一种带照明和指示光的光谱采集器

摘要

本发明公开了一种带照明和指示光的光谱采集器，其结构为：显微物镜和光纤准直镜的光轴重合，光纤束的合束端与光纤准直镜连接在一起，光纤束的一端包括三个分束端，分别与LED光源、光谱仪和半导体激光器连接在一起；工业相机与显微物镜同轴或旁轴布置，以采集等离子体发射的可见光光谱信号，LED光源、光谱仪、半导体激光器和工业相机均与计算机相连接。本发明指示光斑的尺寸为微米量级，以保证采集器的对准精度和光谱采集效率，并为机器视觉提供照明光源，实现机器视觉辅助对准技术，使本发明可以实现机器视觉辅助的光谱采集器与等离子体光谱采集点的精确对准，达到最佳光谱采集效率。

主权项

一种光谱采集器，其特征在于，它包括显微物镜、光纤准直镜、光纤束、半导体激光器、LED光源、工业相机、计算机和光谱仪，共同实现照明、指示和采集三种功能；显微物镜和光纤准直镜的光轴重合，光纤束的合束端与光纤准直镜连接在一起，光纤束的一端包括三个分束端，第一分束端与LED光源连接在一起，第二分束端与光谱仪连接在一起，第三分束端与半导体激光器连接在一起；工业相机与显微物镜同轴或旁轴布置，用于采集等离子体火焰发射的可见光光谱信号；LED光源、光谱仪、半导体激光器和工业相机均与计算机相连接。2. 根据权利要求1所述的光谱采集器，其特征在于，工业相机的光轴与显微物镜的光轴的夹角为30‑60度，且工业相机的物方平面与显微物镜的聚焦平面的交点应与显微物镜和工业相机的光轴交点重合。3. 根据权利要求1所述的光谱采集器，其特征在于，该光谱采集器还包括反射镜，所述显微物镜、反射镜和光纤准直镜依次位于同一竖直光路上，反射镜为分光镜，反射镜的反射面与显微物镜和光纤准直镜的光轴成45度角，工业相机位于反射镜的反射光路上。4. 根据权利要求3所述的光谱采集器，其特征在于，所述反射镜的分光比为10：90 ‑ 50：50。5. 根据权利要求1至4中任一所述的光谱采集器，其特征在于，显微物镜的数值孔径为0.13、0.25、0.4、0.5或0.77。6. 根据权利要求1至4中任一所述的光谱采集器，其特征在于，所述光纤束包含九根不同芯径的光纤，九根光纤以圆形排列或层叠式均匀分布。7. 根据权利要求1至4中任一所述的光谱采集器，其特征在于，第一分束端包含四根多模石英光纤，光纤束的第二分束端包含一根多模石英光纤，第三分束端包含四根的单模石英光纤。8. 根据权利要求7任一所述的光谱采集器，其特征在于，第一至第三分束端内光纤芯径均为50μm‑900μm。9. 根据权利要求7所述的光谱采集器，其特征在于，第一分束端内的光纤芯径为550μm，第二分束端内的光纤芯径为200μm，第三分束端内的光纤芯径为50 μm。10. 根据权利要求9中任一所述的光谱采集器，其特征在于，显微物镜的数值孔径值为0.4，焦距为10mm，工作距离为6mm，反射镜的分光比为30:70。