[发明专利]基于自校准的近红外光谱仪、校准方法和使用方法

权利要求书

1.基于自校准的近红外光谱仪，其特征在于，包括控制芯片、电源模块、测试光谱传感器和红外温度传感器；所述控制芯片分别与电源模块、测试光谱传感器和红外温度传感器相连；

所述控制芯片用于通过控制测试光谱传感器的电压实现对测试光谱传感器发出的光波长控制，根据测试光谱传感器内部温度和红外温度传感器采集到的环境温度的差值和当前发出的红外光波长计算出控制电压，并根据计算出的控制电压对实际控制电压进行校准和补偿；

所述电源模块用于供电；

所述测试光谱传感器用于发射测试红外光和采集被测物反射的测试近红外光数据，以及内部温度数据传给控制芯片；

所述红外温度传感器用于测试环境温度。

2.根据权利要求1所述的基于自校准的近红外光谱仪，其特征在于，还包括存储单元，所述存储单元与控制芯片相连，用于存储数据。

3.根据权利要求1所述的基于自校准的近红外光谱仪，其特征在于，还包括校准光谱传感器，所述校准光谱传感器与控制芯片相连，发射测试红外光和采集被测物反射的测试近红外光数据，以及将内部温度数据传给控制芯片。

4.根据权利要求1-3任一项所述的基于自校准的近红外光谱仪，其特征在于，还包括隔光板和无线通信模块；所述隔光板用于在物理上将校准光谱传感器和测试光谱传感器隔绝；所述无线通信模块与控制芯片相连，实现远程控制近红外光谱仪和上传数据，所述远程控制包括设置检测光波段和歩距。

5.根据权利要求1-3任一项所述的基于自校准的近红外光谱仪，其特征在于，还包括显示屏、按键和USB模块，所述显示屏与控制芯片相连，用于显示检测过程中的数据和检测结果，所述按键与控制芯片相连，所述按键包括近红外开关机按键，所述USB模块与控制芯片相连，用于充电和调试。

6.根据权利要求3所述的基于自校准的近红外光谱仪，其特征在于，所述测试光谱传感器和所述校准光谱传感器均包括多个光谱传感器，所述多个光谱传感器并联。

7.根据权利要求1-3任一项所述的基于自校准的近红外光谱仪，其特征在于，还包括外置光源，所述外置光源与控制芯片相连，用于消除杂光干涉。

8.近红外光谱仪自校准方法，应用于权利要求2所述的基于自校准的近红外光谱仪，其特征在于，包括以下步骤：

S001、近红外光谱仪开机，控制芯片读取存储单元中的数据，所述数据包括预设电压差V；

S002、设置近红外光谱仪歩距和检测光波段；

S003、控制芯片根据设置的检测光波段和歩距，计算出检测光谱传感器依次发出的红外光的波长，根据红外光的波长计算控制测试光谱传感器的控制电压V1，控制测试光谱传感器依次发射相应波长的红外光；

S004、在每次发射红外光时，红外光谱传感器将内部温度T1传给控制芯片，控制芯片通过红外温度传感器获得环境温度T2，控制芯片通过T1与T2的差和当前发射红外光的波长，计算出理论控制电压V2；

S005、控制芯片判断电压V1与V2的差和预设电压差V的大小关系：

当电压V1与V2的差大于预设电压差V时，控制芯片对V1进行补偿，补偿后的控制电压值与V2相同；存储当前波长和补偿后的控制电压值；

当电压V1与V2的差不大于预设电压差V时，存储当前波长和控制电压V1；

S006、依次计算并保存设置的检测光波段和歩距中所含波长对应的控制电压V1；

S007、校准完成。