CN104748849A - 一种现场远距离光谱探测装置和方法 - Google Patents

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王新全
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Abstract

一种现场远距离光谱探测装置，包括装置外壳、面阵相机、会聚镜头、光纤探头和光纤光谱仪，其中面阵相机、会聚镜头、光纤探头和光纤光谱仪置于所述装置外壳内部，在装置外壳上的同一个侧壁上同时开有会聚镜头孔和面阵相机孔，其中会聚镜头安装在所述会聚镜头孔的内侧，面阵相机安装在面阵相机孔的内侧，会聚镜头和面阵相机平行安装；会聚镜头通过所述光纤探头与所述光纤光谱仪连接。本发明同时公开一种现场远距离光谱探测方法。与现有技术相比，本发明的有益效果是：现场光谱探测的距离可实现长距离光谱探测；可通过图像准确定位被采集光谱的目标；采集光谱的目标的范围可通过会聚镜头准确控制，实现远距离小目标的光谱探测。

Description

一种现场远距离光谱探测装置和方法
技术领域
本发明涉及的是一种现场远距离光谱探测装置和方法，属于光谱探测技术领域。
背景技术
在现场对目标进行光谱探测时，通常使用光纤光谱仪，为了保证测量的准确性，测量方法为手持光纤探头并将光纤探头近距离对准被测目标采集光谱，一般距离在几厘米范围内。在对远距离目标进行光谱测量时，由于光纤探头距离目标较远，这种方法就会遇到下述几种困难：(1)不能够保证光纤头准确指向被测目标；(2)由于光纤光谱仪采用的光纤数值孔径较大，在探测目标距离较远时，光纤探头的视场角内所有光线都进入光谱仪，使得无法对指定小目标进行光谱探测。
发明内容
本发明的目的是提供一种现场远距离光谱探测装置和方法，可实现现场远距离准确定位光谱探测。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来具体实现：
一种现场远距离光谱探测装置，包括装置外壳、面阵相机、会聚镜头、光纤探头和光纤光谱仪，其中所述面阵相机、会聚镜头、光纤探头和光纤光谱仪置于所述装置外壳内部，在所述装置外壳上的同一个侧壁上同时开有会聚镜头孔和面阵相机孔，其中所述会聚镜头安装在所述会聚镜头孔的内侧，所述面阵相机安装在所述面阵相机孔的内侧，所述会聚镜头和所述面阵相机平行安装；所述会聚镜头通过所述光纤探头与所述光纤光谱仪连接。
所述装置外壳设有可打开的外盖。
在所述装置外壳上设有两个USB接口，其中所述光纤光谱仪与其中的一个USB接口连接，所述面阵相机与另一个USB接口连接。
进一步的，两个所述USB接口分别通过USB数据线连接到计算机。
优选的，所述会聚镜头和所述面阵相机位于所述装置外壳的前部，所述光纤光谱仪位于所述装置外壳的后部。
一种现场远距离光谱探测方法，采用会聚镜头将被测光会聚至光纤光谱仪光纤探头，采用光轴与会聚镜头光轴平行的面阵相机对目标成像，使得光谱仪探测的视场在面阵相机的中心视场范围内的一个固定位置，经标定后确定光谱仪探测视场在面阵相机视场中的具***置，利用计算机同时控制光谱仪和面阵相机工作，并通过计算机实时显示面阵相机采集的图像，光谱仪采集的数据便是经标定后图像中某特定位置目标的光谱。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)现场光谱探测的距离不再局限于几厘米范围内，可实现长距离光谱探测；(2)可通过图像准确定位被采集光谱的目标；(3)采集光谱的目标的范围可通过会聚镜头准确控制，实现远距离小目标的光谱探测。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的结构图。
图中21为光纤光谱仪，22为会聚镜头，23为光纤探头，24为面阵相机，25为装置外壳，26为USB接口，27为USB数据线，28为计算机。
具体实施方式
如图1所示，本实施例中的一种现场远距离光谱探测装置，包括装置外壳25、面阵相机24、会聚镜头22、光纤探头23和光纤光谱仪21，其中所述面阵相机24、会聚镜头22、光纤探头23和光纤光谱仪21置于所述装置外壳25内部，在所述装置外壳25上的同一个侧壁上同时开有会聚镜头孔和面阵相机孔，其中所述会聚镜头安装在所述会聚镜头孔的内侧，所述面阵相机安装在所述面阵相机孔的内侧，所述会聚镜头和所述面阵相机平行安装；所述会聚镜头22通过所述光纤探头23与所述光纤光谱仪21连接。
所述装置外壳25设有可打开的外盖(图中未示)。
在所述装置外壳上设有两个USB接口26，其中所述光纤光谱仪21与其中的一个USB接口连接，所述面阵相机24与另一个USB接口连接。
进一步的，两个所述USB接口分别通过USB数据线27连接到计算机28。
优选的，所述会聚镜头22和所述面阵相机24位于所述装置外壳25的前部，所述光纤光谱仪21位于所述装置外壳的后部。
一种现场远距离光谱探测方法，采用会聚镜头将被测光会聚至光纤光谱仪光纤探头，采用光轴与会聚镜头光轴平行的面阵相机对目标成像，使得光谱仪探测的视场在面阵相机的中心视场范围内的一个固定位置，经标定后确定光谱仪探测视场在面阵相机视场中的具***置，利用计算机同时控制光谱仪和面阵相机工作，并通过计算机实时显示面阵相机采集的图像，光谱仪采集的数据便是经标定后图像中某特定位置目标的光谱。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)现场光谱探测的距离不再局限于几厘米范围内，可实现长距离光谱探测；(2)可通过图像准确定位被采集光谱的目标；(3)采集光谱的目标的范围可通过会聚镜头准确控制，实现远距离小目标的光谱探测。

