一种小型光谱色彩分析仪的设计

为解决目前颜色测量仪器测速慢、体积大的问题，采用先进的颜色测量方法——光电摄谱法，建立了一个测色的数学模型，设计了一种全自动测色的小型光谱色彩分析仪。仪 器由照明系统、光电摄谱仪、信号采集与处理电路、测色软件四部分组成。详细阐述了照明系统和光电摄谱仪的设计。光电摄谱仪采用平场凹面光栅分光，线阵CCD接收，缩小了仪 器体积。利用此仪器测量7块标准色板，色品坐标测量不确定度小于0.01，测试周期为1秒。结果表明，此仪器不仅精度高，还满足了工业生产中对测色的速度和准确度要求。     

光谱学 光谱仪器

TH744.12006010070一种小型光谱色彩分析仪的设计=Design of a miniaturecolor measuring spectrophotometer[刊,中]/李宏光(西安应用光学研究所,国防科工委光学计量一级站.陕西,西安(710065)),吴宝宁…∥应用光学.—2005,26(6).—66-69为解决目前颜色测量仪器测速慢、体积大的问题,采用先进的颜色测量方法—光电摄谱法,建立了一个测色的数学模型,设计了一种全自动测色的小型光谱色彩分析仪。仪器由照明系统、光电摄谱仪、信号采集与处理电路、测色软件4部分组成。光电摄谱仪采用平场凹面光栅分光,线阵CCD接收,缩小了仪器体积。利用此仪…     

基于小波变换的CCD光谱信号消噪及汽车车灯颜色测试的应用研究

研制了一种新型测色系统。依据小波变换理论 ,对颜色测量中所接收到的光谱信号采用了小波变换消噪平滑数据处理技术 ,提高了系统测色的精度。采用CCD作为光电转换元件 ,接收汽车车灯光谱并转换为电信号 ,提高了测量速度。给出了CCD关于颜色测量的光谱标定方法。通过测量色度值与其标准色度值比较 ,所得偏差Δx≤ 0 0 0 8,Δy≤ 0 0 0 8;重复性Δx≤ 0 0 0 8,Δy≤ 0 0 0 8。     

几种颜色测量方法的比较

本文回顾了颜色测量的历史，分析比较了目视法、光电积分法和分光光度法三类颜色测量方法，重点阐述了目前最先进的测色方法——光电摄谱法。简述了目前国内外测色仪器的产品现状，展望了仪器测色的发展趋势。     

CCD汽车车灯色度测试及其光谱分析方法的研究

一种新型测色系统依据色度学理论和光谱反射比原理 ,采用CCD作为光电转换元件 ,可一次接收汽车车灯光谱对应的电信号 ,实现了光谱的快速分析 ,给出了CCD对汽车车灯颜色测量的光谱分析方法。并通过计算机控制 ,采用高级VB语言编程进行数据采集和数据处理 ,给出了数据采集程序段。使用该系统将标准色卡的测量色度值与其标准色度值比较所得偏差Δx≤ 0 .0 1;Δy≤ 0 .0 1。     

光电准直经纬仪的测量控制系统

测量控制系统是光电自准直经纬仪的核心部分,它直接影响了经纬仪测量失准角的精度.本文介绍了一种用于地面瞄准系统的经纬仪测量控制系统,该系统采用CCD作为光电传感器,通过一系列的信号处理及测量来求出图象落在CCD靶面的中心点,根据设定的数学模型求出失准角,从而完成自准直经纬仪系统的自动测出失准角的功能.     

基于线阵CCD的光学测角嵌入式系统设计

CCD作为一种光电转换器件,具有成本低、结构简单、扫描速度快、频率响应高等优点,越来越广泛地运用到测量领域。提出采用单色线阵CCD,以非接触的光学方式对角度信息进行编码调试,通过采集该信号利用数据处理模块,完成对图像信号的解调,实现角度值的测量。系统选用TSL1401和LPC2138为核心构成嵌入式测量系统,利用TSL1401采集信号,通过A/D传输到LPC2138中进行数据处理,最终得到角度值。系统通过光学的方式对角度进行测量,实现了非接触式测量。     

