本發(fā)明涉及光譜測(cè)量系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種抬高預(yù)設(shè)電平的三角波編碼的陣列式透射光譜測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

采用光譜分析物質(zhì)成份是一種高精度、快捷、不需要添加劑無(wú)污染的方法，因而廣泛地應(yīng)用在工業(yè)、食品、環(huán)保和農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。

發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下缺點(diǎn)和不足：

現(xiàn)有的方法采用昂貴的光譜儀，對(duì)光譜重疊的多種組分的樣品分析精度不夠高，數(shù)據(jù)量大，分析時(shí)間長(zhǎng)且復(fù)雜等缺點(diǎn)。

為了提高圖像測(cè)量質(zhì)量，現(xiàn)有技術(shù)中的公告號(hào)為CN 104792712 A，公告日為2015年7月22的專(zhuān)利申請(qǐng)利用三角波作為激勵(lì)信號(hào)來(lái)提高成像質(zhì)量。

發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下缺點(diǎn)和不足：

由于現(xiàn)有的成像系統(tǒng)無(wú)一例外地均采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器在靠近輸入極限(最大或最小幅值)時(shí)存在顯著的非線性，特別是輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬信號(hào)電平越低，得到的數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果的不確定度越大。

因此，采用純凈三角波作為激勵(lì)信號(hào)時(shí)，在三角波的低電平部分得到的數(shù)字信號(hào)的信噪比就很低，從而影響了圖像的總體信噪比。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種抬高預(yù)設(shè)電平的三角波編碼的陣列式透射光譜測(cè)量系統(tǒng)，本發(fā)明通過(guò)將三角波調(diào)整為抬高預(yù)設(shè)電平的三角波，提高了圖像的總體信噪比，實(shí)現(xiàn)了對(duì)物質(zhì)成分的高精度測(cè)量，且電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，滿足了實(shí)際應(yīng)用中的多種需要，詳見(jiàn)下文描述：

一種抬高預(yù)設(shè)電平的三角波編碼的陣列式透射光譜測(cè)量系統(tǒng)，所述陣列式透射光測(cè)量系統(tǒng)包括：一組單色光源、一組光敏器件，以及與光敏器件外接的計(jì)算機(jī)，單色光源和光敏器件分布在被測(cè)樣品的兩側(cè)；

采用2倍頻率關(guān)系的抬高預(yù)設(shè)電平三角波分別驅(qū)動(dòng)單色光源組中的各個(gè)波長(zhǎng)的光源，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同光源的編碼，光敏器件組中的每個(gè)光敏器件接收到每個(gè)光源透過(guò)樣品的光電信號(hào)組合；

在光敏器件采集光電信號(hào)的過(guò)程中，噪聲水平?jīng)]有發(fā)生變化，但作為驅(qū)動(dòng)的三角波信號(hào)由于抬高了預(yù)設(shè)電平，在三角波信號(hào)的低電平部分，三角波信號(hào)相較于噪聲改善明顯，從而提高了在三角波信號(hào)低電平段，光敏器件獲取到光電信號(hào)的信噪比，進(jìn)而提高了輸入到計(jì)算機(jī)中的光電信號(hào)的精度；

通過(guò)所述計(jì)算機(jī)對(duì)光電信號(hào)組合進(jìn)行解調(diào)分離得到光譜，將全部光敏器件得到的光譜進(jìn)行排列得到總光譜；

所述計(jì)算機(jī)通過(guò)所述總光譜實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的物質(zhì)成分進(jìn)行分析。

其中，作為驅(qū)動(dòng)的三角波信號(hào)由于抬高了預(yù)設(shè)電平，在三角波信號(hào)的高電平部分，提高了光敏器件獲取到光電信號(hào)的信噪比。

其中，預(yù)設(shè)電平的取值為光敏器件采集的光電信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍一半以上最佳。

其中，單色光源組中的各個(gè)光源的數(shù)量大于或等于被測(cè)樣品中的物質(zhì)成分?jǐn)?shù)，光敏器件組中的每個(gè)光敏器件的數(shù)量大于或等于被測(cè)樣品中的物質(zhì)成分?jǐn)?shù)。

