[发明专利]一种基于数字微镜的多光谱测温装置

权利要求书

1.一种基于数字微镜的多光谱测温装置，其特征在于包括光学探测单元（1）、光纤转接法兰（2）、DMD光谱仪（3）、上位机（4）、第一入射光纤（5）及第二入射光纤（6）；

所述的光学探测单元（1）为不锈钢材质，采用三段结构设计；第一入射光纤头部（13）与压块（12）由螺纹连接，聚焦透镜（14）夹在第一入射光纤头部（13）与压块（12）中；压块（12）与连接块（8）由螺纹连接，上下垫有石墨垫圈（10）的蓝宝石台阶窗片（9）和压块连接件（11）夹在压块（12）与连接块（8）中；垫有金属垫圈（7）的连接块（8）与样品管（15）上的平凸台由螺纹连接；光学探测单元（1）的前端由蓝宝石台阶窗片（9）与燃烧和爆炸现场直接接触；

所述的DMD光谱仪（3），包括依次连接的狭缝－光阑组件（16）、准直透镜－长波通滤光片组件（17）、光栅组件（18）、成像透镜（19）、DMD（20）、DMD控制系统（21）、聚焦透镜（22）及单点探测器（23），其中：

第二入射光纤（6）通过螺纹固定连接在DMD光谱仪箱体（24）上，对正其与狭缝－光阑组件（16）的位置；狭缝采用光刻方式精密加工，装调时，狭缝通过自身的定位孔定位在框架上，利用压片固定，狭缝后面设有光阑；

准直透镜－长波通滤光片组件（17）中的准直透镜与成像透镜（19）均为非球面，镀有双面增透膜；上述两个非球面透镜通过隔圈和压环安装固定在镜筒中，镜筒底座上有长销孔，在非球面透镜与压环间有弹簧隔圈，镜筒上开有注胶孔；准直透镜后面设有长波通滤光片，滤光片安装时与准直透镜有夹角，用定位螺栓定位和固定，滤光片利用弹性压环固定；

光栅组件（18）采用反射式刻线光栅，镀铝膜，其表层刻出平行刻线，确定光栅常数及工作波段内反射率；光栅组件（18）在DMD光谱仪箱体（24）内的位置与光轴偏转的角度可微调；光栅组件（18）固定在安装座上；

DMD（20）根据工作波段、光谱区域和分辨率要求配置微镜，微镜在静电驱动电路作用下可以绕对称轴偏转为开或关状态；DMD（20）与DMD控制系统（21）均固定在底座上，通过对底座的调整来实现DMD（20）的位置调整；DMD（20）具有编码信号控制、图案存储、串口接口功能；经过DMD（20）波长选通之后的光由聚焦透镜（22）聚焦在单点探测器（23）上；DMD光谱仪（3）各组件装调完毕后，通过定位销钉和高强度螺钉定位、固定在底板上；所有内部结构件均做染黑处理，镜筒内部车有消光螺纹；DMD光谱仪箱体（24）采用台阶式配合方式；

所述的上位机（4），核心器件为高速光谱并行处理电路，包括前置放大及信号调理阵列（25）和数据采集处理模块（26）；由前置放大及信号调理阵列（25）实现对单点探测器（23）弱电流的I－V转换、放大及滤波处理，得到高信噪比的无失真光谱强度信号；数据采集处理模块（26）实现光谱模拟信号的AD转换、数据采集、汇总、存储及读出；

所述DMD光谱仪（3）集成于DMD光谱仪箱体（24）内部，上位机（4）的核心器件高速光谱并行处理电路集成于上位机箱体内，光学探测单元（1）外置，与燃烧和爆炸现场直接接触，由光纤转接法兰（2）转接的第一入射光纤（5）和第二入射光纤（6）与DMD光谱仪连接。