触控式微型高光谱仪

1.本实用新型属于光谱技术领域，涉及一种光谱仪，尤其涉及一种触控式微型高光谱仪。


背景技术：

2.光谱仪在食品和日常生活领域的应用越来越广泛，例如食品安全监测，对农药残留、化学添加剂超标检测；婴幼儿服装、食品、玩具等染色剂、荧光剂超标等等方面进行检测。传统光谱仪多采用长方体设计，空间利用率不高，只能牺牲光谱仪的体积来保证其功能，导致光谱仪体积偏大，不方便携带。
3.另外，在光谱检测领域，传统的光谱仪只能检测，再将检测数据传输至电脑处理无法实时观测光谱数据及检测结果，缺少能用于人们日常生活用品检测的微型高光谱仪。
4.传统的光谱仪实用范围小，采取单一的电源接口，供电方式单一，无法满足普适性的需求，这种光谱仪多用于工业生产及实验数据测试等固定场所，无法在日常生活中使用。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种方便、体积小、适应性强、随时检测并现场显示光谱数据及检测结果的触控式微型高光谱仪。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
7.一种触控式微型高光谱仪，包括光谱仪外壳，所述外壳内设有接收光信号的光谱传感器、用于将光信号转换成可视二维图像的传感器板组件、用于将可视二维图像转换成光谱信息并处理该光谱信息的核心板组件、用于信息传输的接口板组件、用于供电的电源，所述接口板组件、核心板组件与传感器板组件并列固定在外壳内以形成扁平的整体结构，且所述外壳上设有用于显示光谱信息的触控液晶屏。
8.进一步地，所述的触控式微型高光谱仪中，优选所述所述接口板组件、核心板组件、传感器板组件相互平行设置，且所述核心板组件固定在接口板组件上，所述接口板组件和传感器组件分别固定在外壳内壁上。
9.进一步地，所述的触控式微型高光谱仪中，优选所述所述接口板组件、核心板组件、传感器板组件相互平行设置，且所述核心板组件、传感器板组件、接口板组件通过连接件将三者一起固定在外壳内壁上。
10.进一步地，所述的触控式微型高光谱仪中，优选所述外壳包括可拆卸固定在一起的面板和后盖板，所述光谱传感器设置在面板上，触控液晶屏设置在后盖板上。
11.进一步地，所述的触控式微型高光谱仪中，优选所述所述面板或/和后盖板的端面设有至少一个连接接口。
12.进一步地，所述的触控式微型高光谱仪中，优选所述所述面板或/和后盖板设有控制按键和开关。
13.进一步地，所述的触控式微型高光谱仪中，优选所述所述接口板组件包括无线传
输单元或/和有线传输单元，所述外壳设有用于无线传输单元通讯连接的sma天线。
14.进一步地，所述的触控式微型高光谱仪中，优选所述所述核心板组件包括主控制器、光谱信息处理模块和图像信息处理模块，所述主控制器与接口板组件、光谱传感器之间电连接，主控制器控制接口板组件、光谱信息处理模块、图像信息处理模块、光谱传感器的工作。
15.进一步地，所述的触控式微型高光谱仪中，优选所述传感器板组件包括cmos芯片，所述cmos芯片的感光面的各像素上沉积有马赛克块滤光膜。
16.本实用新型可增加光谱检测的适用性，有利于改善传统光谱仪使用时对环境要求苛刻的缺点，并且本实用性光谱仪体积小，便于携带，可实现在日常生活中对食品及生活用品等进行常规的光谱检测，通过触控液晶屏能够实时观测到光谱图像与检测结果。
附图说明
17.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
18.图1是本实用新型实施例的立体图；
19.图2是本实用新型实施例的另一方向的立体图；
20.图3是本实用新型实施例的爆炸图。
具体实施方式
21.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
22.部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
23.术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置是基于附图所示的方位或位置。
24.术语“轴向”、“径向”是以整个装置或部件的长度方向为“轴向”，垂直于轴向的方向为“径向”。
[0025]“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0026]
上述术语仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。
[0027]
如图1-3所示，一种触控式微型高光谱仪，包括光谱仪外壳100，所述外壳100内设有接收光信号的光谱传感器600、用于将光信号转换成可视二维图像的传感器板组件400、用于将可视二维图像转换成光谱信息并处理该光谱信息的核心板组件300、用于信息传输的接口板组件200、用于供电的电源(图中未示出)，所述接口板组件200、核心板组件300与传感器板组件400并列固定在外壳100内以形成扁平的整体结构，且所述外壳100上设有用于显示光谱信息的触控液晶屏500。采用触控液晶屏500，可直接现场进行操作和显示，非常方便。核心板组件300控制光谱传感器600采集检测对象相应的光信号，传感器板组件400将光信号转换成可视二维图像，并将其传输给核心板组件300转换成光谱信息，并处理该光谱信息，处理后的光谱信息和二维图像可以在触控液晶屏500中显示。
