高速光谱传感器组件及系统的制作方法
【专利摘要】基于激光的光谱系统，其包括距离/接近度/间隔传感器，高重复率激光光谱系统，以及嵌入在处理单元内的决策制定软件，这些结合地在目标对象位于询问区域内时执行九龙岗的选择性发射。在类似的实施例中，系统基于来自间隔信号的消息和包含在光谱信号本身内的消息来提供光谱信号的选择性分选。该激光发射可在保持激光发射的同时进行主动控制，以此保持热稳定性以及因此的激光能量，可将间隔传感器消息和光谱消息结合来确定合适的相对加权或每个光谱消息的重要性。
【专利说明】高速光谱传感器组件及系统
[0001 ]优先权声明
本申请要求2013年8月2日提交的申请号为61/861，846、标题为“HIGH SPEEDINDUSTRIAL SPECTROSCOPIC SENSOR”的美国临时申请作为优先权基础，该在先申请的内容在此通过引用的方式全部并入本文。
技术领域
[0002]本发明一般地涉及光谱传感，特别是高速、高重复率激光光谱系统。
【背景技术】
[0003]在高速操作中出于质量控制目的而对制造产品进行定量测量可能是非常困难的，例如，当目标材料以变速或高速输送，和/或目标材料本身的一个或多个尺寸或特征发生变化时。通常采用离线测试，例如复杂的实验室测试和/或测试方法，这些方式耗费时间，并可能在认识到需要对方法进行调整以制造合格产品之前产生大量的不合格产品。
[0004]在线感应和分析在实时中提供了很多优点，使得方法参数可得到快速和有效的调整，从而目标材料符合生产线上的更高百分比，导致更少的浪费和更低的成本。在线感应可例如通过激光光谱来实现。然而，问题出现在当目标材料，即待测的材料相对于激光聚焦点运动时。Hahn的美国专利6，061，641针对于来自任意发射激光中光谱信号的算法基分析，以确定目标是否“击中”。现可获得用于光谱测量的合并有距离传感器商用产品。然而，还需要基于激光的光谱系统，用于解决在相对于激光焦点或测量区域移动的目标项目上执行基于激光的光谱测量的问题。
【发明内容】
[0005]本发明的不同实施例用于解决在相对于激光聚焦点移动的目标项目或材料上执行基于激光的光谱测量的问题。当遇到(例如)传输具有变化深度的目标材料的移动传输器，或在目标上，例如传输传感器或检测器在具有变化深度的目标上，例如地面上移动时会遇到这种问题。
[0006]本发明的不同实施例涉及基于激光的光谱系统，该系统结合了距离/接近度/间隔传感器组件(Standoff Sensor Assembly)或检测器，高重复率激光光谱系统，以及处理单元，该处理单元包括软件程序的决策制定算法或逻辑部分，该软件程序的决策制定算法或逻辑部分在目标材料或对象或颗粒的表面位于激光的聚焦区域内时提供选择性的激光发射、并在目标对象移动经过询问区域或相对询问区域移动时提供光学采集。在类似的实施例中，该目标对象可为静止的，并具有相对于目标对象移动的激光器组件和/或间隔传感器。上述的结合在类似的实施例中还提供了基于来自间隔传感器组件的间隔信号的消息，以及来自包含于从需要采样的目标对象中所接受的光谱信号本身之中的消息，对光谱信号进行选择性分选。
[0007]不同实施例的优点以及在此所述的方法包括:I)可控制激光发射或射出，以允许用于选择性发射，以此增加激光器的寿命并在每次激光发射上获得改善的光谱数据(只有在目标对象由间隔传感器检测到位于询问区域之内的最佳位置时才触发激光)；2)可主动控制一时段内激光的发射次数，并同时保持激光器处于连续发射模式，例如为了与移动的目标对象同步，或取决于穿过询问区域的对象的密度(低或高密度，以此保持热稳定性，以及因此的激光能量)；以及3)可将间隔传感器或检测器组件消息与采集的光谱消息结合，来确定从目标样品中采集的每个光谱消息的合适相对权重(重要性)。