小波分析在汽车车灯光源色测量中CCD光谱的消噪平滑处理

本文依据小波变换原理 ,提出利用小波变换技术对汽车车灯光源色测量中实时采集的光源光谱信号进行多分辨分解 ,有效地消除噪声 ,提高了光谱的信噪比。由CCD接收的标准A光源谱进行了多层分解 ,讨论了不同小波基和分解阶次对信号分析结果的影响。选取最佳小波基 ,为光谱信号消噪平滑处理提供了较有效的数据处理方法。通过对CCD接收的光谱信号进行了消噪和平滑处理 ,解决了实时采集光谱信号在分析和数据处理上的困难 ,该研究充分体现了小波变换在数据处理方面的优势 ,在依赖于光谱信号的颜色测量领域中起重要的作用。     

用基于DSP的线阵CCD实现二维图像信号采集的系统设计

对光电转换系统，尤其是采集信号的后处理进行了研究。介绍了在光电精密数据采集处理中通过DSP用硬件实现对CCD信号的采集和处理过程。给出了对CCD信号进行边缘识别的微分算法和将线阵CCD信号进行组合，恢复出二维图像信号的算法。同时还给出了详细的硬件处理电路。重点介绍了DSP与FIFO的数据传输、DSP与USB的接口电路。解决了一般情况下系统无法做到的用线阵CCD实现二维图像信号复原的问题。通过实验，证明了该方法的有效性。线阵CCD信号是以若干线段的形式存在的，特别适用于激光雕刻机图像采集系统，应用前景广阔。     

一种新型光电准直经纬仪

介绍了一种可以将大地方位角度精确传递给带有直角反射体固定目标的光电准直经纬仪.它采用准直测量与望远镜共轴的光学系统,保证了测量基准的统一;激光准直照明配合窄带滤光片提高了整台设备的信噪比,CCD细分技术的应用提高了仪器的准直测角精度.     

基于近红外光谱技术的人体血糖浓度无创检测系统的研制

开发了一种小型化人体血糖浓度无创检测系统,该系统可实现人体血糖浓度的快速、实时、无创检测,主要由嵌入式系统、夹具、光源系统和微型光栅光谱仪四部分组成。提出了一种光源稳压驱动电路方案,可满足多种光谱采集条件对光源的要求。同时提出了一种一体化夹具设计方案,不仅简化了系统的光学结构,而且提高了测量条件的可重复性。分别用小波去噪和核偏最小二乘法对采集的光谱数据进行预处理和数学建模,并对系统进行性能评价,血糖浓度预测值与标准值的相关系数为0.95,预测均方根误差为0.6mmol.L-1,系统的重复性较好。     

时间相关单光子计数光谱仪的优化

分析了原有时间相关单光子计数光谱仪存在的不足,提出了改进方案。研制了高速数据采集系统,采用PCI总线技术、FPGA技术,开发了高速光谱数据采集卡,取代了原有的多道分析仪,数据采集速度达到20 MB/s,比原有仪器提高了约200倍;改善了仪器的性能、减小了体积。介绍了光谱仪系统的集成和工作流程,并对仪器的性能进行分析,通过多种标准样品的试验数据分析和对比,光谱仪系统具有最高的灵敏度-单光子计数,测得荧光寿命可达到ps量级,而且可以测得时间分辨光谱。     

钻石颜色分级定量化技术的研究

美国宝石学院19世纪30年代起,首先建立了一套成熟的钻石颜色分级系统。传统上,钻石颜色分级靠目视以及与成套标准比色石比较确定。目视分级结果被一些因素如检验环境、钻石尺寸,分级人员等所影响。因此经常出现对一个样品,即使是同一个人在相同环境分级检测也容易出现分级偏差。为了避免上述问题,利用检测设备来评估钻石颜色,成为钻石领域的一个研究热点。可是目前没有达到评估钻石颜色分级的要求。该研究给出了一个有意义的方法来定量表征钻石的颜色。该方法使用显微微区定位检测方法来定量评估钻石颜色,同时该方法可以避免钻石尺寸大小对钻石颜色分级的影响。可见光分光光度计原理被使用在该方法。该方法由样品系统、微区定位显示系统、信号收集与计算系统组成。D65光源被使用,并且色温保持在(6 500±200) K; 高分辨率CCD探测器作为信号采集设备。该方法准确检测了几套不同大小和颜色的带国家（中国）标准证书的钻石样品,结果表明,该方法能够快速、准确的测量钻石的颜色坐标,并自动转换为钻石分级系统对应的颜色分级级别,同时靠使用微区定位检测技术,对圆钻型钻石测试能够排除钻石尺寸引起的颜色分级偏差。该方法对钻石分级是一个有益的潜在技术。     

