具有雙光電路的分光測色儀的製作方法

2024-04-06 16:24:05

專利名稱：具有雙光電路的分光測色儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及物理光學儀器，特別是一種具有雙光電路的分光測色儀。
背景技術：
分光測色儀是在標準光源下測量物體的反射色和透射色的儀器。以前的標準光源採用滷素燈，滷素燈在使用過程中溫度會急劇上升，穩定性較差，每一次測量都需要校零和校標，儀器的測量精度和可靠性得不到保證。後來採用溫度沒有明顯變化的頻閃氙燈作標準光源，但由於其頻閃的特性，前後幾次頻閃光的強度不一致。特別是長期使用後，這種現象更為突出，從而影響了測量精度。

發明內容
本實用新型為了解決現有分光測色儀測量精度低所存在的技術問題，而提供的一種由電荷耦合器組成的雙光路測量電路，來替代單光路。
根據上述目的，本實用新型提供一種具有雙光電路的分光測色儀。包括光學系統、電路部分。其雙光電路由可編程邏輯器件P、電荷耦合器CCD1和CCD2、信號處理單元OP1和OP2、模數轉換器AD1和AD2、微處理器U1和U2組成。
其中電荷耦合器CCD1、信號處理單元OP1、模數轉換器AD1和微處理器U1依次連接構成主光路測量電路。電荷耦合器CCD2、信號處理單元OP2、模數轉換器AD2、微處理器U2依次連接構成副光路測量電路。可編程邏輯器件P的通用口IO19～IO22端依次與電荷耦合器CCD1和CCD2的復位脈衝PRESET、驅動脈衝PULSE2和PULSE1、行周期脈衝PSTART端連接，其通用口IO39端與微處理器U1的輸入輸出口P0.25端連接。信號處理單元OP1的信號輸入IN1+端與電荷耦合器CCD1的信號輸出AVIDEO端連接，其信號輸出VIDEOUT端與模數轉換器AD1的模擬輸入IN+端連接。微處理器U1的輸入輸出口P0.2～P0.9端依次與模數轉換器AD1的數據口D8～D15端連接，其輸入輸出口P1.19端與微處理器U2的輸入輸出口P1.19端連接。信號處理單元OP2的信號輸入IN1+端與電荷耦合器CCD2的信號輸出AVIDEO端連接，其信號輸出VIDEOUT端與模數轉換器AD2的模擬輸入IN+端連接。微處理器U2的輸入輸出口P0.2～P0.9端依次與模數轉換器AD2的數據口D8～D15端連接。
本實用新型由於採取了以上技術措施，消除了因氙燈頻閃而產生的測量誤差，大大提高了分光測色儀的測量精度和穩定性。


附圖是本實用新型的電路圖。
具體實施方式
如附圖所示，可編程邏輯器件P的通用口IO39在收到微處理器U1的輸入輸出口P0.25端發出的控制信號ST後，經通用口IO19～IO22端產生的脈衝同時供給電荷耦合器CCD1和CCD2的復位脈衝PRESET、驅動脈衝PULSE2和PULSE1、行周期脈衝PSTART。電荷耦合器CCD1和CCD2採集分光光柵投射過來的光信號，轉變成電壓信號再經信號輸出AVIDEO端分別送至信號處理單元OP1和OP2的信號輸入IN1+端，處理後經信號輸出VIDEOUT端分別送至模數轉換器AD1和AD2的模擬輸入IN+端，然後轉變成數位訊號經數據口D8～D15端分別送至微處理器U1和U2的輸入輸出口P0.2～P0.9端，處理後分別得到數據D1和D2。數據D1表明了投射於電荷耦合器CCD1上每個象敏元素上的光信號強弱，由於象敏元素分布就是分光後的光譜分布，從而就可轉換成相應的被測物體的反射色和透射色。同時，微處理器U1的輸入輸出口P1.19端發出同步信號S給微處理器U2的輸入輸出口P1.19端，副光路測量電路對光源進行測量，獲得數據D2。經儀器軟體設定的程序可保證主副光路驅動脈衝的一致性和轉換時間的同步性，通過對主副光路獲得的數據D1和D2進行數據處理可以很有效的降低光源前後幾次頻閃光強度不一致的影響。
實際應用中，採用雙光路測量電路的分光測色儀，其測量精度可提高三倍左右，效果十分顯著。
權利要求1.一種具有雙光電路的分光測色儀，包括光學系統、電路部分；其特徵是雙光電路由可編程邏輯器件(P)、電荷耦合器(CCD1)和(CCD2)、信號處理單(OP1)和(OP2)、模數轉換器(AD1)和(AD2)、微處理器(U1)和(U2)組成；其中電荷耦合器(CCD1)、信號處理單元(OP1)、模數轉換器(AD1)和微處理器(U1)依次連接構成主光路測量電路；電荷耦合器(CCD2)、信號處理單元(OP2)、模數轉換器(AD2)、微處理器(U2)依次連接構成副光路測量電路；其中可編程邏輯器件(P)的通用口(I019)～(I022)端依次與電荷耦合器(CCD1)和(CCD2)的復位脈衝(PRESET)、驅動脈衝(PULSE2)和(PULSE1)、行周期脈衝(PSTART)端連接，其通用(I039)端與微處理器U1的輸入輸出(P0.25)端連接；信號處理單元(OP1)的信號輸入(IN1+)端與電荷耦合器(CCD1)的信號輸出(AVIDEO)端連接，其信號輸出(VIDEOUT)端與模數轉換器(AD1)的模擬輸入(IN+)端連接；微處理器(U1)的輸入輸出口(P0.2)～(P0.9)端依次與模數轉換器(AD1)的數據口(D8)～(D15)端連接，其輸入輸出口(P1.19)端與微處理器(U2)的輸入輸出口(P1.19)端連接；信號處理單元(OP2)的信號輸入(IN1+)端與電荷耦合器(CCD2)的信號輸出(AVIDEO)端連接，其信號輸出(VIDEOUT)端與模數轉換器(AD2)的模擬輸入(IN+)端連接；微處理器(U2)的輸入輸出口(P0.2)～(P0.9)端依次與模數轉換器(AD2)的數據口(D8)～(D15)端連接。
專利摘要本實用新型提供一種具有雙光電路的分光測色儀，包括光學系統、電路部分；其雙光電路由可編程邏輯器件(P)、電荷耦合器(CCD1)和(CCD2)、信號處理單元(OP1)和(OP2)、模數轉換器(AD1)和(AD2)、微處理器(U1)和(U2)組成；其中電荷耦合器(CCD1)、信號處理單元(OP1)、模數轉換器(AD1)和微處理器(U1)依次連接構成主光路測量電路；電荷耦合器(CCD2)、信號處理單元(OP2)、模數轉換器(AD2)、微處理器(U2)依次連接構成副光路測量電路。雙光路測量電路消除了因氙燈頻閃而產生的測量誤差，大大提高了分光測色儀的測量精度和穩定性。
文檔編號G01N21/25GK2852111SQ200520047288
公開日2006年12月27日 申請日期2005年12月8日 優先權日2005年12月8日
發明者王徵 申請人:上海精密科學儀器有限公司