[发明专利]光学检测方法和光学检测装置

说明书

提供了一种光学检测方法和光学检测装置。光学检测方法包括：将光束导向目标；从多个测试传感器中选择第一测试传感器以与从目标接收的辐射进行比较，其中第一测试传感器包括第一测试化学品；接收来自目标的反射或散射光束；将来自第一测试化学品的第一光谱与使用线性检测器阵列接收的反射或散射光束的光谱进行比较；使用硬件处理器基于比较从目标确定可能的化学品；以及基于确定提供输出。

技术领域

本发明涉及用于化学检测的系统和方法。更具体地，本公开涉及使用具有匹配参考的光吸收检测的远程化学检测系统和方法。

背景技术

本领域已知通过对构成云的分子进行光谱分析来检测空气中化学云中的某些成分。这种类型的化学检测具有许多应用，包括检测从地下管道泄漏的天然气、来自化学溢出物的化学云、来自化学过程的挥发性有机蒸气(VOC)、来自烟囱的污染等、军用化学战剂和存在于空气中的其它有毒气体。典型地，这种类型的化学云的光谱分析是远程执行的，有时高达10-20km远，因为云中的成分可能是有毒的，并因此威胁健康，或者可能不可能直接检测化学云。对于这种远程类型的无源感测，检测仪器必须离云的距离取决于特定的应用，并且对于不同的应用存在不同的系统。

为了执行这种类型的检测和分析，分光计，例如傅立叶变换红外(FTIR)分光计，从远处指向化学试剂云，使得其被动地接收来自化学试剂云的发射。典型的光吸收检测系统彼此独立地操作，并且依赖于长光程长度来吸收足够的物质用于检测。光谱仪从发射中产生的光谱显示提供了一定波长的发射谱线和谱带，其指示云中的原子和分子。因为每种材料具有其自身的代表其分子的光谱“指纹”，所以可以将检测到的光谱显示与特定化学品的已知“指纹”进行比较，以确定该化学品是否存在于云中。

所需要的是一种改进的远程化学检测系统，其解决了传统方法的各种问题。

发明内容

根据本公开的示例，提供了一种光学检测方法，其包括将光束导向目标；从多个测试传感器中选择第一测试传感器以与从所述目标接收的辐射进行比较，其中，所述第一测试传感器包括第一测试化学品；接收来自目标的反射或散射光束；将来自第一测试化学品的第一光谱与使用线性检测器阵列接收的反射或散射光束的光谱进行比较；使用硬件处理器基于比较从所述目标确定可能的化学品；以及基于确定提供输出。

在一些示例中，该光学检测方法进一步包括从多个测试传感器中选择第二测试传感器以与从该目标接收的辐射进行比较，其中该第二测试传感器包括第二测试化学品；将来自第二测试化学品的第二光谱与使用线性检测器阵列接收的反射或散射光束的光谱进行比较；以及使用硬件处理器确定来自目标的可能化学品更接近第一光谱或第二光谱。

在一些实例中，多个测试传感器中的每一个包括用不同的测试化学品浸渍的纳米材料。在一些示例中，导向还包括利用光束扩展器扩展光束，以及利用光束调向镜调向光束，其中目标处的光束包括多个空间移位的光束。在一些实例中，所述选择进一步包含将所述第一测试传感器加热到足以从所述第一测试传感器释放所述第一测试化学品的温度。在一些实例中，基于对来自目标的可能化学品的初始评估来选择第一测试传感器。在一些示例中，在提供输出之前测试多个测试传感器中的每个测试传感器。