高光譜成像儀(也稱光譜相機或高光譜相機、高光譜儀),是將分光元件與麵陣列相機完美結合,可同時、快速獲取光譜和影像信息;可應用於諸多領域的科學研究及工業自動化檢測。
為wei滿man足zu根gen係xi掃sao描miao的de技ji術shu應ying用yong,雙shuang利li合he譜pu推tui出chu新xin一yi代dai光guang譜pu成cheng像xiang係xi統tong,雙shuang利li合he譜pu推tui出chu新xin一yi代dai光guang譜pu成cheng像xiang係xi統tong,雙shuang利li合he譜pu推tui出chu新xin一yi代dai光guang譜pu成cheng像xiang係xi統tong,解jie決jue目mu前qian行xing業ye應ying用yong中zhong的de眾zhong多duo瓶ping頸jing問wen題ti,又you解jie決jue目mu前qian行xing業ye應ying用yong中zhong的de眾zhong多duo瓶ping頸jing問wen題ti。結jie合he多duo年nian來lai的de產chan品pin開kai發fa經jing驗yan和he在zai各ge行xing業ye中zhong的de應ying用yong成cheng果guo,針zhen對dui硬ying件jian係xi統tong、軟件采集控製模組、高效/全麵的數據分析處理模組等進行了全方位的優化升級。
RT係列光譜儀是一種以新型模式的光柵為分光元件的成像光譜儀;通過將這種成像光譜儀附加到麵陣列探測器上,通過掃描獲得目標物的影像及其連續的光譜信息。
RT xiliechengxiangguangpuyi,caiyonggaojichengdudejixiesheji,peihejueduideyingxiangxiuzhengguangxuesheji,zhenzhengkeshixianwuguangxuexiangchadechengxiang,tongshishejizhongkaolvzuijiadeguangtongxiaolv,jimanzushiyanshideshiyongxingneng,tongshiyenenggoumanzugongyezaixiandechangqishiyongdewendingxingxuqiu。
RT係xi列lie成cheng像xiang光guang譜pu儀yi的de入ru射she端duan采cai用yong狹xia縫feng設she計ji,並bing采cai用yong獨du創chuang的de全quan密mi封feng式shi設she計ji,可ke保bao證zheng在zai實shi際ji使shi用yong中zhong不bu會hui因yin為wei環huan境jing的de灰hui塵chen等deng影ying響xiang光guang譜pu儀yi的de內nei部bu光guang學xue元yuan件jian,確que保bao儀yi器qi的de長chang期qi正zheng常chang使shi用yong;出射端采用標準的C 型接口或U 型接口,可與各種標準C 型或U 型麵陣列相機直接接配。
• 采用SCMOS芯片作為信號探測單元,SCMOS以CCD結構為基底,每一列像元又連接著各自的兩個放大器以及A/D轉換電路;
• SCMOS不僅有CCD讀出噪聲低,靈敏度高的成像優勢,還有CMOS高速的讀出速度,速度可以達到K級別;
• 任意ROI窗口設置,支持Skipping應用;

圖1 SCMOS探測器
• 光譜儀采用同軸管狀光學結構設計,規避離軸部件間帶來的偏差;
• 光譜儀避免偏振效應;fansheshiguangzhayouyubiaomianbixudujinshufanshemo,bukebimiandezaochengbutongpianzhenduguangxiandeyanshexiaolvbutong。zhezhongpianzhenxiaoyingdecunzaihuizaochengceshimubiaofanshelvbiaodingdewucha,ercaiyongtousheyuanjianzekeyouxiaobimianpianzhenxiaoyingdeyingxiang;
• 消除反射鏡組色差;
• 高數值孔徑,實現高通量;
• 高衍射效率的透射式光柵;
• 透射式光柵無偏振效應;透射式成像係統不存在離軸像差,成像質量更高,係統設計與調校也更方便;
• 短焦距透射成像能實現像差的幾何修正;
• 高通量的結構設計可滿足微光信號檢測;
• 具備連接幾何校正的成像鏡頭;
• 機(ji)械(xie)推(tui)掃(sao)方(fang)式(shi),相(xiang)機(ji)與(yu)位(wei)移(yi)機(ji)構(gou)的(de)同(tong)步(bu)時(shi)序(xu)控(kong)製(zhi)。在(zai)保(bao)證(zheng)快(kuai)速(su)掃(sao)描(miao)下(xia)得(de)到(dao)精(jing)確(que)無(wu)變(bian)形(xing)的(de)光(guang)譜(pu)影(ying)像(xiang)數(shu)據(ju),需(xu)將(jiang)位(wei)移(yi)機(ji)構(gou)的(de)位(wei)置(zhi)與(yu)相(xiang)機(ji)進(jin)行(xing)精(jing)確(que)同(tong)步(bu);
• 光譜可任意設置:選擇感興趣波段實現高速采集;
• 光譜采樣間隔可以設置;
• ROI窗口設置,支持波段Skipping抽行應用;
• 高/中/低增益模式設置;
• 支持高幀頻應用采集;
• 內置快門;
• 可自定義選取感興趣波長範圍;
• 光譜通道數可選;
• 可實現任意波長範圍內的光譜通道數量設置;
• 可通過設置波段數量來提升采集幀速;
• 每組數據可獨立存儲,通過軟件實現一鍵式反射率校準;
• 可實現單獨、批量數據處理的處理;
• 通過輸入相應模型,可實時輸出反演結果;


