[发明专利]一种拍照式智能光谱分析系统

说明书

技术领域

本发明涉及光谱分析技术领域，一种拍照式智能光谱分析系统。

背景技术

在物质条件极大满足现代生活需要的今天，人们对健康的关注越来越重视了。由于物质条件的优越，人们吃的东西越来越丰富，很多以前从来不敢想象的生活都得以实现。虽然这样，但人们的健康状况却没有得到大的提高，各种疾病(如癌症等)使很多生活富足的人们承受着前所未有的病痛折磨。究其原因，主要是在追求高效及高利益等因素的驱使下，我们所食用的食品中的农药残留量过大，我们的药品加工环境受到了污染而造成了药效的下降及毒副作用的增加；我们的疾病痛苦大多是吃出来的，不管是吃的食物还是药品，大量的有毒物质进入人体后，使得人体不堪承受。

因此，为了能够高效、快捷地检测出有毒物质，如蔬菜水果中的残留农药、农副产品中所打入的保鲜剂、食物中被过量添加的食用或工业添加剂以及过期、毒副作用过大、受污染及药效过低等药品，通常会采用化学检测法和光谱分析法。其中，化学检测法主要存在如下缺陷：1、对被检测物质的成分和含量的检测是一个非常复杂的过程，时间周期一般是以天来计；2、对每一种想要分析鉴定的物质成分和含量都要进行一系列的化学试验，如果没有进行针对性的检验，就不能确定是否存在此物质成分及其含量；3、化学检测法一定会产生化学反应，这就需要一定数量的原物质样品，产生化学反应后，原物质样品就会损失掉，且任何化学反应都是需要物质接触和器械接触的，所以容易造成物质成分被沾染。

相较于化学检测法，光谱分析法因其所具有的检测速度快、被检测物无损耗且不易被污染、检测结果准确等诸多特点而逐渐被广泛应用。然而，光谱分析法一般需要一束比较细的平行光，传统的做法是用狭缝产生一束厚度比较小、宽度较宽的平行光；此种做法虽然简单易行，但也存在很多缺点，如：1、平行光的平行度不够，容易造成光谱弥散及影响特征频点，进而导致检测结果误差大、检测精度低；2、散射光亮度低，细的光束本来亮度就弱，分成不同的色光后，单色光的亮度就更低了，最终会因传感器的灵敏度不够而出现检测误差；3、方向性差，不易对准被检测的物质。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种拍照式智能光谱分析系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种拍照式智能光谱分析系统，它包括图像传感器、光谱传感器、用于控制图像传感器对目标物的图像进行读取并控制光谱传感器对目标物的光谱特征数据进行读取的系统控制器、通过目标物反射的光线对目标物进行成像后将成像光线投射到图像传感器上并同时将成像光线中的部分相互平行的光线压缩成复色光束的成像和光线压缩透镜组、用于将成像和光线压缩透镜组压缩成型的复色光束准直为复色平行光束的准直透镜组、用于对复色平行光束进行光路角度调整的全反射镜组、用于将经由全反射镜组反射的复色平行光束分离成平行光彩带的光谱分离镜以及用于将平行光彩带聚焦成彩色光斑后投射到光谱传感器的感光面上的成像压缩透镜组；

所述光谱传感器和图像传感器均置于成像和光线压缩透镜组的出光侧并分别与系统控制器电连接，所述准直透镜组置于成像和光线压缩透镜组的出光侧并与成像和光线压缩透镜组同轴分布，所述全反射镜组置于准直透镜组的出光侧，所述光谱分离镜置于全反射镜组的反光侧，所述成像压缩透镜组置于光谱分离镜与光谱传感器的感光面之间并与光谱分离镜同轴分布。

其中，优选方案为：所述成像和光线压缩透镜组为一成像透镜组，所述成像透镜组通过目标物反射的光线对目标物进行成像后将成像光线投射到图像传感器上并同时将部分成像光线压缩成复色光束，所述准直透镜组置于成像透镜组的出光侧并与成像透镜组同轴分布以将复色光束准直为复色平行光束；

所述全反射镜组包括前级全反射镜和后级全反射镜，所述前级全反射镜置于准直透镜组与图像传感器之间以将经由准直透镜组准直后形成的复色平行光束作90°的光路转向，所述后级全反射镜置于前级全反射镜的反光侧并将复色平行光束作光路转向后投射到光谱分离镜上，所述光谱分离镜置于后级全反射镜的反光侧以将复色平行光束分离成平行光彩带。