其中，所述光源和所述光敏器件均勻、且對(duì)等排列。

另一實(shí)施例，所述光源為激光二極管，所述光敏器件為光敏二極管。

另一實(shí)施例，所述光源為單色二極管，所述光敏器件為光敏二極管。

另一實(shí)施例，所述光源為單色濾波片對(duì)白光濾波后得到的，所述光敏器件為光敏二極管。

另一實(shí)施例，所述光源為激光二極管，所述光敏器件為光電倍增管。

另一實(shí)施例，所述光源為單色二極管，所述光敏器件為光電倍增管。

另一實(shí)施例，所述光源為對(duì)白光濾波后的單色濾波片，所述光敏器件為光電倍增管。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是：本發(fā)明采用2倍頻率關(guān)系的抬高預(yù)設(shè)電平三角波驅(qū)動(dòng)單色光源，對(duì)光敏器件檢測(cè)到的光電信號(hào)進(jìn)行分離得到光譜，將所有光敏器件得到的光譜組合起來(lái)得到總光譜，通過(guò)總光譜可以對(duì)樣品中的物質(zhì)成分進(jìn)行高精度分析。相較于背景技術(shù)中的公告號(hào)為CN 104792712 A，公告日為2015年7月22的專(zhuān)利申請(qǐng)，本發(fā)明顯著地提高了在三角波信號(hào)低電平段的光電信號(hào)的信噪比，改善了光敏器件獲取到光電信號(hào)的質(zhì)量；進(jìn)而提高了輸入到計(jì)算機(jī)中的光電信號(hào)的精度，計(jì)算機(jī)對(duì)光電信號(hào)進(jìn)行分離可以得到各個(gè)單色光源對(duì)該光敏器件的貢獻(xiàn)，據(jù)此計(jì)算機(jī)通過(guò)光譜實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的物質(zhì)成分進(jìn)行分析。本發(fā)明具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、器件和工藝要求低、調(diào)試容易、可靠性高以及計(jì)算量小等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為一種抬高預(yù)設(shè)電平的三角波編碼的陣列式透射光譜測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為抬高預(yù)設(shè)電平三角波的示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

一種抬高預(yù)設(shè)電平的三角波編碼的陣列式透射光譜測(cè)量系統(tǒng)，參見(jiàn)圖1和圖2，所述陣列式透射光測(cè)量系統(tǒng)包括：一組單色光源LD₁…LD_n，一組光敏器件PD₁…PD_n，n≥3且為奇數(shù)(其中，n為奇數(shù)，則最中間的光源或光敏器件可作為中線，便于對(duì)準(zhǔn)排布，其中，n的具體取值與樣品2的橫截面積相關(guān)，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做限制)，以及與光敏器件外接的計(jì)算機(jī)(圖中未示出)，單色光源LD₁…LD_n和光敏器件PD₁…PD_n分布在被測(cè)樣品的兩側(cè)；

采用2倍頻率關(guān)系的抬高預(yù)設(shè)電平三角波分別驅(qū)動(dòng)單色光源組中的各個(gè)波長(zhǎng)λ_i的光源LD_i，其中，假設(shè)三角波的頻率分別為f₁、f₂……f_n，則f₁＝2f₂、f₂＝2f₃……f_n-1＝2f_n。

光敏器件組中的每個(gè)光敏器件PD_j接收到每個(gè)光源LD_i透過(guò)樣品2的光電信號(hào)組合I_j。

本發(fā)明實(shí)施例抬高預(yù)設(shè)電平后，在光敏器件3采集光電信號(hào)的過(guò)程中，噪聲水平?jīng)]有發(fā)生變化，但作為驅(qū)動(dòng)的三角波信號(hào)由于抬高了預(yù)設(shè)電平，在三角波信號(hào)的低電平部分，三角波信號(hào)相較于噪聲改善明顯，從而提高了在三角波信號(hào)低電平段的光電信號(hào)的信噪比；相較于背景技術(shù)中的公告號(hào)為CN 104792712 A，公告日為2015年7月22，以純凈三角波作為激勵(lì)信號(hào)的專(zhuān)利申請(qǐng)，本發(fā)明實(shí)施例顯著地提高了在三角波信號(hào)低電平段的光電信號(hào)的信噪比，進(jìn)而改善了光敏器件3獲取到光電信號(hào)的質(zhì)量。

