本文關(guān)鍵詞：微型光譜儀的關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 微型光譜儀 波長定標(biāo) 非線性校正 雜散光校正 帶寬校正 輻射定標(biāo)

【摘要】：傳統(tǒng)的光譜儀雖然測量精準(zhǔn),但體積龐大,價格不菲,應(yīng)用范圍有限。光譜檢測技術(shù)在新型智能硬件上的普及迫切的需要光譜儀的微型化和集成化。如今,微型光機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、先進(jìn)加工技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為光譜儀進(jìn)入智能化、微型化、數(shù)字化時代提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前市場上已有很多微型光譜儀產(chǎn)品,然而以現(xiàn)在的制造工藝技術(shù)、集成化技術(shù)、微型光機(jī)技術(shù),生產(chǎn)出來的微型光譜儀仍然不盡人意,存在雜散光、熱噪聲、脈沖展寬等諸多實(shí)際需要克服的問題。為提高基于微型光譜儀的光譜測量系統(tǒng)的測量精度和準(zhǔn)確度,本文對原有光譜儀光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、電路系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)的新微型光譜儀,光學(xué)機(jī)械系統(tǒng)裝配與調(diào)整更加方便同時充分考慮了雜散光抑制,電路系統(tǒng)充分考慮了降噪處理。上述措施為后繼微型光譜儀的提升打好了基礎(chǔ)。重點(diǎn)研究并分析了目前行業(yè)內(nèi)尚未關(guān)注或關(guān)注不夠且極為影響光譜儀性能的波長定標(biāo)技術(shù)、CCD的非線性校正技術(shù)、雜散光校正技術(shù)、儀器帶寬校正技術(shù)和輻射定標(biāo)技術(shù)的理論與實(shí)施。以現(xiàn)有的光譜儀為原型,將上述5大技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有光譜儀軟件中,極大地提高了微型光譜儀的測量精度,為進(jìn)一步實(shí)用化打下基礎(chǔ)。考慮到光譜儀的處理速度以及數(shù)據(jù)序列化問題,利用我們在CMOS同CCD相機(jī)顏色校正視頻處理引擎上的經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步設(shè)計(jì)了一種適用于光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理校正的管道方法,將上述5大技術(shù)有機(jī)地集成到一起,為光譜儀數(shù)據(jù)流實(shí)時處理提供了基本解決方案。在光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理校正管道方法與顏色參數(shù)測量理論相結(jié)合的基礎(chǔ)上,開發(fā)出一套快速實(shí)時光譜測量系統(tǒng)。測試結(jié)果表明,校正后的光通量偏差：白光小于3%,單色光小于5%,波長精度小于1 nm,色品坐標(biāo)誤差小于0.002,各項(xiàng)誤差指標(biāo)都已經(jīng)達(dá)到國外同類產(chǎn)品精度要求。實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)有效的保證了基于微型光譜儀的應(yīng)用系統(tǒng)的光譜計(jì)算準(zhǔn)確度和精度。該方法可以有效提高系統(tǒng)測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和精度,保證整個測量系統(tǒng)的可靠性、重復(fù)性和一致性,可以達(dá)到在線工業(yè)檢測的要求。
【關(guān)鍵詞】：微型光譜儀 波長定標(biāo) 非線性校正 雜散光校正 帶寬校正 輻射定標(biāo)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH744.1
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 光譜技術(shù)簡介11-17
• 1.1.1 發(fā)展歷史12-13
• 1.1.2 光譜儀結(jié)構(gòu)與分類簡介13
• 1.1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.1.4 發(fā)展趨勢15-16
• 1.1.5 光譜檢測技術(shù)的應(yīng)用16-17
• 1.2 本文的主要內(nèi)容17-18
• 1.3 本文內(nèi)容結(jié)構(gòu)安排18-19
• 第2章 光度與色度測量理論基礎(chǔ)19-31
• 2.1 光度測量理論19-21
• 2.1.1 光度學(xué)中的基本量19-20
• 2.1.2 基本光度測量方法20-21
• 2.2 色度學(xué)測量理論21-31
• 2.2.1 CIE標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)21-25
• 2.2.2 光源顯色性25-27
• 2.2.3 主波長27-29
• 2.2.4 顏色測量方法29-31
• 第3章 微型光譜儀的光學(xué)與軟件系統(tǒng)31-42
• 3.1 探測器的選擇31-33
• 3.2 電路設(shè)計(jì)33-34
• 3.3 光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和公差分析34-37
• 3.3.1 光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)34-35
• 3.3.2 公差分析35-36
• 3.3.3 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)36-37
• 3.4 軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)37-42
• 3.4.1 USB驅(qū)動模塊37-38
• 3.4.2 應(yīng)用軟件功能模塊38-40
• 3.4.3 二次開發(fā)包介紹40-42
• 第4章 光譜測量系統(tǒng)研究42-48
• 4.1 光源測量系統(tǒng)研究42-43
• 4.2 反射物體測量系統(tǒng)研究43-48
• 4.2.1 基于Y型光纖測量系統(tǒng)的研究45
• 4.2.2 基于反射型積分球測量系統(tǒng)的研究45-48
• 第5章 光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理校正關(guān)鍵算法研究48-74
• 5.1 波長定標(biāo)技術(shù)研究48-50
• 5.2 非線性校正技術(shù)研究50-55
• 5.3 雜散光校正方法研究55-63
• 5.4 儀器帶寬校正方法研究63-71
• 5.4.1 Stearns and Steams方法63-64
• 5.4.2 Ohno方法64-65
• 5.4.3 微分算子方法65-67
• 5.4.4 R-L校正方法67-68
• 5.4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果68-71
• 5.5 輻射定標(biāo)方法研究71-74
• 5.5.1 相對輻射定標(biāo)71-72
• 5.5.2 絕對輻射定標(biāo)72-74
• 第6章 微型光譜儀測量系統(tǒng)的應(yīng)用研究——LED光源色測量系統(tǒng)74-82
• 6.1 基于微型光譜儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)74-77
• 6.1.1 光源75-76
• 6.1.2 積分球76
• 6.1.3 微型光譜儀76-77
• 6.2 系統(tǒng)算法研究77-78
• 6.3 測試步驟與結(jié)果78-82
• 6.3.1 測試步驟78-79
• 6.3.2 測試結(jié)果79-82
• 第7章 總結(jié)與展望82-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 作者簡歷88

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 韓磊;劉木清;;一種反射式光柵光譜儀光學(xué)系統(tǒng)的復(fù)合形法最優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];復(fù)旦學(xué)報(自然科學(xué)版);2006年06期

2 范世福,肖松山,趙友全,李昀,趙玉春;顯微熒光光譜成像儀的研究與設(shè)計(jì)[J];儀器儀表學(xué)報;2005年10期

3 范世福,肖松山,趙友全,李昀,趙玉春;光譜成像技術(shù)及其在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代科學(xué)儀器;2005年01期

4 蘭文武 ,付桂翠 ,高澤溪 ,高成;基于USB接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2004年02期

5 李燕青,郝德阜;衍射光柵制造技術(shù)的發(fā)展[J];長春理工大學(xué)學(xué)報;2003年01期

6 范世福;光譜技術(shù)和儀器的新發(fā)展[J];光學(xué)儀器;2000年04期

7 趙田冬;球形光度計(jì)及其測量誤差分析[J];浙江大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1998年04期

，

本文編號：745567