Claims (7)

1.一种现场远距离光谱探测装置，其特征在于，包括装置外壳、面阵相机、会聚镜头、光纤探头和光纤光谱仪，其中所述面阵相机、会聚镜头、光纤探头和光纤光谱仪置于所述装置外壳内部，在所述装置外壳上的同一个侧壁上同时开有会聚镜头孔和面阵相机孔，其中所述会聚镜头安装在所述会聚镜头孔的内侧，所述面阵相机安装在所述面阵相机孔的内侧，所述会聚镜头和所述面阵相机平行安装；所述会聚镜头通过所述光纤探头与所述光纤光谱仪连接。
2.如权利要求1所述的一种现场远距离光谱探测装置，其特征在于，所述装置外壳设有可打开的外盖。
3.如权利要求1所述的一种现场远距离光谱探测装置，其特征在于，在所述装置外壳上设有两个USB接口，其中所述光纤光谱仪与其中的一个USB接口连接，所述面阵相机与另一个USB接口连接。
4.如权利要求3所述的一种现场远距离光谱探测装置，其特征在于，两个所述USB接口分别通过USB数据线连接到计算机。
5.如权利要求1所述的一种现场远距离光谱探测装置，其特征在于，所述会聚镜头和所述面阵相机位于所述装置外壳的前部，所述光纤光谱仪位于所述装置外壳的后部。
6.一种现场远距离光谱探测方法，其特征在于，该方法包括：
采用会聚镜头将被测光会聚至光纤光谱仪光纤探头，采用光轴与会聚镜头光轴平行的面阵相机对目标成像，使得光谱仪探测的视场在面阵相机的中心视场范围内的一个固定位置，经标定后确定光谱仪探测视场在面阵相机视场中的具***置。
7.如权利要求1所述的一种现场远距离光谱探测方法，其特征在于，利用计算机同时控制光谱仪和面阵相机工作，并通过计算机实时显示面阵相机采集的图像，光谱仪采集的数据便是经标定后图像中某特定位置目标的光谱。
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