1.用于油氣在線檢測(cè)的微型近紅外光譜分析系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：前端信號(hào)光獲取單元(1)、分光成像光學(xué)單元、下位機(jī)信號(hào)采集與傳輸單元(6)和上位機(jī)光譜處理與顯示單元(15)；所述前端信號(hào)光獲取單元(1)集成了光源、準(zhǔn)直鏡和樣品池；所述分光成像光學(xué)單元由入射光纖(2)、凹面光柵(3)、線陣CCD(4)和安裝于線陣CCD(4)底部的半導(dǎo)體制冷器TEC(5)構(gòu)成；所述半導(dǎo)體制冷器TEC(5)工作在恒溫模式，保證線陣CCD(4)的工作溫度恒定；所述分光成像光學(xué)單元通過(guò)入射光纖(2)與前端信號(hào)光獲取單元(1)連接；所述分光成像光學(xué)單元與下位機(jī)信號(hào)采集與傳輸單元(6)連接；所述下位機(jī)信號(hào)采集與傳輸單元通過(guò)通訊接口(11)與上位機(jī)光譜處理與顯示單元連接；
所述光源發(fā)出的光通過(guò)準(zhǔn)直鏡后，平行入射至樣品池，透射后光變?yōu)閿y帶樣品光譜信息的信號(hào)光，耦合進(jìn)入射光纖(2)傳輸；入射光纖將信號(hào)光投射到凹面光柵，經(jīng)過(guò)凹面光柵(3)分光成像后再射入線陣CCD(4)完成光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換；所述下位機(jī)信號(hào)采集與傳輸模塊對(duì)線陣CCD(4)的輸出信號(hào)進(jìn)行采集、放大、濾波、轉(zhuǎn)換處理；處理后的信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)線傳輸至上位機(jī)光譜處理與顯示單元，完成信號(hào)解析、光譜重構(gòu)和顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型近紅外光譜分析系統(tǒng)，其特征在于：所述樣品池的光程為3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型近紅外光譜分析系統(tǒng)，其特征在于，所述下位機(jī)信號(hào)采集與傳輸單元(6)包括信號(hào)前處理單元(7)、模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D(8)、FPGA(9)和MCU(10)，并依次連接，同時(shí)，F(xiàn)PGA(9)的兩個(gè)輸出端還分別通過(guò)溫控制冷電路(14)和探測(cè)器驅(qū)動(dòng)電路(13)連接線陣CCD(4)；最后由通訊接口(11)傳輸給上位機(jī)光譜處理與顯示單元(15)；所述溫控制冷電路(14)采用PID閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體制冷器TEC(5)工作在恒溫模式，溫度偏差在±0.1℃內(nèi)，保證線陣CCD(4)的工作溫度恒定；所述探測(cè)器驅(qū)動(dòng)電路(13)由FPGA(9)提供驅(qū)動(dòng)時(shí)序脈沖，通過(guò)門(mén)級(jí)電路調(diào)整脈沖幅度驅(qū)動(dòng)線陣CCD工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微型近紅外光譜分析系統(tǒng)，其特征在于，信號(hào)前處理(7)對(duì)探測(cè)器進(jìn)行相關(guān)雙采樣、濾波、放大；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D(8)采用16位高速圖像模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片；所述FPGA(9)對(duì)采集的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行雙FIFO處理，及時(shí)為MCU(10)推送數(shù)據(jù)和狀態(tài)包；所述MCU(10)提供通訊協(xié)議支持、固化數(shù)據(jù)讀寫(xiě)、配合完成數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)控制；所述通訊接口(11)包含USB和RS485兩種，其中USB完成光譜的高速傳輸與采集，用于短距離高速傳輸，RS485完成遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型近紅外光譜分析系統(tǒng)，其特征在于：所述分光成像光學(xué)單元和下位機(jī)信號(hào)采集與傳輸單元安裝于鏤空帶底的鋁合金腔體中，鋁合金腔體通過(guò)黑色硬質(zhì)陽(yáng)極氧化表面處理工藝；所述線陣CCD(4)和半導(dǎo)體制冷器TEC(5)安裝于鍍金基座上，便于導(dǎo)熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的微型近紅外光譜分析系統(tǒng)，其特征在于：所述入射光纖(2)選用纖徑為50μm的SMA905近紅外光纖兼作信號(hào)光傳輸與光闌；所述凹面光柵(3)工作波段設(shè)計(jì)為1600～1850nm，制作工藝采用全息光學(xué)記錄；所述線陣CCD(4)采用InGaAs探測(cè)器，置于分光成像光學(xué)系統(tǒng)像面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型近紅外光譜分析系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)分辨率優(yōu)于5nm，體積為154×66.5×38mm3。