High-speed fiber-optic spectrometer for signal demodulation of inteferometric fiber-optic sensors

We demonstrated a spectrometer that is capable of acquiring the spectra from interferometric fiber-optic sensors at high speed. The high spectrum acquisition rate is enabled by transforming the spectral information from frequency domain to time domain using a dispersive element and high-speed data acquisition devices. Preliminary results show that the prototype system can record 10,000 frames of spectra per second and achieve a spectrum measurement resolution of 15 nm. Better performance could be realized by using a Raman amplifier and by optimizing the parameters of the system and data processing methods.     

基于物联网的水质在线监测系统设计与实现

针对以往水质监控系统水质传感器数据采集盲区多,传统处理器、通信模块无法满足大量的数据的处理和传输等问题。设计并实现了一种基于物联网技术的水质在线监测系统。该系统由数据采集节点、数据汇聚节点与监测中心计算机构成。设计了以INA118仪用放大器为核心的微弱信号调理电路,通过STM32微处理器进行实时数据采集和处理,结合ZigBee低速短距离和CDMA2000高速远距离通信等物联网技术将水质数据上传至物联网云平台。监测中心计算机通过下载物联网云平台数据实时显示。通过测量数据的对比性实验,结果表明整个系统的实时性好、测量精度较高,温度,pH值和电导率的平均相对误差分别约为0.64%,1.33%和2.33%,能够较好地满足水质监测的要求。     

激光多普勒超低速测量

报道激光多普勒超低速测量系统及实验结果，其光学系统为四光路双焦点外差多普勒测速系统，信号处理系统为动态模拟相位计，可测速度范围为１ｎｍ／ｓ到３００ｍｍ／ｓ。     

Off-axis re-entrant cavity ring-down spectroscopy with a mid-infrared continuous-wave optical parametric oscillator

We demonstrate an off-axis cavity ring-down spectroscopy system, which uses a mid-infrared continuous-wave optical parametric oscillator as a light source. Off-axis injection with re-entrant configuration of the ring-down cavity is used to achieve high spectral resolution while maintaining high measurement speed. This makes the setup suitable for sensitive molecular spectroscopy in the mid-infrared region, particularly for studies that require high temporal resolution. Formaldehyde (H₂CO) absorption spectrum at 3.4 µm is measured using the off-axis re-entrant cavity ring-down spectrometer.     

一种252Cf裂变中子源的中子、γ射线飞行时间谱测量新方法

 针对²⁵²Cf快中子、γ射线的飞行时间谱测量要求,提出并建立一种基于高速数据采集卡的新型测量系统。采用1 GHz高速A/D转换单元和现场可编程门阵列高速处理单元,进行脉冲时间序列的在线检测,时间精度为1 ns。使用相关函数法,通过PC机的数据处理、互相关函数计算和数值统计等实现中子、γ射线飞行时间谱的测量。实验结果表明,该系统可以获得²⁵²Cf自发裂变中子源的中子、γ射线飞行时间谱,与经典的飞行时间谱测量方法相比较,其图谱表达及数值结果有着很高的吻合度。     

基于LabVIEW的短波红外焦平面相对响应光谱测试系统

搭建了一套适用于短波红外焦平面的相对响应光谱自动测试系统。系统测试程序在LabVIEW虚拟仪器开发环境下完成,具备光栅单色仪的控制、数据采集处理与存储等功能。系统采用单光路标准代替法实现了相对响应光谱的校准。测试了InGaAs短波红外线列焦平面,得到了每个像元校准后的相对响应光谱,提取了峰值波长、截止波长等参数在线列上的分布情况,实现了对焦平面全像元的相对响应光谱测试。