另外，由于抬高預(yù)設(shè)電平，噪聲水平?jīng)]有變化，在三角波信號(hào)的高電平部分，三角波信號(hào)相較于噪聲也有一定的改善，提高了在三角波信號(hào)高電平段的光電信號(hào)的信噪比。

進(jìn)而，由于光敏器件3獲取到的光電信號(hào)的信噪比整體增強(qiáng)，進(jìn)而提高了輸入到計(jì)算機(jī)中的光電信號(hào)的精度，計(jì)算機(jī)對(duì)光電信號(hào)進(jìn)行分離可以得到各個(gè)單色光源對(duì)該光敏器件的貢獻(xiàn)。

其中，預(yù)設(shè)電平的取值優(yōu)選光敏器件3采集的光電信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍一半以上時(shí)，信號(hào)大于等于1/2動(dòng)態(tài)范圍，通過(guò)光敏器件3采集到的光電信號(hào)失真小、質(zhì)量高。

計(jì)算機(jī)對(duì)光電信號(hào)組合I_j進(jìn)行解調(diào)分離可以得到光譜I_j1、I_j2、I_j3、…I_jn。將全部光敏器件得到的光譜進(jìn)行排列可以得到該陣列式透射光測(cè)量系統(tǒng)得到的總光譜，

即：I₁₁，I₁₂，...I_1n，I₂₁，I₂₂，...I_2n，I₃₁，...I_n1，I_n2，...I_nn。計(jì)算機(jī)通過(guò)總光譜可以對(duì)樣品的物質(zhì)成分采用已有成熟的建模方法進(jìn)行分析。

其中，計(jì)算機(jī)對(duì)光電信號(hào)組合I_j進(jìn)行分離可以得到光譜I_j1、I_j2、I_j3、…I_jn的操作具體為：

1)假設(shè)以驅(qū)動(dòng)單色光源的LD_j最高頻率f_max(在上述情況下f_max＝f₁)的4M倍速度對(duì)光電信號(hào)進(jìn)行采樣f_s＝4M×f_max，獲取采樣信號(hào)x(m)，其中M為大于等于1的正整數(shù)；

2)計(jì)算機(jī)將分別對(duì)各個(gè)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的每個(gè)三角波周期內(nèi)的正、負(fù)半個(gè)周期內(nèi)的采樣信號(hào)進(jìn)行累加，累加結(jié)果進(jìn)行求差運(yùn)算；

即，將一定時(shí)間(整數(shù)個(gè)三角波周期)內(nèi)的每個(gè)三角波的正半個(gè)周期的采樣值累加得到累加和，每個(gè)三角波的負(fù)半個(gè)周期的采樣值累加得到累加和，這兩個(gè)累加和相減。

3)將上述各個(gè)波長(zhǎng)的差值進(jìn)行k_min個(gè)周期或整數(shù)倍k_min個(gè)周期累加，即可得到每個(gè)波長(zhǎng)的光譜值。其中：

式中：f_min為激勵(lì)三角波中的最低頻率；a為預(yù)設(shè)常數(shù)，取值為大于或等于1的正整數(shù)，a/f_min為下抽樣的周期；f_n為所處理波長(zhǎng)的三角波激勵(lì)頻率。

對(duì)幅值為x的被采樣值，如果在一定的時(shí)間內(nèi)均勻采樣N(>>1)點(diǎn)并進(jìn)行平均，得到的平均值是

其中，[x]是模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)x進(jìn)行量化，也即按四舍五入圓整得到的正整數(shù)。x_i是第i點(diǎn)的幅值，[x_i]是模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)x_i進(jìn)行量化，也即按四舍五入圓整得到的正整數(shù)。

(3)式表明，對(duì)一個(gè)比較“干凈”的信號(hào)采樣多次進(jìn)行平均，并不能提高其精度，所得到的平均值的誤差與單次采樣的誤差相同，為Δx_i。