[0008]在一个示例实施例中，提供了一种在询问区域内的一个或多个移动对象上执行基于激光的光谱测量的系统，其包括基于激光的传感器组件，该基于激光的传感器组件被配置为将激光导向至询问区域内的至少一个移动对象处，该基于激光的传感器组件还适于从至少一个移动对象接收光谱信号组的一部分。该系统还包括位置传感器组件，该位置传感器组件用于检测位于询问区域内的至少一个移动对象的位置，并用于产生来自位于询问区域内至少一个移动对象中产生的位置数据。该系统还包括处理单元，所述处理单元适于接收来自基于激光的传感器组件的光谱信号组，还适于接收来自位置传感器组件的位置数据，该处理单元包括位于其内部的决策逻辑，该决策逻辑配置为利用所述位置数据来执行接收自所述至少一个移动对象的光谱信号的选择性分选。在类似的实施例中，光谱信号组在对象位于询问区域之内时被采集，或从对象处被采集，并随后被加权为询问区域内的对象的位置的函数。
[0009]在另一个示例实施例中，提供了一种在询问区域内的一个或多个移动目标对象上执行基于激光的光谱测量的系统，该系统包括基于激光的传感器组件，所述基于激光的传感器组件被配置为将激光导向穿过聚焦透镜至询问区域内的至少一个移动对象处，该基于激光的传感器组件还包括检测器组件，该检测器组件还适于接收来自至少一个移动目标对象的光谱信号组的第一部分。该系统还包括位置传感器组件，该位置传感器组件用于检测询问区域内的至少一个移动目标对象的位置，并用于产生来自询问区域内的至少一个移动目标对象的位置数据，该位置传感器组件包括一组透镜，该透镜适于接收该光谱信号组的第二部分和第三部分，并将该光谱信号组的第二和第三部分导向至成像传感器阵列。该系统还包括光束分离器透镜部件，其适于将光谱信号组的第一部分导向至检测器组件处，该光束分离器部件还适于将光谱信号组的第二和第三部分导向透镜以及位置传感器组件的成像传感器阵列处，其中当目标对象从聚焦透镜处移开时，该光谱信号组的第二和第三部分朝向成像传感器阵列的中心移动，且当目标对象移近聚焦透镜时，该光谱信号组的第二和第三部分移离所述成像传感器阵列的中心。
[0010]在另一个示例的实施例中，提供了一种用于在询问区域内的一个或多个移动对象上执行基于激光的光谱测量的系统，该系统包括基于激光的传感器组件，该基于激光的传感器组件被配置为将激光导向至询问区域内的至少一个移动对象处，该基于激光的传感器组件还适于在所述至少一个移动对象与激光接触后从所述至少一个移动对象处接收光谱信号组的一部分。该系统还包括位置传感器组件，所述位置传感器组件用于检测位于询问区域内的至少一个移动对象的位置，并用于产生来自询问区域内的至少一个移动对象的位置数据。该系统还包括处理单元，所述处理单元还适于接收来自位置传感器组件的位置数据，并适于在处理单元的决策逻辑从位置数据中确定移动对象位于询问区域内时对该移动对象引发激光发射。在示例的实施例中，该基于激光的传感器组件适于在发射出激光后从至少一个移动对象中接收光谱信号组的一部分。在类似的实施例中，该询问区域内的移动对象包括相对于要采样的对象来移动该基于激光的传感器组件和询问区域。
[0011]本发明的上述总结并非在于描述本发明的每个示例实施例或每个【具体实施方式】。以下的附图和【具体实施方式】更详细地说明了这些实施例。
【附图说明】
[0012]通过与附图结合，根据以下不同实施例的详细描述可完全理解本发明的实施例，其中:
图1为根据此处教导的基于激光的光谱系统的示例实施例的高水平方框图。
[0013]图2为根据此处教导的基于激光的光谱系统的另一个实施例的示意图。
[0014]当本发明可相对不同的改善和替代形式进行修改，其特例可通过附图的示例方式来展示，并在此详细地描述。然而，本发明的意图应当理解为并非限制在上述的特定实施例中。相反，本发明的意图在本发明的精神和范围内覆盖了所有的改善，等同物，以及替代例。
【具体实施方式】
[0015]以下为所涉及的不同类似概念的详细说明，以及根据本发明所公开的实施例、方法和设备。上述以及以下详细描述的本发明主题的不同方面能以多种方式来实施，因为主题名称并非限于实施例的特定方式。为了阐述式目的，在此主要提供了特定实施方式和应用的例子。
