[发明专利]一种光谱采集装置

说明书

本发明公开了一种光谱采集装置，包括：控制模块用于根据上位机发出的控制信号，生成相应的驱动信号并发送至采集模块及模数转换模块；采集模块，包括多个CMOS采集电路，用于根据驱动信号采集光谱模拟信号并发送给模数转换模块；模数转换模块根据驱动信号，将光谱模拟信号转换为光谱数字信号，并将光谱数字信号通过控制模块发送至上位机；供电模块为控制模块、采集模块、模数转换模块供电。本发明设置多个CMOS采集电路，采集不同波长的光波，从而增加了采集光谱的波长范围，并且减少了功耗、成本；控制模块驱动采集模块及模数转换模块，通过简单的数字驱动，使得整个采集装置稳定性更强。

技术领域

本发明涉及光谱技术领域，具体涉及一种光谱采集装置。

背景技术

近年来以CCD芯片和光纤为基础的微型光谱仪与拉曼光谱、LIBS光谱、荧光光谱等技术相结合，在环境、化工、农业等领域得到了广泛的应用，为成分快速分析和生产过程的实时监控提供了很好的测量手段。基于CCD芯片的光谱仪不需要任何运动部件，可直接获得完整的光谱谱图，使得光谱仪器更为简单。传统的光谱信号采集技术一般都由国外把持，而且都是针对特定波段或特定功能的CCD，不但造价较高，在通用性方面较差。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的光谱仪成本高、功耗大、技术复杂的缺陷，从而提供一种光谱采集装置。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种光谱采集装置，包括：控制模块、采集模块、模数转换模块及供电模块，其中，控制模块，其与上位机连接，用于根据上位机发出的控制信号，生成相应的驱动信号并发送至采集模块及模数转换模块；采集模块，包括多个CMOS采集电路，其与控制模块连接，用于根据驱动信号，采集光谱模拟信号并发送给模数转换模块；模数转换模块，用于根据驱动信号，将光谱模拟信号转换为光谱数字信号，并将光谱数字信号通过控制模块发送至上位机；供电模块，其分别与控制模块、采集模块、模数转换模块连接，用于为控制模块、采集模块、模数转换模块供电。

在一实施例中，控制模块包括：驱动电路、电平转换电路及缓冲电路，其中，驱动电路，其分别与上位机及模数转换模块连接，用于根据上位机发出的控制信号，生成模数转换模块驱动信号及多路采集模块初始驱动信号，并将每路采集模块初始驱动信号均发送至电平转换电路，将模数转换模块驱动信号发送至模数转换模块；电平转换电路，其与驱动电路连接，用于对每路采集模块初始驱动信号均进行电平转换；缓冲电路，其分别与电平转换电路及采集模块连接，用于对每路电平转换后的采集模块初始驱动信号进行抗干扰处理，得到多路采集模块驱动信号。

在一实施例中，驱动电路包括：FPGA芯片及其外围电路，其中，FPGA芯片通过其外围电路与上位机连接。

在一实施例中，电平转换电路包括：多个电平转换芯片，其中，每个电平转换芯片均通过FPGA芯片的外围电路与FPGA芯片连接，并与缓冲电路连接。

在一实施例中，缓冲电路包括：多个抗干扰芯片，其中，每个抗干扰芯片与均与一个电平转换芯片对应连接。

在一实施例中，每个COMS采集电路均与一个抗干扰芯片对应连接，且每个CMOS采集电路均包括一个CMOS传感器及其外围电路，每个CMOS传感器用于采集对应的预设波长的光谱模拟信号。

在一实施例中，模数转换模块包括：多个模数转换电路，其中，每个模数转换电路均包括一个模数转换芯片及其外围电路，每个转换芯片通过其外围电路及预设数量的CMOS传感器的外围电路，与预设数量的CMOS传感器连接，并通过其外围电路及FPGA芯片的外围电路，与FPGA芯片连接。

在一实施例中，供电模块包括：两个电源转换芯片，每个电源转换芯片均与电力线路连接，用于将电力线路电压转换为不同电压等级的供电电压。

在一实施例中，光谱采集装置还包括：通讯模块，其分别与控制模块及上位机连接，用于实现控制模块及上位机之间的通讯。