测采集，响应采集存储控制模块的命令，读取fifo中缓存模块的数字信号并向上位机传输。
22、优选的，本专利技术的光谱处理方法中，采用分光光路模块引入待测光源，对引入的待测光源进行色散和聚焦，获得光束信号，包括：
23、采用分光光路模块引入待测光源，将引入的待测光源经过光学狭缝进行衍射；
24、将衍射后的光通过第一球面反射镜形成平行光投射至平面反射式光栅的反射面进行色散；
25、将经过色散的不同光色通过平面反射式光栅的反射面以不同角度平行投射至第二球面反射镜进行聚焦并在探测光谱面上获得聚焦的光束信号。
26、综上，本专利技术的手持光谱系统及光谱处理方法通过综合结构设计，实现了手持光谱系统的小型化，使手持光谱系统能够检测复杂零件不规则平面，提高手持光谱系统的场景适用性。
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1.手持光谱系统，其特征在于，所述手持光谱系统包括：
2.根据权利要求1所述的手持光谱系统，其特征在于，分光光路模块包括光学狭缝、第一球面反射镜、平面反射光栅、第二球面反射镜和探测光谱面，其中，第一球面反射镜和第二球面反射镜对称分布在平面反射式光栅的一侧，光学狭缝和探测光谱面对称分布在平面反射式光栅的另一侧。
3.根据权利要求2所述的手持光谱系统，其特征在于，光学狭缝与探测光谱面的中心在竖直方向上共线。
4.根据权利要求3所述的手持光谱系统，其特征在于，第一球面反射镜和第二球面反射镜的球面直径为50mm，第一球面反射镜和第二球面反射镜的焦距为100mm，第一球面反射镜和第二球面反射镜的球面曲率半径为200mm。
5.根据权利要求4所述的手持光谱系统，其特征在于，光学狭缝的中心与平面反射光栅的反射面中心在竖直方向的垂直距离为16mm，探测光谱面的探测面中心与平面反射光栅的反射面中心在竖直方向的垂直距离为19.491mm，探测光谱面的探测面中心与平面反射光栅的反射面中心在水平方向的垂直距离为9.259mm。
6.根据权利要求
7.根据权利要求1所述的手持光谱系统，其特征在于，CCD探测模块包括线阵光电探测器，所述线阵光电探测器的封装类型为DIP-22、工作电压为3V、工作频率为2MHz，用于将光信号转换为电信号。
8.根据权利要求1所述的手持光谱系统，其特征在于，采集存储控制模块包括时序控制芯片，所述时序控制芯片通过逻辑控制时序对CCD探测模块、A/D转换模块和FIFO缓存模块驱动和同步控制。
9.基于权利要求1所述的手持光谱系统的光谱处理方法，其特征在于，所述方法包括：
10.根据权利要求9所述的光谱处理方法，其特征在于，采用分光光路模块引入待测光源，对引入的待测光源进行色散和聚焦，获得光束信号，包括：
...【技术特征摘要】
1.手持光谱系统，其特征在于，所述手持光谱系统包括：
2.根据权利要求1所述的手持光谱系统，其特征在于，分光光路模块包括光学狭缝、第一球面反射镜、平面反射光栅、第二球面反射镜和探测光谱面，其中，第一球面反射镜和第二球面反射镜对称分布在平面反射式光栅的一侧，光学狭缝和探测光谱面对称分布在平面反射式光栅的另一侧。
3.根据权利要求2所述的手持光谱系统，其特征在于，光学狭缝与探测光谱面的中心在竖直方向上共线。
4.根据权利要求3所述的手持光谱系统，其特征在于，第一球面反射镜和第二球面反射镜的球面直径为50mm，第一球面反射镜和第二球面反射镜的焦距为100mm，第一球面反射镜和第二球面反射镜的球面曲率半径为200mm。
5.根据权利要求4所述的手持光谱系统，其特征在于，光学狭缝的中心与平面反射光栅的反射面中心在竖直方向的垂直距离为16mm，探测光谱面的探测面中心与平面反射光栅的反射面中心在竖直方向的垂直距离为19.491mm，探测光谱面的探测面中心...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘迎港，丛千皓，张杰，庆京元，韩孝柄，
申请(专利权)人：上海圣尧智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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