(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210562517.4 (22)申请日 2022.05.23 (71)申请人 海南聚能科技创新研究院有限公司 地址 571152 海南省海口市秀英区狮子岭 工业园光伏北路18号 (72)发明人 符坚　邢青涛　陈汉德　徐佳　 宁志强　符智豪　吴锦华　黄修彩　 林正玺　 (51)Int.Cl. G01N 21/359(2014.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种多探 头红外光谱仪 (57)摘要 本发明公开了一种多探头红外光谱仪， 包括 系统电源供电电路模块和依次电连接的光谱传 感器探头电路模块、 ADC采样电路模块、 DAC电压 输出电路模块； 所述系统电源供电电路模块为所 述ADC采样电路模块、 DAC电压输出电路模块、 光 谱传感器探头电路模块提供工作电压； 所述光谱 传感器探头电路模块的组件包括若干并联的光 谱传感器探头； 所述光谱传感器探头的波段为 1550nm～1850nm， 且内置MEMS ‑FPI可调谐滤波镜 片。 本发明通过将多个光谱传感器探头并联后与 放大电路连接后输出信号， 实现将各光谱探头支 路上的微弱电流信号叠加后再进行放大， 从而使 得该光谱仪能够检测含量更低的成分， 相较于单 探头光谱仪， 具有检测精度高、 抗干扰能力强等 特点。 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 CN 114858749 A 2022.08.05 CN 114858749 A 1.一种多探头红外光谱仪， 其特征在于， 包括系统电源供电电路模块和依次电连接的 光谱传感器探头电路模块、 AD C采样电路模块、 DAC电压输出电路模块； 所述系统电源 供电电 路模块为所述ADC采样电路模块、 DAC电压输出电路模块、 光谱传感器探头电路模块提供工 作电压； 所述光谱传感器探头电路模块的组件包括若干并联的光谱传感器探头； 所述光谱 传感器探 头的波段为15 50nm～185 0nm， 且内置 MEMS‑FPI可调谐滤波镜片。 2.根据权利要求1所述的一种 多探头红外光谱仪， 其特征在于， 所述系统电源供电电路 模块采用搭载AP2104B的DC/DC芯片的电路模块和搭载HX3608的DC/DC芯片的电路模块组 成； AP2104B的DC/DC芯片电路模块提供恒定的5V输出电压； HX3608的DC/DC芯片电路模块由 电流模式PWM控制环路、 误差放大器、 斜波补偿电路、 比较器和功 率开关模块组成， 提供恒定 的15V输出电压 。 3.根据权利要求1或2所述的一种 多探头红外光谱仪， 其特征在于， 所述ADC采样电路模 块包括采样精密运算放大器和ADC采样芯片； 所述采样精密运算放大器包括跨阻放大器和 采样同相比例放大器； 所述光谱传感器探头电路、 跨阻放大器、 采样同相比例放大器、 AD C采 样芯片依次电连接 。 4.根据权利要求3所述的一种 多探头红外光谱仪， 其特征在于， 所述采样精密运算放大 器的型号 为OPA2192。 5.根据权利要求3所述的一种多探头红外光谱仪， 其特征在于， 所述ADC采样芯片的型 号为AD7699。 6.根据权利要求3所述的一种多探头红外光谱仪， 其特征在于， 所述DAC电压输出电路 模块包括DAC输出芯片和输出精密运算放大器； 所述输出精密运算放大器包括电压跟随器 和输出同相比例放大器； 所述AD C采样芯片、 DAC输出芯片、 电压跟随器和输出同相比例放大 器依次电连接 。 7.根据权利要求6所述的一种 多探头红外光谱仪， 其特征在于， 所述电压跟随器的芯片 型号为LTC2057； 所述输出同相比例放大器的芯片型号 为LTC2057HV。 8.根据权利要求6所述的一种多探头红外光谱仪， 其特征在于， 所述DAC输出芯片采用 AD5541芯片， 为具有5 0MHz SPI接口的单电源工作的16位DAC芯片。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114858749 A 2一种多探头红外光谱 仪 技术领域 [0001]本发明涉及一种红外光谱仪， 尤其涉及一种多探 头红外光谱仪 。 背景技术 [0002]近红外光谱是介 于可见光(Vis)和中红外(MIR)之间的电磁辐射波， 美国材料检测 协会(ASTM)将 近红外光谱区定义为780 ‑2526nm的区域， 是人们在吸收光谱中发现的第一个 非可见光区。 近红外光谱区与有机分子中含氢基团(O ‑H、 N‑H、 C‑H)振动的合频和各级倍频 的吸收区一致， 通过扫描样品的近红外光谱， 可以得到样品中有机分子含氢基团的特征信 息， 而且利用近红外光谱技术分析样品具有方便、 快速、 高效、 准确和成本较低， 不破坏样 品， 不消耗化学试剂， 不污染环 境等优点， 因此该技术受到越来越多 人的青睐。 目前， 近红外 光谱广泛应用于食品检测、 化学成分检测等领域。 [0003]然而， 目前针对近红外光线的检测， 单个探头在使用的过程中， 当待检测成分含量 较低时， 此时探 头的电信号会非常微弱， 导 致采样时采不出信号。 发明内容 [0004]本发明公开了一种多探头红外光谱仪， 通过将多个光谱传感器探头并联后与放大 电路连接后输出信号， 实现将各光谱探头支路上 的微弱电流信号叠加后再进行放大， 从而 使得该光谱仪能够检测含量更低的成分， 相较于单探头光谱仪， 具有检测精度高、 抗干扰能 力强等特点。 [0005]一种多探头红外光谱仪， 包括系统电源供电电路模块和依次电连接的光谱传感器 探头电路模块、 ADC采样电路模块、 DAC电压输出电路模块； 所述系统电源 供电电路模块为所 述ADC采样电路模块、 DAC电压输出电路模块、 光谱传感器探头电路模块提供工作电压； 所述 光谱传感器探头电路模块的组件包括若干并联的光谱传感器探头； 所述光谱传感器探头的 波段为1550nm～1850nm， 且内置MEMS ‑FPI(法布里 ‑珀罗干涉仪)可调谐滤波镜片。 该光谱传 感器探头可以根据电压的不同来调节传输波长的范围， 通过在可调谐滤波片两端施加26V ～38V的电压， 即可采集到1550nm～1850nm范围内的光谱， 相较于目前市面上单一探头的传 感器模组能获得干扰更小、 精度更高的信号。 [0006]更优的， 所述的系统电源供电电路模块采用搭载AP2104B的DC/DC芯片的电路模块 和搭载HX3608的DC/DC芯片的电路模块组成； AP2104B的DC/DC芯片电路模块提供恒定的5V 输出电压； HX3608的DC/DC芯片电路模块由电流模式PWM控制环路、 误差放大器、 斜波补偿电 路、 比较器和功率开关模块组成， 提供恒定的15V输出电压。 AP2104B此电源芯片是一个具备 低噪声、 恒定开关频率(400kHz)的电容式电压倍增器。 输入2.7至5.5V， 产生恒定的5V输出 电压， 最大输出电流能达到250mA。 本电路采用新的电荷泵架构， 保证零负载情况下工作在 恒定的开关频率， 并同时减少输入和输出纹波。 该电路具有热保护功能， 能承受从VOUT到 GND的持续短路。 内置的软启动电路能防止启动时产生过大的浪涌电流。 HX3608是一款微小 型、 高效率、 升压型DC/DC调整器， 电路由电流模式PWM控制环路、 误差放大器、 斜波补偿电说　明　书 1/3 页 3 CN 114858749 A 3