[0016]本发明的不同实施例将距离/接近度/间隔传感器组件、高重复率激光光谱传感器组件以及体现在处理单元内的软件的决策制定算法或逻辑结合，其共同地或结合地提供了在目标对象移动经过询问区域或相对该询问区域移动时，当目标材料或对象的表面位于激光器和采集光学的聚焦区域时的选择性的激光发射。在一个类似的实施例中，上述的结合基于来自从移动对象样品中接收的间隔传感器信号的消息，以及包含于从激光传感器组件采集而来的移动对象的光谱信号组本身的消息而提供或执行了光谱信号的选择性分选。该光谱信号可用于测量例如化学浓度或组合物，目标成分或元素的存在与否，表面形貌，温度，或利用激光光谱测量的目标材料的性质和性能的任意差异。
[0017]在此教导有不同的方法用于在不同的应用中使用感应系统。在一个示例实施例中，该间隔传感器组件用于确定什么时候发射激光传感器组件的高重复率的Q开关，激光器的二极管栗浦自由地以高固定率来运行(例如>20 Hz)以优化激光器的热性能。该间隔(位置，接近度，或距离)传感器组件确定目标对象位于目标区域的时段，并产生对应于在该询问域或区域内的目标对象的位置的信号。位于处理单元内的决策制定算法或逻辑利用来自间隔传感器信号的消息来确定激光的Q开关应该发射的时段。Q开关的发射允许了该光谱信号仅在对象或颗粒位于目标地区内时才能获得。
[0018]以其全重复率来操作激光器，且以全速获得光谱数据，并将来自间隔传感器的消息与光谱信号结合可使得用户解释了光谱消息的质量。例如，相关的“投选”机构可基于目标对询问区域内的优化位置的接近度或其位置来将所获得的每个光谱或发射信号的重要性进行加权。
[0019]根据图1所描述的非限制实施例，高速、高重复率的激光光谱系统100大致包括间隔或位置传感器组件110，基于激光的传感器组件120，以及处理单元130，在该处理单元130内包括有软件程序132，该软件程序132包括决策算法或逻辑。基于激光的传感器组件120被配置为发射激光并从撞击或接触的目标对象处接收光信号。返回的光包括光谱信号组，该光谱信号组随后被分光计或光谱分析器所处理。处理单元130包括与激光器组件120连接的双向通信线路134，以及与间隔传感器110连接的双向通信线路136。在激光传感器120下，间隔或位置传感器110确定了的在视线范围(或询问区域)内移动对象的高度。在该实例实施例中，该间隔传感器规律地发送所检测对象的位置数据至处理单元130处。处理单元130和软件132利用位置数据来确定对象是否位于激光采集光学的视线范围内，且在一个示例实施例中，在所接收的位置数据中利用了加权因子。该加权因子可从O到I不等，S卩:从没有重要性到完全重要性。组件110和处理单元130确定了材料件150在基于激光的传感器120之下穿过询问域或区域140的高度。当目标对象位于询问区域范围内的最有效位置时，处理单元130触发激光组件110中的激光来射击该目标对象。在当对象位于询问区域内的最佳位置或定位在询问区域内时，在被认为是激光碰撞对象高质量的时刻来采集光谱信号，所述最佳位置或定位通过由间隔传感器所产生的位置数据来验证，并由处理单元130来处理。
[0020]在一个特定实施例中，如果在线检测需要时，该激光具有相对所需要产生LIBS光谱的显著高的能量输出(320 mj)，以此提供净空。在该实例实施例中，激光传感器组件120利用LIBS(激光诱导击穿光谱)技术，但并非必要限制于这样。激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种快速的化学分析技术，其利用短激光脉冲在样品表面上产生微等离子体。这种分析技术与其它元素分析技术相比具有让人信服的优势，包括样品制备-不含检测的经验，特别快速检测时间，通常对于单一的点滴分析为几秒钟，广泛的元素覆盖，包括较轻的金属，例如:
H,Be, Li, C，N, O, Na,以及Mg，灵活的采样方案，包括样品表面的快速光栅以及深度剖析，在不需要担心基材干扰的情况下的薄样品分析。用于重金属元素的LIBS的典型检测极限为低-PPM范围IIBS可用于广泛范围的目标材料，包括:金属，导体，玻璃，生物组织，绝缘体，塑料，土壤，植物，土壤，薄油漆涂料，食品及电子材料。用于执行LIBS的这种系统为商用的，例如出自TSI, Inc 的ChemReveal ?，例如 http://www.tsi.com/chemreveal-libs-desktop-analyzer/，其在此全体性引入。
