[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

说明书

本发明涉及近红外光谱技术领域，本发明基于自校准的近红外光谱仪、校准方法和使用方法通过根据光波长和校准光谱传感器内部温度与环境温度的差计算出的校准光谱传感器的控制电压值对测试光谱传感器的控制电压进行校准和补偿，解决了近红外光谱仪在进行光谱检测时，受温度影响导致检测精度不高的问题，本发明适用于近红外光谱仪。

技术领域

本发明涉及近红外光谱技术领域，特别涉及基于自校准的近红外光谱仪、校准方法和使用方法。

背景技术

近年来，随着近红外光谱技术的飞速发展，无损检测理念已经开始慢慢渗透人们的生活，在无损检测方面，近红外技术因具有易操作、安全高效等优点而受到大众的青睐，市面上出现了各种各样的近红外光谱仪，但他们都存在一个普遍的缺点，那便是：在进行光谱检测时，受温度影响较为严重，导致检测精度不高。

发明内容

本发明所解决的技术问题：提供一种基于自校准的近红外光谱仪、校准方法和使用方法解决近红外光谱仪在进行光谱检测时，受温度影响导致检测精度不高的问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案：基于自校准的近红外光谱仪包括控制芯片、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，以及将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。

进一步的，该近红外光谱仪还包括存储单元，所述存储单元与控制柜芯片相连，用于存储数据。

进一步的，该近红外光谱仪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。

进一步的，该近红外光谱仪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。

进一步的，该近红外光谱仪还包括显示屏、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。

进一步的，测试光谱传感器和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。

进一步的，该近红外光谱仪还包括外置光源，所述外置光源与控制芯片相连，用于消除杂光干涉。

近红外光谱仪自校准方法，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；