如果對(duì)幅值為x的被采樣鋸齒波，同樣在一定的時(shí)間內(nèi)均勻采樣N(>>1)點(diǎn)并進(jìn)行平均，得到的平均值是

其中，x_i＝m_i+Δx_i，m_i＝[x_i]。也即是圓整得到正整數(shù)，而是被四舍五入后丟去的“隨機(jī)”誤差。

(4)式可以進(jìn)一步利用等差級(jí)數(shù)求和公式得到：

(5)式中的前一項(xiàng)是量化后的值，雖然比(3)式的結(jié)果小了一半，但按照誤差理論，一個(gè)數(shù)據(jù)的精度并不因乘以一個(gè)固定非零常數(shù)而改變。但后面一項(xiàng)中是零均值的隨機(jī)數(shù)，相比(3)式中的要降低倍，因此，對(duì)鋸齒波或三角波激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行過(guò)采樣后同樣可以得到提高精度的效果，且不需要另外加高頻擾動(dòng)信號(hào)。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，單色光源組中的各個(gè)光源LD_i的數(shù)量大于或等于被測(cè)樣品中的物質(zhì)成分?jǐn)?shù)，光敏器件組中的每個(gè)光敏器件PD_j的數(shù)量大于或等于被測(cè)樣品中的物質(zhì)成分?jǐn)?shù)。

其中，光源LD_i和光敏器件PD_j均勻、且對(duì)等排列，排列滿足下述關(guān)系：l₁＞＞l₂,l₃＞＞l₂，其中l(wèi)₁和l₃為陣列式光敏器件與樣品上下邊界的距離，l₂為陣列式光源LD_i和光敏器件PD_j的間距。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，由于本發(fā)明實(shí)施例相對(duì)于背景技術(shù)中的申請(qǐng)文件，顯著地提高了在三角波低電平段的光電信號(hào)的信噪比，且也提高了在三角波信號(hào)高電平段的光電信號(hào)的信噪比，進(jìn)而提高了整個(gè)電平段的光電信號(hào)信噪比，使得輸入到計(jì)算機(jī)中的光電信號(hào)有較高的精度，據(jù)此計(jì)算機(jī)通過(guò)光譜實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的物質(zhì)成分進(jìn)行分析。

實(shí)施例2

一種抬高預(yù)設(shè)電平的三角波編碼的陣列式透射光譜測(cè)量系統(tǒng)，參見(jiàn)圖1和圖2，該實(shí)施例以激光二極管作為單色光源LD₁…LD_n，光敏二極管作為光敏器件PD₁…PD_n為例進(jìn)行說(shuō)明。激光二極管和光敏二極管分布在被測(cè)樣品的兩側(cè)；

采用2倍頻率關(guān)系的抬高預(yù)設(shè)電平三角波分別驅(qū)動(dòng)單色光源組中的各個(gè)波長(zhǎng)λ_i的激光二極管LD_i，其中，假設(shè)三角波的頻率分別為f₁、f₂……f_n，則f₁＝2f₂、f₂＝2f₃……f_n-1＝2f_n。

光敏二極管PD_j接收到每個(gè)激光二極管透過(guò)樣品的光電信號(hào)組合I_j；計(jì)算機(jī)對(duì)光電信號(hào)組合I_j進(jìn)行解調(diào)分離可以得到光譜I_j1、I_j2、I_j3、…I_jn。將全部光敏二極管得到的光譜進(jìn)行排列可以得到該陣列式透射光測(cè)量系統(tǒng)得到的總光譜，

即：I₁₁，I₁₂，...I_1n，I₂₁，I₂₂，...I_2n，I₃₁，...I_n1，I_n2，...I_nn。計(jì)算機(jī)通過(guò)總光譜可以對(duì)樣品的物質(zhì)成分采用已有成熟的建模方法進(jìn)行分析。