[0021 ]在该示例性实施例中，激光传感器组件120被配置为将激光122发射到用于材料件150的询问域140内，以便它们沿着传输带按A方向(箭头)移动，或通过重力移动穿过成角度的滑道或管时被分析。可利用激光传感器组件120来检测返回光信号124。该激光传感器组件120为高重复率激光，其包括以下的其中之一:I)被配置为基于处理单元130的决策算法的输出以及提供附近或询问区域内目标对象上的位置数据从而选择性地发射;或2)被配置为当目标对象一起非常接近和/或需要材料分选时进行连续地发射。
[0022]在连续激光发射的另一个示例实施例中，利用来自间隔传感器110的消息来加权来自激光传感器组件120的返回信号124。通过这种方式，可获得连续的加权信号，并形成来自处理单元130的输出(在决策算法或逻辑处理之后)。
[0023]在激光传感器组件的选择性发射的示例实施例中，可利用处理单元130(以及决策算法程序)来使用从间隔传感器110而来的输出112，以在特定距离范围偏差内检测到目标对象(例如材料件150)时选择性地发射激光。在示例实施例中，仅有激光组件120的激光栗浦(闪光灯或二极管)的选择性脉冲能形成一系列激光脉冲。来自这些激光脉冲的信号都进行等同计算，或可基于间隔传感器的输出通过决策算法来进一步加权。
[0024]在不同的示例实施例中，激光传感器系统100的不同优点包括:I)仅通过合适地计算在目标适当地位于间隔传感器的距离范围内时所获得的光谱消息来获得精确的光谱信号，以及2)该激光栗浦能够以其高速来运作，这样增加了热稳定性和激光的能量。在该实例实施例中的系统100还提供用于增加的样品频率，样品尺寸以及样品处理时间。利用这种感应系统，如果需要的话可测量实际上每个目标。增加的样品频率和/或样品尺寸可导致潜在的更多的处理(以及因此的质量控制)，减少的产品变异性和减少的浪费。
[0025]在一个示例实施例中，如果每次发射都导致可使用的光谱的话可期待比所需要的更多的最大发射重复率110 Hz。激光寿命的担保一般在最大重复率为IlOHz时为约10，000小时。这等同于在需要栗浦二极管替换之前的4 X 19的激光发射。这与特定闪光灯栗浦灯的寿命50 X 16发射来说，增加了80倍的寿命。这预期显著增加了系统的运作时间并降低了成本。此外，为了减少激光发射进入“空”间隙的数量。当目标材料表面位于测量区域或询问域之内时可使用间隔或位置或距离传感器来提供触发信号，来引发激光脉冲。这种途径极大地延长了激光操作的寿命，并增加了从每个激光发射中获得的质量光谱的可能性。
[0026]在一个类似的实施例中，使用了离轴采集光学配置。替代的途径可使用LIBS信号的在轴采集，其可改善信号采集效率。包括在类似实施例中的另一个特征(未图示)是所使用的气体(或其它气体或其它流体)清洗系统以保持光学干净以及潜在地减少可出现在生产线上的污染颗粒的预放电。该气体清洁技术和选择对恶劣的工作环境展示了改善的仪器稳健性。
[0027]再看图2，其展示了根据在此教导的利用LIBS光谱的集成光学距离传感器组件200的示例实施例。感应系统200包括基于激光的传感器组件220和光学距离传感器组件210，以及还包括在此没有图示的具有决策算法嵌入软件程序的处理单元，该决策算法嵌入软件程序用于处理返回位置/距离信号以及如上述实施例中所述的返回激光信号。在该实例实施例中，激光传感器组件220包括激光器221，该激光器发射激光或激光束222A，它们穿过任意的光束形成的光学组223A(在快速启动器上具有%英寸透镜)，该光束形成的光学组形成光束或光222B，其随后穿过穿孔镜223B的孔，该穿孔镜223B以45度的角度倾斜。激光222B继续在目标250上聚焦，该目标250通过特定的白或预选的LED灯来照明，以增加目标250的成像(其中摄像机还用于照明目标250经过的询问区域)。
