一种手持式光谱仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种光谱仪，特别涉及一种手持式光谱仪。
【背景技术】
[0002]在日常用品、食品的安全检测领域，使用基于光谱检测技术的方法对食品进行无损、快速的检测，无论在定性还是在定量的都已经有了非常成熟的解决方法。这弥补了现在常用的化学检测的速度等缺陷。但是，现有的基于光谱检测技术安全检测的相关仪器缺点是其体积和重量都无法满足日常携带的要求。并且难以单人进行操作，这使得使用基于光谱检测技术的方法对食品进行无损、快速的检测很难在一般生活使用上得到很好的推广。
【实用新型内容】
[0003]为解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种手持式光谱仪，该光谱仪便于携带，简单方便地实现了无损，快速的的安全检测，并且检测结果可以通过网络实时上传到相关机构或与友人共享。
[0004]本实用新型提出了一种手持式光谱仪，包括光谱采集单元、传输单元以及便携式终端设备，所述光谱采集单元通过传输单元与所述便携式终端设备连接；
[0005]所述光谱采集单元包括入射狭缝、反射凹面光栅以及CMOS线性图像传感器，所述入射狭缝与所述CMOS线性图像传感器设置在同一直线上，所述反射凹面光栅设置在所述入射狭缝的入射光照射方向，以将待测样品单元的反射光信号投射到所述CMOS线性图像传感器，所述CMOS线性图像传感器通过传输单元与所述便携式终端设备连接。
[0006]可选的，所述传输单元为USB传输线。
[0007]可选的，所述光谱采集单元设有USB接口，所述USB接口通过所述USB传输线与所述便携式终端设备的USB接收机连接。
[0008]可选的，所述USB接口有多个。
[0009]可选的，所述光谱采集单元设有无线通信模块，所述无线通信模块与所述便携式终端设备的内置无线通信模块连接。
[0010]可选的，所述便携式终端设备为手机或平板电脑。
[0011 ] 本实用新型提出的手持式光谱仪，基于MEMS和图像传感器技术，采用尺寸为厘米级的光谱采集单元，携带与使用方便，并通过USB接口直接与日常使用的终端设备相连接，能够实现无损、快速的得到检测结果，并且检测结果可以通过网络实时上传到相关机构或与友人共享。
【附图说明】
[0012]通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中:
[0013]图1是本实用新型提出的一种手持式光谱仪的结构示意图；
[0014]图2是实用新型提出的一种手持式光谱仪中的光谱探测采集单元的光学结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0016]图1是本实用新型提出的一种手持式光谱仪的结构示意图，如图1所示，本实用新型提出了一种手持式光谱仪，包括光谱采集单元10、传输单元20以及便携式终端设备30，所述光谱采集单元10通过传输单元20与所述便携式终端设备30连接；
[0017]所述光谱采集单元10包括入射狭缝101、反射凹面光栅102以及CMOS线性图像传感器103，其光学结构如图2所示，所述入射狭缝101与所述CMOS线性图像传感器103设置子同一直线上，所述反射凹面光栅102设置在所述入射狭缝101的入射光照射方向，以将待测样品单元的反射光信号投射到所述CMOS线性图像传感器103，所述CMOS线性图像传感器103通过传输单元20与所述便携式终端设备30连接，所述便携式终端设备30接收所述CMOS线性图像传感器103传输过来的数据进行处理。反射凹面光栅作为分光器件，采用基于纳米压印技术的反射凹面光栅。
[0018]其中，所述传输单元20可以为USB传输线，用于传输对图像传感器的控制信号和输出图像传感器的数据。
[0019]更进一步地，所述光谱采集单元10设有USB接口，所述便携式终端设备30设有USB接收机，所述USB接口通过所述USB传输线与所述便携式终端设备30的USB接收机连接。
[0020]其中，所述光谱采集单元10设置的USB接口可以有多个，并分别与相应的便携式终端设备连接，对采集的数据进行同步处理。