其中，計(jì)算機(jī)對(duì)光電信號(hào)組合I_j進(jìn)行解調(diào)分離可以得到光譜I_j1、I_j2、I_j3、…I_jn的操作與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，激光二極管LD_i的數(shù)量大于或等于被測(cè)樣品中的物質(zhì)成分?jǐn)?shù)，光敏二極管PD_j的數(shù)量大于或等于被測(cè)樣品中的物質(zhì)成分?jǐn)?shù)。

其中，激光二極管LD_i和光敏二極管PD_j均勻、且對(duì)等排列，排列滿足下述關(guān)系：l₁＞＞l₂,l₃＞＞l₂，其中l(wèi)₁和l₃為陣列式光敏器件與樣品上下邊界的距離，l₂為陣列式光源LD_i和光敏器件PD_j的間距。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，由于本發(fā)明實(shí)施例相對(duì)于背景技術(shù)中的申請(qǐng)文件，顯著地提高了在三角波低電平段的光電信號(hào)的信噪比，且也提高了在三角波信號(hào)高電平段的光電信號(hào)的信噪比，進(jìn)而提高了整個(gè)電平段的光電信號(hào)信噪比，使得輸入到計(jì)算機(jī)中的光電信號(hào)有較高的精度，據(jù)此計(jì)算機(jī)通過(guò)光譜實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的物質(zhì)成分進(jìn)行分析。

實(shí)施例3

一種抬高預(yù)設(shè)電平的三角波編碼的陣列式透射光譜測(cè)量系統(tǒng)，參見(jiàn)圖1和圖2，該實(shí)施例以單色二極管作為單色光源LD₁…LD_n，光敏二極管作為光敏器件PD₁…PD_n為例進(jìn)行說(shuō)明。單色二極管和光敏二極管分布在被測(cè)樣品的兩側(cè)；

采用2倍頻率關(guān)系的抬高預(yù)設(shè)電平三角波分別驅(qū)動(dòng)單色光源組中的各個(gè)波長(zhǎng)λ_i的單色二極管LD_i，其中，假設(shè)三角波的頻率分別為f₁、f₂……f_n，則f₁＝2f₂、f₂＝2f₃……f_n-1＝2f_n。

光敏二極管PD_j接收到每個(gè)單色二極管透過(guò)樣品的光電信號(hào)組合I_j；計(jì)算機(jī)對(duì)光電信號(hào)組合I_j進(jìn)行解調(diào)分離可以得到光譜I_j1、I_j2、I_j3、…I_jn。將全部光敏二極管得到的光譜進(jìn)行排列可以得到該陣列式透射光測(cè)量系統(tǒng)得到的總光譜，

即：I₁₁，I₁₂，...I_1n，I₂₁，I₂₂，...I_2n，I₃₁，...I_n1，I_n2，...I_nn。計(jì)算機(jī)通過(guò)總光譜可以對(duì)樣品的物質(zhì)成分采用已有成熟的建模方法進(jìn)行分析。

其中，計(jì)算機(jī)對(duì)光電信號(hào)組合I_j進(jìn)行解調(diào)分離可以得到光譜I_j1、I_j2、I_j3、…I_jn的操作與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，單色二極管LD_i的數(shù)量大于或等于被測(cè)樣品中的物質(zhì)成分?jǐn)?shù)，光敏二極管PD_j的數(shù)量大于或等于被測(cè)樣品中的物質(zhì)成分?jǐn)?shù)。

其中，單色二極管LD_i和光敏二極管PD_j均勻、且對(duì)等排列，排列滿足下述關(guān)系：l₁＞＞l₂,l₃＞＞l₂，其中l(wèi)₁和l₃為陣列式光敏器件與樣品上下邊界的距離，l₂為陣列式光源LD_i和光敏器件PD_j的間距。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，由于本發(fā)明實(shí)施例相對(duì)于背景技術(shù)中的申請(qǐng)文件，顯著地提高了在三角波低電平段的光電信號(hào)的信噪比，且也提高了在三角波信號(hào)高電平段的光電信號(hào)的信噪比，進(jìn)而提高了整個(gè)電平段的光電信號(hào)信噪比，使得輸入到計(jì)算機(jī)中的光電信號(hào)有較高的精度，據(jù)此計(jì)算機(jī)通過(guò)光譜實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的物質(zhì)成分進(jìn)行分析。

