基于SiPM的物质检测系统及方法与流程

本发明涉及物质检测，尤其涉及一种基于sipm的物质检测系统及方法。

背景技术：

1、在物质检测中，由于受周围环境光线的影响，常出现在弱光环境中由于弱光信号检测不准确导致的物质成分检测不准确的现象。

2、现有的弱光信号检测技术，常采用光电倍增真空管(photomultiplier tubes，pmt)技术。然而，pmt不仅结构较大且复杂，需要包含多个打拿极和电子倍增区域，在实际应用中，需要使用真空管和高压电子器件，对电源要求较高，并且对磁场敏感，容易受到外部磁场干扰、以及由于在制造过程中暴露于环境光而导致的光电阴极退化方面具有若干缺点。

3、因此，需要一种实施起来相对便宜、对于环境相对稳固和/或不受影响，并且与基于pmt的技术具有相当检测灵敏度的弱光检测技术来应用于物质检测中，以提高物质检测的准确性。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种基于sipm的物质检测系统及方法，旨在解决弱光条件下物质检测准确性低的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种基于sipm的物质检测系统，包括：光源模块、滤光片阵列、微阵列透镜、sipm模组和控制设备；其中，光源模块，用于向待检测物质发射至少一个预设波长的第一光束；滤光片阵列，用于对待检测物质反射回的第二光束进行选择性透射，得到待检测物质的反射光线；微阵列透镜，用于对反射光线进行聚焦并对反射光线的路径进行调整；sipm模组，用于采集经过微阵列透镜的反射光线，基于反射光线得到待检测物质的光谱图像信息，将光谱图像信息发送至控制设备；控制设备，用于基于光谱图像信息得到待检测物质的检测结果信息。

3、在一实施例中，sipm模组包括：pcb板、sipm、驱动电路和模数转换单元；其中，sipm、驱动电路和模数转换单元集成在pcb板上；驱动电路，用于控制sipm工作；sipm，用于检测光信号，将光信号转换为电信号；模数转换单元，用于将电信号转换为数字信号，得到待检测物质的光谱图像信息。

4、在一实施例中，sipm包括：并列配置的多个光电二极管组成的光电二极管阵列，每个光电二极管为一个光探测单元，对应一个通道数。

5、在一实施例中，光电二极管阵列的第一通道数分别与微阵列透镜的第二通道数，以及滤光片阵列的第三通道数一一对应。

6、在一实施例中，基于sipm的物质检测系统还包括：一整体透镜；该整体透镜设置在光源模块和滤光片阵列之间，用于聚焦反射光线。

7、在一实施例中，控制设备包括终端设备或者服务器。

8、在一实施例中，光源模块，用于向待检测物质发射至少一个预设波长的第一光束，包括：光源模块，响应于终端设备的指令，基于终端设备的指令向待检测物质发射至少一个预设波长的第一光束。

9、在一实施例中，控制设备，用于基于光谱图像信息得到待检测物质的检测结果信息，包括：终端设备，用于若基于光谱图像信息，判定终端数据库中存在光谱图像信息对应的待检测物质的类别数据，则输出类别数据；若基于光谱图像信息，判定终端数据库中不存在光谱图像信息对应的待检测物质的类别数据，则将光谱图像信息发送至服务器；服务器，用于基于光谱图像信息，判断云端数据库中是否存在光谱图像信息对应的待检测物质的类别数据。

10、第二方面，本申请实施例提供一种基于sipm的物质检测方法，应用于如上第一方面所述的基于sipm的物质检测系统，该方法包括：光源模块向待检测物质发射至少一个预设波长的第一光束；滤光片阵列对待检测物质反射回的第二光束进行选择性透射，得到待检测物质的反射光线；微阵列透镜对反射光线进行聚焦并对反射光线的路径进行调整；sipm模组采集经过微阵列透镜的反射光线，基于反射光线得到待检测物质的光谱图像信息，将光谱图像信息发送至控制设备；控制设备基于光谱图像信息得到待检测物质的检测结果信息。

11、本申请实施例提供了基于sipm的物质检测系统及方法，其中，基于sipm的物质检测系统，包括：光源模块、滤光片阵列、微阵列透镜、sipm模组和控制设备；其中，光源模块，用于向待检测物质发射至少一个预设波长的第一光束；滤光片阵列，用于对待检测物质反射回的第二光束进行选择性透射，得到待检测物质的反射光线；微阵列透镜，用于对反射光线进行聚焦并对反射光线的路径进行调整；sipm模组，用于采集经过微阵列透镜的反射光线，基于反射光线得到待检测物质的光谱图像信息，将光谱图像信息发送至控制设备；控制设备，用于基于光谱图像信息得到待检测物质的检测结果信息。该基于sipm的物质检测系统，通过加入sipm模组能够解决弱光条件下物质检测准确性低的技术问题。

技术特征：

1.一种基于sipm的物质检测系统，其特征在于，包括：光源模块、滤光片阵列、微阵列透镜、sipm模组和控制设备；

2.根据权利要求1所述的基于sipm的物质检测系统，其特征在于，所述sipm模组包括：pcb板、sipm、驱动电路和模数转换单元；

3.根据权利要求2所述的基于sipm的物质检测系统，其特征在于，所述sipm包括：并列配置的多个光电二极管组成的光电二极管阵列，每个所述光电二极管为一个光探测单元，对应一个通道数。

4.根据权利要求3所述的基于sipm的物质检测系统，其特征在于，所述光电二极管阵列的第一通道数分别与所述微阵列透镜的第二通道数，以及所述滤光片阵列的第三通道数一一对应。

5.根据权利要求1至4任一项所述的基于sipm的物质检测系统，其特征在于，所述系统还包括：一整体透镜；

6.根据权利要求5所述的基于sipm的物质检测系统，其特征在于，所述控制设备包括终端设备或者服务器。

7.根据权利要求6所述的基于sipm的物质检测系统，其特征在于，所述光源模块，用于向待检测物质发射至少一个预设波长的第一光束，包括：

8.根据权利要求6所述的基于sipm的物质检测系统，其特征在于，所述控制设备，用于基于所述光谱图像信息得到所述待检测物质的检测结果信息，包括：

9.一种基于sipm的物质检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至8任一项所述的基于sipm的物质检测系统，所述方法包括：

技术总结
本发明涉及光学技术领域，提供了一种基于SiPM的物质检测系统及方法，该基于SiPM的物质检测系统包括：光源模块、滤光片阵列、微阵列透镜、SiPM模组和控制设备；其中，光源模块，用于向待检测物质发射至少一个预设波长的第一光束；滤光片阵列，用于对待检测物质反射回的第二光束进行选择性透射，得到待检测物质的反射光线；微阵列透镜，用于对反射光线进行聚焦并对反射光线的路径进行调整；SiPM模组，用于采集经过微阵列透镜的反射光线，基于反射光线得到待检测物质的光谱图像信息，将光谱图像信息发送至控制设备；控制设备，用于基于光谱图像信息得到待检测物质的检测结果信息。能够解决弱光条件下物质检测准确性低的技术问题。

技术研发人员：任政企,孙琦,付强
受保护的技术使用者：大格创新科技（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16