高速電腦測(cè)色儀的研究
我們?cè)趯?duì)顏色進(jìn)行研究的時(shí)候經(jīng)�；厥褂玫奖容^測(cè)色儀，因?yàn)檫@個(gè)儀器是比較容易操作的，而且得出的數(shù)據(jù)也是相當(dāng)準(zhǔn)確的，因此比較測(cè)色儀也顯得更加的重要起來(lái)。我們使用比較測(cè)色儀來(lái)替代人工對(duì)顏色的辨別，節(jié)省了大量的物力和財(cái)力。我們之前使用的檢測(cè)顏色的儀器是比較笨重的，不方便攜帶，由于造價(jià)成本高也不能被大家廣泛的餓應(yīng)用。由于沒(méi)有了運(yùn)動(dòng)部件,整個(gè)儀器的精度和穩(wěn)定性更好。下面具體介紹它的研制。脈沖氙燈發(fā)出的光經(jīng)積分球漫反射后照射在樣品上,樣品的反射光我們稱之為樣品光,經(jīng)凹面光柵色散后投射到光電檢測(cè)部件上,光電變換后產(chǎn)生樣品的光譜電信號(hào)。
另一路光是積分球壁上的反射光,我們稱之為參考光,經(jīng)光纖傳輸后照射到光電檢測(cè)器件上, 光電轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生參考信號(hào)。由于脈沖氙燈閃光是一瞬間,這就要求計(jì)算機(jī)對(duì)樣品光譜的電信號(hào)和參考光的電信號(hào)的采樣必須迅速準(zhǔn)確地完成,否則會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失。因此,系統(tǒng)各部分工作的協(xié)調(diào)一致是非常重要的。光源,我們采用的是脈沖氙燈。雖然其電源系統(tǒng)較其他光源的電源系統(tǒng)要復(fù)雜,數(shù)千伏的引燃脈沖電壓可能引入干擾。
但除了激光以外,脈沖氙燈的亮度是最高的,而且光譜分布范圍又寬。這樣經(jīng)樣品反射以及光柵色散后仍有較強(qiáng)的光照射到光電檢測(cè)器上,因此,經(jīng)光電變換后的電信號(hào)就比較強(qiáng), 處理時(shí)易取得高的信噪比。另外,在使用時(shí)我們可通過(guò)控制引燃脈沖來(lái)控制氙燈閃光的時(shí)間。由于每次脈沖閃光的光強(qiáng)都有細(xì)微的差別,這細(xì)微的差別對(duì)測(cè)色精度的影響很大。為消除這個(gè)影響,我們將積分球壁上的反射光作為參考光。通過(guò)測(cè)量參考光的大小來(lái)檢測(cè)光強(qiáng)的變化量, 進(jìn)而對(duì)樣品的反射光譜進(jìn)行修正。以抵消光強(qiáng)變化產(chǎn)生的影響。
由于采用了光電二極管列陣,所以沒(méi)有過(guò)去機(jī)械掃描式測(cè)色儀笨重復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)變得簡(jiǎn)單,只要將樣品反射光準(zhǔn)確照射到凹面光柵上, 經(jīng)凹面光柵色散后,投射到光電二極管列陣上。在儀器中,我們使用了上海光儀廠生產(chǎn)的凹面光柵。凹面光柵不僅具有平面光柵那樣的衍射作用,而且兼?zhèn)溆邪济娣瓷溏R的聚焦性,可使測(cè)色儀省去準(zhǔn)直透鏡,這樣就簡(jiǎn)化了光譜儀的結(jié)構(gòu)。利用光柵的色散率公式求出光柵和光電二極管列陣的相對(duì)位置。
整臺(tái)儀器嚴(yán)格密封,不允許漏光。而且內(nèi)部所有金屬部件全部發(fā)黑,將金屬表面的反射光減小到最低。并在照射到光電二極管列陣上的樣品光和參考光之間加入隔離板,以確保它們之間不會(huì)相互干擾。對(duì)于光電二極管的內(nèi)部噪聲及儀器內(nèi)部的微弱雜光,由于光電二極管列陣的工作特性,如果不進(jìn)行輸出信號(hào)的話,它會(huì)將所有的微弱信號(hào)和內(nèi)部噪聲累加。若直接讓氙燈閃光測(cè)樣品光信號(hào),將嚴(yán)重影響測(cè)量的精度。我們通過(guò)軟件處理解決這個(gè)問(wèn)題。在每次測(cè)量之前,先對(duì)光電二極管列陣采樣兩次,使光電二極管復(fù)位。并將后一次采樣結(jié)果記錄,以校正后面測(cè)量的樣品信號(hào)。這樣就大大降低了列陣內(nèi)部噪聲的影響。中國(guó)糧油儀器在線 http://www.815oz.cn/