[0028]在该实例实施例中，从目标250(反射LED光或自然光)发出的以光束224A-224D形式存在的返回光穿过聚焦透镜223C，并以45度角碰撞或撞击在穿孔镜223B前。反射的返回光224A-224D继续碰撞或撞击到特定比例(例如:90-10, 80-20)的光束分离器透镜223D上，以此使得特定量的返回光继续朝向光学距离传感器210处前进，且剩下的返回光继续射向光检测器260。在该实例实施例中的光束分离器223D为二色光束分离器透镜，其设计为根据用于照明目标250的特定LED灯的颜色而仅将特定颜色范围的光朝着光学距离传感器组件210进行反射。在该实例实施例中，返回光224A-224D部分地从光束分离器223D处反射成为226A和226B，该光226A和226B穿过透镜223E，且光226C和D226D穿过透镜223F。一部分返回光224A-224D穿过光束分离器223D至光检测器260。在一个示例实施例中，检测器260由透镜组成，以捕获返回，以及透镜后侧的光学纤维，以将返回光导向至分光计。
[0029]再看距离传感器210，透镜223E和223F形成部分距离传感器210，该距离传感器210还包括成像传感器或CMOS传感器系列。朝着光学距离传感器组件导向的光226A-226D尤其通过预配置的透镜系列223E和223F聚焦到CMOS系列212(或类似的高速光学传感器)，该系列212为线性系列(在图2中为垂直导向的)。在类似的实施例中，使用了二维CMOS系列(利用第二维度导向至图2的页面)。关于线性系列212，以及通过非限制性实施例解释光学距离传感器的操作，当目标250位于优化位置(激光器聚焦)时，在CMOS系列上的最大反射光强度的两点如图2所示的在特定聚焦点上具有最大值。这些最大反射强度的点会随着目标远离该优化位置点移动而移动。如果目标远离聚焦透镜223C移动时，该聚焦在CMOS系列上的返回光将朝着系列的中心移动，当如果目标250移动更接近聚焦透镜223C时，该在CMOS系列上的聚焦返回光将超专业系列212的外侧移动。
[0030]通过这种距离/位置传感器210，目标250相对于激光传感器组件220的优化聚焦的位置或定位可被快速地确定。传感器210可经过校准，且最大强度的重心点将揭示了目标250相对优化聚焦的距离。在一个示例的实施例中，该距离用于在测量目标250的距离的同时所获得的检测信号的相对重要性进行评分。
[0031]在此所教导的不同实施例用于测量到目标的距离，并测量样品从优化聚焦的距离。其它涉及改善系统100和200的方法包括或将光学距离传感器替换成超声距离传感器或基于光学聚焦程度的传感器。超声距离传感器是本领域技术人员所熟悉的。在类似的实施例中，光学聚焦的程度是从应用傅立叶变换操作的成像中进行评估的(如果在CMOS传感器212之前的透镜223E和223F去除掉便可获得)。成像越尖锐，在FT操作中会观察到更高的频率部件。在类似的实施例中，将连续的激光加入到基于激光的光谱传感器组件220中，与激光器221共线，使得激光的反射用于使目标250的位置三角化。任何从基于激光的传感器仪器/聚焦透镜到目标150或250的距离测量都为在此的教导范围内。
[0032]在此所述的基于激光的感应系统的其它优点此后再讨论。一旦知道从基于激光的传感器仪器到目标的距离，可对同时获得的检测光谱信号分配加权值。该加权值可在仪器的校准期间进行经验确定。该加权值允许:利用对应于加权的放大系数来获取所检测的返回光信号，以便优选地选择目标位于优化位置时的返回光信号，以及Nd: YAG或类似激光器的Q开关的选择性触发，以仅从位于接近优化位置的位置或定位的特定偏差之内的目标处获得信号。有些激光器，例如用于LIBS或SIBS的激光器具有激发源，例如闪光灯或激光二极管，以及允许以控制时间使得激光离开激光器腔的Q开关模式或功能。一般情况下，为了优化的长期激光器性能，基于激光的传感器系统连续地运行激光器的激发源是优化的。在该示例实施例中，只有在预设距离或预设为“好”的信号范围内的距离时才触发该Q开关模式。
