[发明专利]光栅扫描型光谱仪的检测系统及检测方法

权利要求书

1.一种光栅扫描型光谱仪的检测系统，由光源经切光器和分光系统、检测控制系统、传感器模块和取样器与连接，光源经稳压控制电路与检测控制系统连接组成，其特征在于，检测控制系统是由上位机经微控制器单元、高速模数转换器单元、锁相环稳速单元分别连接切光器和测速电路，微控制器单元分别连接分光系统和稳压控制电路构成。

2.按照权利要求1所述的光栅扫描型光谱仪的检测系统，其特征在于，所述的锁相环稳速单元是由时钟晶振电路经分频电路、锁相电路、滤波放大电路、切光器、测速电路和倍频电路与高速模块转换器单元连接构成。

3.按照权利要求2所述的光栅扫描型光谱仪检测系统，其特征在于，所述的倍频电路通过反馈信号接口将测速电路输出的频率为f的反馈信号进行4n倍频，倍频后其频率为4n f，该信号一方面作为锁相比较信号输出给锁相电路，一方面作为ADC采样控制信号通过采样控制信号接口输出给高速模数转换器单元，采样频率4nf，与检测信号的频率f成4n倍数关系，实现倍频同步采样；

分频电路将频率为M的基准频率信号分频后作为锁相基准信号，分频系数为t，频率为M/t；

锁相电路接收锁相比较信号和锁相基准信号，对二者鉴频、鉴相锁定后，二者频率相等：4n f=M/t，输出带有高频成分的直流控制信号；该信号通过滤波放大后控制切光器机械调制信号的频率f。

4.按照权利要求1所述的光栅扫描型光谱仪检测系统的检测方法，其特征在于，对光谱仪每个扫描波长点的采样信号进行正交检波处理，以正交计算实现相敏检波中检测信号与2个90°相差的参考信号的乘法和积分，以算数平均运算实现锁相放大的低通滤波，以方波级数展开项系数校正实现光谱信号光强的检测，包括以下步骤：

a、接受上位机指令，确定采样周期m值；

b、读取ADC采样值x(i)；

c、计算每个采样周期的4个1/4周期分量I(j)：

I(j)=1nΣi=n(j-1)+1njx(i)]]>

其中j=1,2，…，4m；

d、正交计算，计算检测信号与方波参考信号的等效正弦分量S_Q和余弦分量S_I；

SQ=14mΣk=0m-1[Σj=4k+12k+2I(j)-Σj=4k+34k+4I(j)]]]>

SI=14mΣk=0m-1[I(4k+1)-Σj=4k+24k+3Ij+I(4k+4)]]]>

e、方波系数校正计算当前波长点信号的幅值A

A=π2SQ2+SI2.]]>