[实用新型]一种基于半导体激光器的近红外光谱分析仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及光谱检测领域，尤其是一种基于半导体激光器的近红外光谱分析仪。

背景技术

近红外光谱分析技术是一种典型的高效分析技术，这种光谱分析技术是20世纪80年代初发展起来的一项可以实现无损检测的测试技术，它是现代电子技术、光谱分析技术、计算机技术和化学计量技术的集合体。

传统的近红外光谱分析仪由光源、样品池、分光器、检测器及计算机这5部分组成，并可分为两大类：固定波长型和扫描型。

固定波长型又分为滤光片型与LED型，滤光片型近红外光谱分析仪采用若干片干涉滤光片对光源发射出的光进行分光，测量时根据需要的波长转动片轮选择一个合适的滤光片光路，仪器体积大且不方便携带，这种分析仪的单色光的谱带较宽，波长分辨率差，功耗大，有效光功率小，寿命短。LED（即发光二极管)型近红外光谱分析仪采用LED作为光源，通过不同的发光二极管产生不同波长的光，该类近红外分析仪的光谱半宽过大，达到30nm以上，满足不了精确地选择特定波长的要求；此外，有些仪器上还会采用LED加滤光片的方式，同样会出现有效光功率过小的情况，影响了测量精度和准确性。

扫描型又分为光栅型、傅里叶型、声光可调滤光器型（A0TF型)和多通道型。光栅型近红外分析仪采用了光栅进行分光，因狭缝的限制而导致其分辨率和灵敏度均较低，且其对光路要求严格，外界光强会影响测试结果，扫描速度较慢。傅里叶型近红外分析仪因带有移动部件，在扫描过程中会发生晃动和偏转，造成干涉信号的不稳定，降低了其灵敏度。声光可调滤光器型（A0TF型)近红外分析仪通过交变电场控制晶体的排列来对复合光进行分光，分光的谱带较宽，分辨率较低，且自然界的杂光会影响分析的结果。多通道型近红外分析仪光源发出的光经过样品后聚焦到固定光栅上，经全息光栅色散后的光由多通道检测器同时检测，其缺点是动态范围有限，且对温度敏感。

终上所述，传统的近红外光谱分析仪由于光源及分光系统的复杂性，一般体积都比较大且价格比较昂贵，不利于其进行推广和应用。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是：提供一种体积小且价格低廉的，基于半导体激光器的近红外光谱分析仪。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于半导体激光器的近红外光谱分析仪，包括半导体激光器采集装置和光谱处理装置，所述半导体激光器采集装置包括半导体激光器、样品池、检测器以及检测器信号采集电路，所述检测器的输出端通过检测器信号采集电路进而与光谱处理装置的输入端连接。

进一步，所述半导体激光器在以检测器为中心的圆周上均匀分布。

进一步，所述半导体激光器的数量为12个。

进一步，所述样品池包括样品杯、杯托和转盘，所述杯托设在样品杯的左侧，所述转盘设在样品杯的下方。

进一步，所述检测器信号采集电路包括检测信号调理电路、信号放大电路和信号采集电路，所述检测器信号调理电路的输入端与检测器的输出端连接，所述检测器信号调理电路的输出端通过信号放大电路进而与信号采集电路的输入端连接，所述信号采集电路的输出端与光谱处理装置的输入端连接。

进一步，所述半导体激光器采集装置还包括外部电源模块和DC-DC稳压芯片，所述外部电源模块的输出端通过DC-DC稳压芯片而分别与检测器的输入端以及检测信号调理电路的输入端、信号放大电路的输入端以及信号采集电路的输入端连接。

进一步，所述外部电源模块采用19V电源模块，所述DC-DC稳压芯片采用MP24943稳压芯片。

进一步，所述半导体激光器采集装置还包括半导体激光器驱动芯片，所述半导体激光器驱动芯片的输出端与半导体激光器的输入端连接，所述半导体激光器驱动芯片采用GN25L95芯片。

进一步，所述信号放大电路采用AD8304放大器芯片。

进一步，所述信号采集电路采用AD7985模数转换芯片，所述光谱处理装置采用STM32芯片。

本实用新型的有益效果是：半导体激光器采集装置包括半导体激光器，通过半导体激光器将光源与分光器合二为一，减小了近红外光谱分析仪的整体体积且节省了成本，与传统的近红外光谱分析仪相比，体积更小且价格更低廉。进一步，半导体激光器在以检测器为中心的圆周上均匀分布，以满足不同波长光的采集要求及进一步降低近红外光谱分析仪的体积。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。