[0033]以下专利和出版物全体性引入:美国专利号:6，061，641;6,795,179以及8，476,545。
[0034]上述说明展示了多种特定细节，提供了对本发明不同实施例的通彻理解。很明显，对于本领域的技术人员来说在此所公开的不同实施例可在没有这所有或一些特定细节的情况下进行实施。在其它例子中，本领域技术人员所熟悉的部件在此没有详细地描述以避免不必要地模糊了本发明。应当明白，尽管以上说明的不同实施例的数个特征和优点都已经阐明，这种公开仅为阐述性的。可构建其它的仍应用本发明精神原则的实施例。相应地，本申请在于覆盖本发明的任何修改或变形。
[0035]为了阐明本发明的权利要求，除非权利要求中使用了特定术语“用于…的工具”， “用于…的步骤”，并不要援引35 U.S.C.§ 112中第六段的规定。
【主权项】
1.用于在询问区域内的一个或多个移动对象上执行基于激光的光谱测量的系统，所述系统包括: 基于激光的传感器组件，其配置为将激光导向询问区域内的至少一个移动对象，该基于激光的传感器组件适于接收来自所述至少一个移动对象的光谱信号组的一部分； 位置传感器组件，其用于检测询问区域内的所述至少一个移动对象的位置，以及用于产生来自该询问区域内的所述至少一个移动对象的位置数据；以及 处理单元，其适于接收来自所述基于激光的传感器组件的所述光谱信号组，并适于接收来自所述位置传感器组件的位置数据，该处理单元包括其内部的决策逻辑，所述决策逻辑配置为利用所述位置数据来执行接收自所述至少一个移动对象的光谱信号的选择性分选。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理单元配置为当对象位于询问区域内时，利用位置数据来触发激光。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在询问区域内移动对象包括相对于要采样的对象而移动所述基于激光的传感器组件和询问区域。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当对象位于询问区域之内时采集光谱信号组，或采集来自对象的光谱信号组，并随后将该光谱信号组加权为所述询问区域内的对象的位置的函数。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述激光包括一系列导向对象的经选择的激光脉冲，并基于该对象的位置数据来计算该激光脉冲的光谱信号。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括对象处理组件，所述对象处理组件配置为使对象移动穿过所述询问区域，该对象处理组件选自:传输器、滑道和管。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括摄像机和灯组件，所述灯组件适于对询问区域进行照明。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述位置传感器组件选自:光学传感器，超声传感器，红外传感器以及X-射线传感器。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括流体净化系统，所述流体净化系统适于清洁光谱测量系统的光学部件。10.用于在询问区域内的一个或多个移动目标对象上执行基于激光的光谱测量的系统，所述系统包括: 基于激光的传感器组件，其配置为通过聚焦透镜将激光导向询问区域内的至少一个移动对象，该基于激光的传感器组件包括检测器组件，所述检测器组件适于接收来自所述至少一个移动目标对象的光谱信号组的第一部分； 位置传感器组件，其用于检测询问区域内的至少一个移动目标对象的位置，以及用于产生来自该询问区域内的至少一个移动目标对象的位置数据;所述位置传感器组件包括一组透镜，所述透镜适于接收光谱信号组的第二部分和第三部分并将其导向成像传感器阵列；以及 光束分离器透镜部件，其适于将光谱信号组的第一部分导向检测器组件，该光束分离器部件还适于将光谱信号组的第二和第三部分导向透镜和位置传感器组件的成像传感器阵列， 其中当目标对象移离聚焦透镜时，该光谱信号组的第二和第三部分朝着成像传感器阵列的中心移动，且其中当目标对象移近聚焦透镜时，该光谱信号组的第二和第三部分移离成像传感器阵列的中心。