圖2 RT係列高光譜相機(非製冷)

可與GaiaSorter、GaiaTracer、GaiaMicro、RootSpectra-VNIR係統進行搭配使用;
測試植物表型、絕緣體材料、大麵積煙草煙葉等體積較大的目標時,標準的暗箱無法滿足應用,為此設計定製版本的平台來滿足用戶的實際需求。簡易平台可以搭載“ image-λ”係列的高光譜相機並配合不同尺寸的精密電控平台來實現高光譜數據影像的獲取,也可以兼容 “GaiaField”係列高光譜相機,利用 GF 內置推掃結構或與外置電控平台分別實現掃描成像的應用 ( 分別對應 :相機移動、樣品移動 )。為用戶提供了“一機多用”的開放式平台,節約了成本,提升了效率。
樣品移動時,確保狹縫對應目標照射區域 ( 線 ) 的光照均勻 ;測試液體時,容易晃動 ;
相機移動時,確保相機所采集區域 ( 麵 ) 的光照均勻;無晃動 ;拍攝區域受限 ;

圖 定製暗箱係統(樣品移動)

圖 定製暗箱係統(相機移動)
對dui需xu要yao在zai完wan全quan密mi閉bi的de環huan境jing下xia進jin行xing測ce試shi的de樣yang品pin而er言yan,高gao光guang譜pu暗an箱xiang提ti供gong了le非fei常chang好hao的de全quan光guang譜pu波bo段duan的de勻yun化hua光guang源yuan,以yi及ji精jing密mi的de電dian控kong掃sao描miao機ji構gou,大da尺chi寸cun、可升降式的樣品台。係統可兼容我司的 Image-λ 係列、GaiaField 係列產品。如用戶對研究對象進行熒光高光譜研究,本暗箱兼容並預留相應的模塊來滿足熒光高光譜成像、普通 RGB、鍍膜式相機等成像的目的。針對不同的用戶群體,實現硬件模塊化、功能多樣化。

圖 高光譜暗箱
GaiaSorter “蓋亞”係統高光譜分選係統針對不同的應用需求,需要考慮不同的光源(麵光源、穹頂光源、透射光源),請按照實際應用需求進行選配,以便達到最佳
效果。
同時,標準暗箱可選用不同波段的 LED、白光 LED、紫外燈等作為照明光源、詳細方案可與我司聯係。標準DB 暗箱不支持穹頂光源。
·果蔬的水分、糖酸度、機械損傷、碰傷、內部腐敗、變質、蟲害以及肉類等畜產品的外物汙染、殘留骨頭分選
·果蔬的顏色、形狀、大小等的分選
·批量的異物檢測(茶葉、糧食、食用油、醫藥等)
·可用於塑料、垃圾、礦石、木材等分選、精選
·藝術品檢測
·離線、在線機台相結合
·植物表型監測

RootSpectra-VNIR高光譜根係成像儀暗箱方案

圖 高光譜根係成像儀暗箱


數據部分中兩高光譜相機均選用25mm鏡頭 ,保證視場角一致性。相機采用線掃模式,上下掃描,通過穹頂光源掃描根盒數據。

RootSpectra-VNIR高光譜根係成像儀掃描下根係效果,根盒麵積為30cm*100cm下,光譜相機距離掃描麵距離為48cm;400-1000nm掃描像素 1600像素,在304光譜通道數下,局部放大後效果如圖所示;

專用光學玻璃透射曲線


400-1000nm根部高光譜數據實測值
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