實(shí)施例4

一種抬高預(yù)設(shè)電平的三角波編碼的陣列式透射光譜測(cè)量系統(tǒng)，參見(jiàn)圖1和圖2，該實(shí)施例以單色濾波片對(duì)白光濾波后作為光源LD₁…LD_n，光敏二極管作為光敏器件PD₁…PD_n為例進(jìn)行說(shuō)明。單色濾波片和光敏二極管分布在被測(cè)樣品的兩側(cè)；

采用2倍頻率關(guān)系的抬高預(yù)設(shè)電平三角波分別驅(qū)動(dòng)單色光源組中的各個(gè)波長(zhǎng)λ_i的單色濾波片LD_i，其中，假設(shè)三角波的頻率分別為f₁、f₂……f_n，則f₁＝2f₂、f₂＝2f₃……f_n-1＝2f_n。

光敏二極管PD_j接收到每個(gè)單色光源透過(guò)樣品的光電信號(hào)組合I_j；計(jì)算機(jī)對(duì)光電信號(hào)組合I_j進(jìn)行解調(diào)分離可以得到光譜I_j1、I_j2、I_j3、…I_jn。將全部光敏二極管得到的光譜進(jìn)行排列可以得到該陣列式透射光測(cè)量系統(tǒng)得到的總光譜，

即：I₁₁，I₁₂，...I_1n，I₂₁，I₂₂，...I_2n，I₃₁，...I_n1，I_n2，...I_nn。計(jì)算機(jī)通過(guò)總光譜可以對(duì)樣品的物質(zhì)成分采用已有成熟的建模方法進(jìn)行分析。

其中，計(jì)算機(jī)對(duì)光電信號(hào)組合I_j進(jìn)行解調(diào)分離可以得到光譜I_j1、I_j2、I_j3、…I_jn的操作與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，單色濾波片對(duì)白光濾波后的LD_i的數(shù)量大于或等于被測(cè)樣品中的物質(zhì)成分?jǐn)?shù)，光敏二極管PD_j的數(shù)量大于或等于被測(cè)樣品中的物質(zhì)成分?jǐn)?shù)。

其中，單色濾波片對(duì)白光濾波后的LD_i和光敏二極管PD_j均勻、且對(duì)等排列，排列滿足下述關(guān)系：l₁＞＞l₂,l₃＞＞l₂，其中l(wèi)₁和l₃為陣列式光敏器件與樣品上下邊界的距離，l₂為陣列式光源LD_i和光敏器件PD_j的間距。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，由于本發(fā)明實(shí)施例相對(duì)于背景技術(shù)中的申請(qǐng)文件，顯著地提高了在三角波低電平段的光電信號(hào)的信噪比，且也提高了在三角波信號(hào)高電平段的光電信號(hào)的信噪比，進(jìn)而提高了整個(gè)電平段的光電信號(hào)信噪比，使得輸入到計(jì)算機(jī)中的光電信號(hào)有較高的精度，據(jù)此計(jì)算機(jī)通過(guò)光譜實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的物質(zhì)成分進(jìn)行分析。

實(shí)施例5

一種抬高預(yù)設(shè)電平的三角波編碼的陣列式透射光譜測(cè)量系統(tǒng)，參見(jiàn)圖1和圖2，該實(shí)施例以激光二極管作為單色光源LD₁…LD_n，光電倍增管作為光敏器件PD₁…PD_n為例進(jìn)行說(shuō)明。激光二極管和光電倍增管分布在被測(cè)樣品的兩側(cè)；

采用2倍頻率關(guān)系的抬高預(yù)設(shè)電平三角波分別驅(qū)動(dòng)單色光源組中的各個(gè)波長(zhǎng)λ_i的激光二極管LD_i，其中，假設(shè)三角波的頻率分別為f₁、f₂……f_n，則f₁＝2f₂、f₂＝2f₃……f_n-1＝2f_n。