[0028]
如图3所示，本实用新型将器件分为三个部分，分别设置了接口板组件200、核心板
组件300和传感器板组件400，并将三块板呈并列方式设置，节省了容置空间的体积，相应也减少了光谱仪的体积。并列设置方式有多种，可以是相互平行，也可以不平行，根据空间设置，其中接口板组件200为面积最大的板，其决定光谱仪外观长度和宽度，核心板组件300和传感器板组件400面积较小，可以排布在接口板组件200一侧或两侧。接口板组件200、核心板组件300和传感器板组件400之间通过插接口插接进行通信连接，也可以通过连接板进行通信连接。
[0029]
根据排布方式不同，可以采用以下实施方式：第一种是所述所述接口板组件200、核心板组件300、传感器板组件400相互平行设置，且所述核心板组件300固定在接口板组件200上，所述接口板组件200固定在外壳100内壁上。即接口板组件200的板体、核心板组件300的板体均设置有安装孔700，接口板组件200的板体及核心板组件300的板体通过连接件310穿入安装孔700，将核心板组件300固定在接口板组件200上，接口板组件200固定在外壳100上。传感器板组件400通过连接件310固定在外壳100内壁上。连接件310可以选择连接柱，通过螺钉固定。
[0030]
核心板组件300和传感器板组件400可以并排设置，也可以前后设置，还可以设置在接口板组件200两侧，为了降低光谱仪整体厚度，优选核心板组件300和传感器板组件400并排设置。
[0031]
第二种实施方式为：所述所述接口板组件200、核心板组件300、传感器板组件400相互平行设置，且所述核心板组件300、传感器板组件400、接口板组件200通过连接件将三者一起固定在外壳100内壁上。即核心板组件300、传感器板组件400、接口板组件200前后平行排布，三者都分别开有安装孔700，通过连接件310将三者一起固定在外壳100内壁上。连接件310可以选择连接柱，通过螺钉固定。
[0032]
为了器件散热，核心板组件300、传感器板组件400、接口板组件200之间留有散热通道或散热空间。优选可以设置散热风扇对器件进行散热。
[0033]
如图1-3所示，所述外壳100包括可拆卸固定在面板110和后盖板120，所述面板110或/和后盖板120的端面设有至少一个连接接口220。连接接口220用于通讯连接，至少包括网口、usb接口、串口中的至少一种。连接接口220设置在外壳100的端面，即设置面板110、后盖板120中的端面上。除此之外，还可以设置在面板110或/和后盖板120的板面上。
[0034]
所述光谱传感器600设置在面板110上，触控液晶屏500设置在后盖板120上。面板110和后盖板120二者之间可以通过螺接、紧配合扣接、凹凸插接等各种可拆卸固定方式进行固定。
[0035]
所述接口板组件200包括板体、板体上设有的无线传输单元或/和有线传输单元，所述外壳100设有用于无线传输单元通讯连接的sma天线210。其中，无线传输单元包括蓝牙模块、wifi模块、4g-5g网络通信模块。所述面板110或/和后盖板120设有控制按键101和开关102。接口板组件200与控制光谱仪工作的各个控制按键101和开关102、连接接口220，连接接口220包括传输光谱数据接口的有线传输模块(usb接口)、传输光谱数据接口的无线传输模块(网口)、提供电源的接口等，或者上述控制按键101、开关102以及连接接口220直接连接在接口板组件200的板体上。
[0036]
所述核心板组件300包括板体，板体上设有主控制器、光谱信息处理模块和图像信息处理模块，所述主控制器与接口板组件200、光谱信息处理模块、图像信息处理模块、光谱
传感器600之间电连接，主控制器控制接口板组件200、光谱信息处理模块、图像信息处理模块、光谱传感器600的工作。其中，主控制器、光谱信息处理模块和图像信息处理模块集成在一起，可以选择zynq ultrascale mpsoc ev系列芯片，分为处理器部分ps(processing system)和逻辑部分pl(programmable logic)，处理器部分除了各种arm核之外，还有gpu、ddr控制器，当然也集成了我们常见的外设dma、watch dog和各种各种常见的高速接口。pl部分是处理计算、高速连接和io。ps和pl部分各自集成了一个10bit的adc来进行系统监测，称之为system monitor。
[0037]
核心板组件300上除了上述结构外，还可以设置与主控制器连接的存储器，用于存储检测的二维图像信息和二维光谱信息、以及处理上述信息的检测结果，还可以存储各种系统程序和应用程序。存储器可以选择emmc存储器、ddr3存储器、nor flash存储器、eeprom存储器等。
[0038]
所述传感器板组件400包括cmos芯片，所述cmos芯片的感光面的各像素上沉积有马赛克块滤光膜。通过上述结构可以形成多个通道的光谱带，可以避免搭建复杂光学通路，大大减少光谱仪体积。
[0039]
本实用新型的电源可以采用电池，所述电池设置在外壳内，也可以通过连接接口连接外部电源。