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专利名称：一种0.7－1.7微米波段的近红外光谱仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是近红外光谱仪，其结构轻巧，使用方便。
技术背景传统的光谱仪器采用光栅或棱镜分光，通过机械扫描获得不同波长的光谱。由于该类仪器测试时间长达10多分钟，且机械扫描零件磨损的存在，使仪器寿命受影响。电荷耦合器件(CCD)光谱测试技术是近年来发展的现代光谱测试技术，无机械扫描，光谱测试快，但相应的仪器价格较高。目前国内自主研发的近红外光谱仪器基本上是传统的机械扫描式的。有报道石油科学研究院研究用于石油分析的近红外光谱仪器，采用单波段，大尺寸光学设计。仪器较大且光谱测试范围较窄。

发明内容
本实用新型的目的是设计一种结构紧凑、使用方便、效果良好的近红外光谱仪器。
两波段的光谱仪器都是微型分光器件中的电荷耦合器件后联接运算放大器，之后联接A/D转换器，转换器后联接微处理器采集数字信号，可编程逻辑器件与微处理器联接并联接电荷耦合器件控制电荷耦合器件的工作时序；静态存储器通过简单逻辑电路与微处理器联接，微处理器通过串行接口与台式计算机相联。
本实用新型的光谱仪是将0.7~1.7微米波段分为0.7~1.1微米与1.05~1.7微米两个波段的方法，通过分叉光纤将两波段的光谱仪器联在一起。
根据本实用新型上述结构，光纤将被测光耦合到全密封微型分光器件，经其中的狭缝，光栅等分光成光谱面照射在电荷耦合器件(CCD)感光元上，每个CCD象元对应一特定波长的光谱。CCD内部的移位寄存器使象元的光电流依次输出。此光电流经信号放大，A/D转换等后被微处理器采集，获得光谱原始数据。两个波段对应的微处理器分别通过RS232串口联接到台式计算机。经过扣除暗电流及定标系数修正后偶合为0.7~1.7微米的完整光谱。
本实用新型采用入射狭缝、平场光栅、电荷耦合器件密封于一体的微型分光器件，便于仪器的使用、携带和保养。
本实用新型获得以下良好效果1.无限制次数使用，仪器内无任何可移动的机械零件，仪器的寿命与使用次数无关，允许无限制次数使用。
2.瞬时光谱测试，按下测试键，几十毫秒~几秒完成0.7微米~1.7微米的可见光谱测试并显示。这将显著地减少操作者的工作量。
3.使用灵活配备1米长光纤一根，将被测光引入测试仪器，这样可灵活地对准被测光。
4.无须专门保养，仪器所有光学零件全部完全密封，无须专门保养。
5.仪器便于生物，医学，化工(油漆，涂料，胶片等)教学等行业光谱测试的二次开发。


图1本实用新型光谱仪结构图。其中1是被测光源，2是光纤，3、10是微型分光器件，4、11是CCD，5、12光电信号处理电路，6、13是A/D转换器，7、14是微处理器，8、15是CCD控制电路，9、16是静态随即存储器，17是串行接口电路，18是台式计算机。
具体实施方式
本实用新型所用电子元件如下微型分光器件CP-20或等效产品；微处理器TMS320F240系列或等效产品；串行接口MAX232系列产品或其它公司的等效产品；静态存储器CY62256或其它的等效产品。
仪器组装过程将各部件按图1联接，按常规分光光度计算设计的数据处理软件存储于闪速存储器及台式计算机中，仪器即可运行。经使用测试，本实用新型可快速测试光谱，且仪器无需特殊保养，使用灵活，寿命长。仪器也可用于生物，医学，化工(油漆，涂料，胶片等)教学等行业光谱测试的二次开发。
权利要求1.一种0.7-1.7微米波段的近红外光谱仪器，由光谱仪、检测装置、微处理器等部件组成，其特征是两个波段的微型分光器件中的电荷耦合器件(4，11)后联接运算放大器(5，12)，之后联接A/D转换器(6，13)，转换器后联接微处理器(7，14)采集数字信号，可编程逻辑器件(8，15)与微处理器(7、14)联接并联接电荷耦合器件，其控制电荷耦合器件的工作时序，静态存储器(9，16)通过简单逻辑电路与微处理器联接，微处理器通过串行接口(17)与台式计算机(18)相联。
2.根据权利要求1所述的0.7-1.7微米波段的近红外光谱仪器，其特征是两个波段的微型分光器件分别是0.7-1.1微米、1.05-1.7微米。
3.根据权利要求1所述的0.7-1.7微米波段的近红外光谱仪器，其特征是分叉光纤(2)联接两个波段的微型分光器件。
专利摘要本实用新型是一种近红外光谱仪。现有的近红外光谱仪采用光栅或棱镜分光，通过机械扫描获得不同波长的光谱，也有用电荷耦合器件的现代光谱测试技术。但是前者测试时间长，仪器易损，后者光谱范围较窄，限制了使用范围。本实用新型采用将其0.7~1.7微米波段分为0.7~1.1微米与1.05~1.7微米两个波段的方法，通过分叉光纤将两波段的光谱仪器联在一起。两波段的光谱仪器都是入射狭缝、光栅、电荷耦合器件紧凑集于一体的微型分光器件，通过运算放大器、模数转换器、微处理器进行信号处理后，传输到台式计算机偶合为0.7~1.7微米的光谱曲线。该光谱仪器结构紧凑、体积小、方便携带、价格合理，有较大的应用前景。
文档编号G01J3/42GK2689222SQ0327036
公开日2005年3月30日 申请日期2003年9月25日 优先权日2003年9月25日
发明者刘木清, 周小丽 申请人:复旦大学