[0021]本实用新型提出的光谱采集单元10还可以设置无线通信模块，该无线通信模块与所述便携式终端设备30的内置无线通信模块连接。在进行实时光谱数据采集时可以使一人在负责终端设备的实时数据处理，另一人通过便可只拿着加载有无线通信模块的光谱采集单元进行预设范围内的光谱数据的采集，使得用于数据采集的光谱采集单元与用于数据处理的便携式终端设备之间的实际距离不受传输单元的限制，有效提高工作效率。
[0022]其中，便携式终端设备优选为手机或平板电脑，通过传输单元与图像传感器相连接，用于输出对图像传感器的控制信号和接收图像传感器发出的数据，并对数据进行相关分析，最后进行结果显示。并且检测结果可以通过网络实时上传到相关机构或与友人共享。
[0023]下面，对本实用新型实施例提出的手持式光谱仪的工作原理进行说明。
[0024]本实用新型提供的手持式光谱仪的工作原理，具体如下:
[0025]待测样品单元的反射信号进入光谱采集单元10，从光谱采集单元10中的入射狭缝101进入，经过作为分光器件的反射凹面光栅102将信号进行分光处理并投射到CMOS线性图像传感器103上，在图像传感器103上进行光电转换，获取光谱立方体数据，并通过传输单元传输到便携式终端设备，经过终端单元的处理，并显示结果，实现对待测样品单元，如食品，的无损，快速的检测。并且检测结果可以通过网络实时上传到相关机构或与友人共享。
[0026]本实用新型提出的手持式光谱仪，与现有的光谱仪相比，具有以下有益效果:
[0027]1、基于MEMS和图像传感器技术，采用尺寸在厘米级的光谱采集单元，结构紧凑，携带与使用方便。
[0028]2、通过USB接口或无线通信单元直接与日常使用的终端设备相连接，能够实现无损、快速的得到检测结果，并且检测结果可以通过网络实时上传到相关机构或与友人共享，拓展了成像光谱系统的应用。
[0029]以上所述，仅是本实用新型的可选实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。
[0030]虽然本实用新型已以可选实施例披露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围。
【主权项】
1.一种手持式光谱仪，其特征在于，该手持式光谱仪包括光谱采集单元、传输单元以及便携式终端设备，所述光谱采集单元通过传输单元与所述便携式终端设备连接； 所述光谱采集单元包括入射狭缝、反射凹面光栅以及CMOS线性图像传感器，所述入射狭缝与所述CMOS线性图像传感器设置在同一直线上，所述反射凹面光栅设置在所述入射狭缝的入射光照射方向，以将待测样品单元的反射光信号投射到所述CMOS线性图像传感器，所述CMOS线性图像传感器通过传输单元与所述便携式终端设备连接。
2.根据权利要求1所述的手持式光谱仪，其特征在于，所述传输单元为USB传输线。
3.根据权利要求2所述的手持式光谱仪，其特征在于，所述光谱采集单元设有USB接口，所述USB接口通过所述USB传输线与所述便携式终端设备的USB接收机连接。
4.根据权利要求3所述的手持式光谱仪，其特征在于，所述USB接口有多个。
5.根据权利要求1-4任一所述的手持式光谱仪，其特征在于，所述光谱采集单元设有无线通信模块，所述无线通信模块与所述便携式终端设备的内置无线通信模块连接。
6.根据权利要求1所述的手持式光谱仪，其特征在于，所述便携式终端设备为手机或平板电脑。
【专利摘要】本实用新型涉及手持式光谱仪，包括光谱采集单元、传输单元以及便携式终端设备，光谱采集单元通过传输单元与便携式终端设备连接；光谱采集单元包括入射狭缝、反射凹面光栅以及CMOS线性图像传感器，入射狭缝与所述CMOS线性图像传感器设置在同一直线上，反射凹面光栅设置在入射狭缝的入射光照射方向，以将待测样品单元的反射光信号投射到所述CMOS线性图像传感器，CMOS线性图像传感器通过传输单元与便携式终端设备连接。本实用新型携带与使用方便，直接通过USB与日常使用的终端相连接，实现了无损，快速的检测，并且检测结果可以通过网络实时上传到相关机构或与友人共享。
【IPC分类】G01N21-27, G01J3-28
【公开号】CN204461607
【申请号】CN201520149591
【发明人】张红明, 张立福, 吴太夏, 张鹏, 李晶宜
【申请人】中国科学院遥感与数字地球研究所
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月16日