光電倍增管PD_j接收到每個(gè)激光二極管透過(guò)樣品的光電信號(hào)組合I_j；計(jì)算機(jī)對(duì)光電信號(hào)組合I_j進(jìn)行解調(diào)分離可以得到光譜I_j1、I_j2、I_j3、…I_jn。將全部光電倍增管得到的光譜進(jìn)行排列可以得到該陣列式透射光測(cè)量系統(tǒng)得到的總光譜，

即：I₁₁，I₁₂，...I_1n，I₂₁，I₂₂，...I_2n，I₃₁，...I_n1，I_n2，...I_nn。計(jì)算機(jī)通過(guò)總光譜可以對(duì)樣品的物質(zhì)成分采用已有成熟的建模方法進(jìn)行分析。

其中，計(jì)算機(jī)對(duì)光電信號(hào)組合I_j進(jìn)行解調(diào)分離可以得到光譜I_j1、I_j2、I_j3、…I_jn的操作與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，激光二極管LD_i的數(shù)量大于或等于被測(cè)樣品中的物質(zhì)成分?jǐn)?shù)，光電倍增管PD_j的數(shù)量大于或等于被測(cè)樣品中的物質(zhì)成分?jǐn)?shù)。

其中，激光二極管LD_i和光電倍增管PD_j均勻、且對(duì)等排列，排列滿足下述關(guān)系：l₁＞＞l₂,l₃＞＞l₂，其中l(wèi)₁和l₃為陣列式光敏器件與樣品上下邊界的距離，l₂為陣列式光源LD_i和光敏器件PD_j的間距。

綜上所述，由于本發(fā)明實(shí)施例相對(duì)于背景技術(shù)中的申請(qǐng)文件，顯著地提高了在三角波低電平段的光電信號(hào)的信噪比，且也提高了在三角波信號(hào)高電平段的光電信號(hào)的信噪比，進(jìn)而提高了整個(gè)電平段的光電信號(hào)信噪比，使得輸入到計(jì)算機(jī)中的光電信號(hào)有較高的精度，據(jù)此計(jì)算機(jī)通過(guò)光譜實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的物質(zhì)成分進(jìn)行分析。

實(shí)施例6

一種抬高預(yù)設(shè)電平的三角波編碼的陣列式透射光譜測(cè)量系統(tǒng)，參見(jiàn)圖1和圖2，該實(shí)施例以單色二極管作為單色光源LD₁…LD_n，光電倍增管作為光敏器件PD₁…PD_n為例進(jìn)行說(shuō)明。單色二極管和光電倍增管分布在被測(cè)樣品的兩側(cè)；

采用2倍頻率關(guān)系的抬高預(yù)設(shè)電平三角波分別驅(qū)動(dòng)單色光源組中的各個(gè)波長(zhǎng)λ_i的單色二極管LD_i，其中，假設(shè)三角波的頻率分別為f₁、f₂……f_n，則f₁＝2f₂、f₂＝2f₃……f_n-1＝2f_n。

光電倍增管PD_j接收到每個(gè)單色二極管透過(guò)樣品的光電信號(hào)組合I_j；計(jì)算機(jī)對(duì)光電信號(hào)組合I_j進(jìn)行解調(diào)分離可以得到光譜I_j1、I_j2、I_j3、…I_jn。將全部光電倍增管得到的光譜進(jìn)行排列可以得到該陣列式透射光測(cè)量系統(tǒng)得到的總光譜，

即：I₁₁，I₁₂，...I_1n，I₂₁，I₂₂，...I_2n，I₃₁，...I_n1，I_n2，...I_nn。計(jì)算機(jī)通過(guò)總光譜可以對(duì)樣品的物質(zhì)成分采用已有成熟的建模方法進(jìn)行分析。

其中，計(jì)算機(jī)對(duì)光電信號(hào)組合I_j進(jìn)行解調(diào)分離可以得到光譜I_j1、I_j2、I_j3、…I_jn的操作與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，單色二極管LD_i的數(shù)量大于或等于被測(cè)樣品中的物質(zhì)成分?jǐn)?shù)，光電倍增管PD_j的數(shù)量大于或等于被測(cè)樣品中的物質(zhì)成分?jǐn)?shù)。