11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括处理单元，所述处理单元适于接收来自基于激光的传感器组件的光谱信号组，并适于接收来自位置传感器组件的位置数据，该处理单元包括其内部的决策逻辑，该决策逻辑配置为利用所述位置数据来执行接收自所述至少一个移动目标对象的光谱信号的选择性分选。12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述检测器组件由光采集器组成，所述光采集器具有一个或多个光学导件，用于接收光谱信号的第一部分，并将其导向光谱分析器。13.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统包括二极管栗浦Nd:YAG激光器，该激光器配置为提供连续的激光束。14.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统包括处理单元，所述处理单元适于接收来自位置传感器组件的位置数据，并适于当该处理单元的决策逻辑根据所述位置数据判断该移动对象位于询问区域之内时触发对移动对象的激光发射。15.用于在询问区域内的一个或多个移动对象上执行基于激光的光谱测量的系统，所述系统包括: 基于激光的传感器组件，其配置为将激光导向询问区域内的至少一个移动对象，该基于激光的传感器组件适于在所述至少一个移动对象与激光接触后接收来自所述至少一个移动对象的光谱信号组的一部分； 位置传感器组件，其用于检测询问区域内的至少一个移动对象的位置，以及用于产生来自位于该询问区域内的至少一个移动对象的位置数据；以及 处理单元，其适于接收来自位置传感器组件的位置数据，并适于当该处理单元的决策逻辑根据所述位置数据判断所述移动对象位于询问区域内时触发对该移动对象的激光发射。16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述基于激光的传感器组件适于在发射激光之后接收来自所述至少一个移动对象的光谱信号组的所述一部分。17.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述处理单元适于接收来自基于激光的传感器组件的光谱信号组，并适于接收来自位置传感器组件的位置数据，所述处理单元包括其内部的决策逻辑，所述决策逻辑配置为利用所述位置数据来执行接收自所述至少一个移动目标对象的光谱信号的选择性分选。18.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，在询问区域内移动对象包括相对于要采样的对象移动至少所述基于激光的传感器组件和询问区域。19.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述系统还包括对象处理组件，所述对象处理组件配置为将对象移动穿过询问区域，该对象处理组件选自:传输器、滑道和管。20.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述位置传感器组件选自:光学传感器，超声传感器，红外传感器以及X射线传感器。
【文档编号】G01N21/71GK105829843SQ201480054413
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年7月31日
【发明人】史蒂文·G·巴克利, 肯尼思·R·法默, 达瑞克·L·尼库姆
【申请人】Tsi公司