Hardware-Spektrometer zur optischen Signalerkennung

Optische SignalerkennungHardware-Spektrometer
A Spektrometerist ein optisches Instrument, das polychromatisches Licht in ein Spektrum zerlegt. Es gibt viele Arten von Spektrometern. Neben den im sichtbaren Licht verwendeten Spektrometern gibt es auch Infrarot- und Ultraviolettspektrometer. Je nach Dispersionselementen unterscheidet man Prismenspektrometer, Gitterspektrometer und Interferenzspektrometer. Je nach Detektionsmethode gibt es Spektroskope für die direkte Beobachtung mit dem Auge, Spektroskope für die Aufzeichnung mit lichtempfindlichen Filmen und Spektralphotometer zur Erfassung von Spektren mit photoelektrischen oder thermoelektrischen Elementen. Ein Monochromator ist ein Spektralinstrument, das nur eine einzige chromatografische Linie durch einen Spalt ausgibt und häufig in Verbindung mit anderen Analysegeräten eingesetzt wird.
Ein typisches Spektrometer besteht aus einer optischen Plattform und einem Detektionssystem. Es umfasst die folgenden Hauptkomponenten:
1. Einfallsspalt: der Objektpunkt des Abbildungssystems des Spektrometers, der unter der Bestrahlung mit einfallendem Licht entsteht.
2. Kollimationselement: Das vom Spalt emittierte Licht wird zu parallelem Licht. Das Kollimationselement kann eine eigenständige Linse, ein Spiegel oder direkt in ein Dispersionselement integriert sein, beispielsweise ein konkaves Gitter in einem konkaven Gitterspektrometer.
(3) Dispersionselement: üblicherweise wird ein Gitter verwendet, so dass das Lichtsignal im Raum entsprechend der Wellenlänge in mehrere Strahlen zerlegt wird.
4. Fokussierelement: Fokussieren Sie den Dispersionsstrahl so, dass er eine Reihe einfallender Spaltbilder auf der Brennebene bildet, wobei jeder Bildpunkt einer bestimmten Wellenlänge entspricht.
5. Detektor-Array: Auf der Brennebene platziert, um die Lichtintensität jedes Wellenlängenbildpunkts zu messen. Das Detektor-Array kann ein CCD-Array oder ein anderes Lichtdetektor-Array sein.
Die in großen Laboren am häufigsten verwendeten Spektrometer sind CT-Strukturen. Diese Klasse von Spektrometern wird auch als Monochromatoren bezeichnet und lässt sich hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilen:
1. Symmetrische CT-Struktur mit außeraxialem Scanning. Bei dieser Struktur ist der interne optische Pfad vollständig symmetrisch, das Gitterturmrad hat nur eine Mittelachse. Aufgrund der vollständigen Symmetrie kommt es zu sekundärer Beugung, die zu besonders starkem Streulicht führt. Da es sich um einen außeraxialen Scan handelt, verringert sich die Genauigkeit.
2. Asymmetrische axiale Scan-CT-Struktur, d. h. der interne Strahlengang ist nicht vollständig symmetrisch. Das Gitterturmrad hat zwei zentrale Achsen, um sicherzustellen, dass die Gitterrotation in der Achse gescannt wird, Streulicht effektiv unterdrückt und die Genauigkeit verbessert wird. Das Design der asymmetrischen axialen Scan-CT-Struktur konzentriert sich auf drei Schlüsselaspekte: Optimierung der Bildqualität, Eliminierung von sekundärem Beugungslicht und Maximierung des Lichtstroms.
Seine Hauptbestandteile sind: A. VorfallLichtquelleB. Eintrittsspalt C. Kollimationsspiegel D. Gitter E. Fokussierspiegel F. Austritt (Spalte) G.Fotodetektor
Ein Spektroskop ist ein wissenschaftliches Instrument, das komplexes Licht in Spektrallinien zerlegt und aus Prismen, Beugungsgittern usw. besteht. Mithilfe eines Spektrometers wird das von der Oberfläche eines Gegenstands reflektierte Licht gemessen. Das siebenfarbige Licht der Sonne ist mit bloßem Auge teilbar (sichtbares Licht). Zerlegt ein Spektrometer die Sonne jedoch nach ihrer Wellenlänge, so macht sichtbares Licht nur einen kleinen Teil des Spektrums aus. Der Rest, beispielsweise Infrarot, Mikrowellen, Ultraviolett und Röntgenstrahlen, ist für das bloße Auge nicht erkennbar. Durch die Erfassung von Lichtinformationen durch ein Spektrometer, die Entwicklung von Fotoplatten oder die computergestützte automatische Anzeige numerischer Instrumente lassen sich die in einem Gegenstand enthaltenen Elemente erkennen. Diese Technologie wird häufig zur Erkennung von Luft- und Wasserverschmutzung, in der Lebensmittelhygiene und in der Metallindustrie eingesetzt.