其中，單色二極管LD_i和光電倍增管PD_j均勻、且對(duì)等排列，排列滿足下述關(guān)系：l₁＞＞l₂,l₃＞＞l₂，其中l(wèi)₁和l₃為陣列式光敏器件與樣品上下邊界的距離，l₂為陣列式光源LD_i和光敏器件PD_j的間距。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，由于本發(fā)明實(shí)施例相對(duì)于背景技術(shù)中的申請(qǐng)文件，顯著地提高了在三角波低電平段的光電信號(hào)的信噪比，且也提高了在三角波信號(hào)高電平段的光電信號(hào)的信噪比，進(jìn)而提高了整個(gè)電平段的光電信號(hào)信噪比，使得輸入到計(jì)算機(jī)中的光電信號(hào)有較高的精度，據(jù)此計(jì)算機(jī)通過(guò)光譜實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的物質(zhì)成分進(jìn)行分析。

實(shí)施例7

一種抬高預(yù)設(shè)電平的三角波編碼的陣列式透射光譜測(cè)量系統(tǒng)，參見(jiàn)圖1和圖2，該實(shí)施例以單色濾波片對(duì)白光濾波后作為光源LD₁…LD_n，光電倍增管作為光敏器件PD₁…PD_n為例進(jìn)行說(shuō)明。單色濾波片和光電倍增管分布在被測(cè)樣品的兩側(cè)；

采用2倍頻率關(guān)系的抬高預(yù)設(shè)電平三角波分別驅(qū)動(dòng)單色光源組中的各個(gè)波長(zhǎng)λ_i的單色濾波片對(duì)白光濾波后的LD_i，其中，假設(shè)三角波的頻率分別為f₁、f₂……f_n，則f₁＝2f₂、f₂＝2f₃……f_n-1＝2f_n。

光電倍增管PD_j接收到每個(gè)單色濾波片透過(guò)樣品的光電信號(hào)組合I_j；計(jì)算機(jī)對(duì)光電信號(hào)組合I_j進(jìn)行解調(diào)分離可以得到光譜I_j1、I_j2、I_j3、…I_jn。將全部光敏二極管得到的光譜進(jìn)行排列可以得到該陣列式透射光測(cè)量系統(tǒng)得到的總光譜，

即：I₁₁，I₁₂，...I_1n，I₂₁，I₂₂，...I_2n，I₃₁，...I_n1，I_n2，...I_nn。計(jì)算機(jī)通過(guò)總光譜可以對(duì)樣品的物質(zhì)成分采用已有成熟的建模方法進(jìn)行分析。

其中，計(jì)算機(jī)對(duì)光電信號(hào)組合I_j進(jìn)行解調(diào)分離可以得到光譜I_j1、I_j2、I_j3、…I_jn的操作與實(shí)施例1相同，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，單色濾波片對(duì)白光濾波后的LD_i的數(shù)量大于或等于被測(cè)樣品中的物質(zhì)成分?jǐn)?shù)，光電倍增管PD_j的數(shù)量大于或等于被測(cè)樣品中的物質(zhì)成分?jǐn)?shù)。

其中，單色濾波片對(duì)白光濾波后的LD_i和光電倍增管PD_j均勻、且對(duì)等排列，排列滿足下述關(guān)系：l₁＞＞l₂,l₃＞＞l₂，其中l(wèi)₁和l₃為陣列式光敏器件與樣品上下邊界的距離，l₂為陣列式光源LD_i和光敏器件PD_j的間距。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各器件的型號(hào)除做特殊說(shuō)明的以外，其他器件的型號(hào)不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

綜上所述，由于本發(fā)明實(shí)施例相對(duì)于背景技術(shù)中的申請(qǐng)文件，顯著地提高了在三角波低電平段的光電信號(hào)的信噪比，且也提高了在三角波信號(hào)高電平段的光電信號(hào)的信噪比，進(jìn)而提高了整個(gè)電平段的光電信號(hào)信噪比，使得輸入到計(jì)算機(jī)中的光電信號(hào)有較高的精度，據(jù)此計(jì)算機(jī)通過(guò)光譜實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的物質(zhì)成分進(jìn)行分析。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，上述本發(fā)明實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。