[实用新型]一种小麦光谱光栅分光系统

说明书

本实用新型公开了一种小麦光谱光栅分光系统，包括：上位机、控制器、LED光源、放大器和A/D转换器、样品盘、LED光源；分光成像单元包括入射狭缝、平面反射镜、聚焦系统和光栅，透镜收集的样品盘内目标物的信号光，射入入射狭缝；入射狭缝透过的光进入平面反射镜并反射至聚焦系统；光栅为闪耀光栅或者阶梯光栅，其功能是对准平行光进行分光；光栅的分光进入进入光纤组并进入与放大器电连接的用于接收并转化光电信号的光电信号转换器，放大器与A/D转换器电连接；上位机向控制器发送LED光源开启指令。本实用新型基于成像光谱仪将成像技术和光谱技术结合在一起，检测目标精准，能够获取多维目标信息的，检测结果快速准确。

技术领域

本实用新型涉及粮食、食品固体样品成分及含量分析技术领域，具体涉及一种小麦光谱光栅分光系统。

背景技术

现有的光谱类检测仪，光线波长范围宽泛，各透镜或聚光镜之间间距固定，监测某一样样品时，庞杂波长的光谱较多，混淆监测数据，使检测结果不明了，准确度不高，因此，无法获得准确的光谱强度数据，再有由于如小麦籽这样质样较小的待测样品在样品盘内排列坚实，透过率很低，使得现有的近红外分析仪检测到的弱电信号不足以达到被分析的强度，因此，无法获得准确的光谱强度数据。

成像光谱仪将成像技术和光谱技术结合在一起，是一种能够获取多维目标信息的探测分析仪器。它通过对目标空间信息和光谱信息的获取，识别物质种类，分析目标的状态。它本身可以获取的目标空间信息是二维的，借助于扫描技术和空间多通道探测技术可以获得三维空间信息。自从成像光谱仪出现之后，其在环境、农业、林业、土地资源、矿产资源监测等遥感领域得到了广泛应用，并逐渐向生化分析、工业生产等领域扩展，具有很高的研究价值。成像光谱仪一般由接收光学系统、狭缝、准直透镜、衍射元件、会聚镜、探测器及光谱信号的读取、处理电路和分析软件组成，在需要的情况下，还可以增加扫描结构。成像的过程一般是：目标物的辐射信息通过接收光学系统汇聚到狭缝处，经过狭缝的调制到达准直镜，此时信号光变成准平行光，之后按照不同时间顺序到达色散元件，经过色散元件的分光后不同波长的光会沿着不同的方向传播，再经过会聚镜的成像作用将狭缝的像按照不同的波长会聚在探测器的不同位置，最后经过处理电路及相应软件的处理得到目标物的空间信息和光谱信息。但此技术在小麦等粮食检测上还鲜有应用。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种基于成像光谱仪将成像技术和光谱技术结合在一起，多档可调的小麦光谱光栅分光系统，检测目标精准，参数精准设置，能够获取多维目标信息的，检测结果快速准确。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种小麦光谱光栅分光系统，包括：上位机，与上位机电连接的控制器，分别与控制器电连接的LED光源、放大器和A/D转换器、样品盘，LED光源透过样品盘内的目标物照射到透镜，还包括分光成像单元，分光成像单元包括入射狭缝、平面反射镜、聚焦系统和光栅，透镜收集的样品盘内目标物的信号光，射入入射狭缝，入射狭缝的功能是准确定位所需要探测的信号光，防止其它光的干扰；入射狭缝透过的光进入平面反射镜，平面反射镜的功能是改变光路至聚焦系统，聚焦系统的功能是对目标物的信号光起到准直作用，并对光栅的衍射光起到聚焦作用；光栅为闪耀光栅或者阶梯光栅，其功能是对准平行光进行分光；光栅的分光进入进入光纤组并进入与放大器电连接的用于接收并转化光电信号的光电信号转换器，放大器与A/D转换器电连接；上位机向控制器发送LED光源开启指令。

进一步的，样品盘厚度为2～5mm。

进一步的，闪耀光栅或阶梯光栅的倾斜角和刻划线数目由公式(1)确定：

2dsinθ＝mλ； (1)

其中，d为光栅常数，具体为每毫米刻划线数目的倒数，单位为毫米；θ为光栅的倾斜角，单位为度；m为光栅的衍射级数；λ为选定的基准波长，单位为毫米。

进一步的，透镜与样品盘之间的距离可调节，再次选择进入样品盘的光线波长。