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高光譜成像儀技術(shù)原理及結(jié)構(gòu)

來源：賽斯拜克 發(fā)表時間：2023-06-15 瀏覽量：612 作者：awei

高光譜成像技術(shù)是基于非常多窄波段的影像數(shù)據(jù)技術(shù)，它將成像技術(shù)與光譜技術(shù)相結(jié)合，探測目標的二維幾何空間及一維光譜信息，獲取高光譜分辨率的連續(xù)、窄波段的圖像數(shù)據(jù)。高光譜成像技術(shù)發(fā)展迅速，常見的包括光柵分光、聲光可調(diào)諧濾波分光、棱鏡分光、芯片鍍膜等。

高光譜成像儀是一種用于物理學領(lǐng)域的分析儀器，于2016年01月04日啟用。高光譜成像儀配置標準的信號采集軟件，可進行高光譜影像及光譜數(shù)據(jù)的采集和簡單處理，可實時獲取樣品光譜及影像信息，將掃描結(jié)果存儲為圖像、表格等各種格式，數(shù)據(jù)可以被多種第三方專業(yè)的數(shù)據(jù)分析軟件調(diào)用，極大的擴展了儀器的使用范圍。廣泛應用于工業(yè)分選、精準農(nóng)業(yè)、色差檢測、食品檢測、醫(yī)學制藥、文物保護、刑偵檢測、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。

  • 中文名

  • 高光譜成像儀

  • 外文名

  • hyperspectral imager

  • 用    途

  • 無損檢測

  • 產(chǎn)    地

  • 中國

  • 學科領(lǐng)域

  • 物理學

  • 啟用日期

  • 2016年01月04日

  • 所屬類別

  • 分析儀器 > 光譜儀器 > 光譜成像儀

目錄

  1. 1 技術(shù)原理

  2. 2 技術(shù)指標

  3. 3 主要功能

  4. 4 技術(shù)應用

  5. 5 主要優(yōu)勢

技術(shù)原理


高光譜成像技術(shù)是基于非常多窄波段的影像數(shù)據(jù)技術(shù)，它將成像技術(shù)與光譜技術(shù)相結(jié)合，探測目標的二維幾何空間及一維光譜信息，獲取高光譜分辨率的連續(xù)、窄波段的圖像數(shù)據(jù)。高光譜成像技術(shù)發(fā)展迅速，常見的包括光柵分光、聲光可調(diào)諧濾波分光、棱鏡分光、芯片鍍膜等。
1686823610801605.jpg高光譜成像儀

技術(shù)指標


波長覆蓋范圍：400nm~1700nm；5nm(1000nm~1700nm)。 

主要功能


將成像技術(shù)與光譜技術(shù)相結(jié)合，探測目標的二維幾何空間及一維光譜信息。 

技術(shù)應用


主要功能是測量地表植被、農(nóng)作物、土壤、巖石、水體等地物光譜，主要應用領(lǐng)域為農(nóng)業(yè)遙感和精準農(nóng)業(yè)、林業(yè)研究和水體遙感、地質(zhì)勘察、礦產(chǎn)勘探及開采、食品及藥品質(zhì)量檢測及品質(zhì)鑒定。

主要優(yōu)勢


高光譜成像儀具有快速的數(shù)據(jù)采集和處理能力。高光譜相機采用連續(xù)掃描的方式獲取光譜數(shù)據(jù)，具有較快的數(shù)據(jù)采集速度。這對于無損檢測來說非常重要，特別是在實時監(jiān)測和快速檢測的場景下。高光譜相機可以實時獲取大量的光譜數(shù)據(jù)，并通過快速的數(shù)據(jù)處理算法進行分析和判讀。這大大提高了無損檢測的效率和實用性，有助于快速發(fā)現(xiàn)和解決潛在問題。


高光譜成像系統(tǒng)組成部分

光源相機（成像光譜儀+ccd）裝備有圖像采集卡的計算機是高光譜成像技術(shù)的硬件組成，其光譜的覆蓋范圍為200-400nm，400-1000nm，900-1700nm，1000-2500nm。其中光譜相機的主要組成部分為準直鏡，光柵光譜儀，聚焦透鏡以及面陣ccd。

其掃描過程是當ccd探測器在光學焦面的垂直方向上做橫向掃描（x），當橫向的平行光垂直入射到投身光柵是就形成了光柵光譜，這是象元經(jīng)過高光譜儀在ccd上得出的數(shù)據(jù)，它的橫向式x方向上的像素點也就是掃描的象元，它的總想是各象元對應的信息。在檢測系統(tǒng)輸送前進是排列的他測器完成縱向掃面（y）。綜合掃描信息即可得到物體的三圍高光譜數(shù)據(jù)。



技術(shù)參數(shù)

高光譜成像儀
型號SC200SC220SC230SC250
參數(shù)可見光高光譜成像儀可見近紅外高光譜成像儀可見近紅外高光譜成像儀近紅外高光譜成像儀
分光方式透射光柵透射光柵透射光柵透射光柵
光譜范圍400-700nm400-1000nm400-1000nm900-1700nm
光譜波段數(shù)600(1x),300(2x),150(4x)1200(1x),600(2x),300(4x)1100(1x),550(2x),275(4x)256
光譜分辨率優(yōu)于2.5nm優(yōu)于2.5nm優(yōu)于2.5nm優(yōu)于6nm
狹縫寬度25μm25μm20μm30μm
透射效率>60%>60%>60%>60%
F數(shù)F/2.6F/2.6F/2.6F/2.0
探測器CMOSCMOSCMOSInGaAs
空間像素數(shù)1920(1x),960(2x),480(4x)1920(1x),960(2x),480(4x)1600(1x),800(2x),400(4x)320
像素尺寸5.86 μm5.86 μm9 μm30 μm
有效像素位深12bits12bits12bits14 bits
標配鏡頭焦距25mm25mm25mm25mm
工作距離200mm-∞200mm-∞200mm-∞200mm-∞
縱向視場角（FOV）＞25°＞25°＞25°＞21°
圖像分辨率1920*19201920*19201600*1600320*320
采集速度≤15s≤15s≤10s≤5s
雜散光＜0.5%＜0.5%＜0.5%＜0.5%
數(shù)據(jù)接口USB 3.0USB 3.0USB 3.0GigE
鏡頭接口C-MountC-MountC-MountC-Mount
可選焦距8mm/16mm/25mm/35mm8mm/16mm/25mm/35mm8mm/16mm/25mm/35mm8mm/16mm/25mm/35mm
供電方式內(nèi)置電池，外接電源內(nèi)置電池，外接電源內(nèi)置電池，外接電源內(nèi)置電池，外接電源
輔助成像內(nèi)置輔助相機，實現(xiàn)對掃描區(qū)域的監(jiān)控內(nèi)置輔助相機，實現(xiàn)對掃描區(qū)域的監(jiān)控內(nèi)置輔助相機，實現(xiàn)對掃描區(qū)域的監(jiān)控內(nèi)置輔助相機，實現(xiàn)對掃描區(qū)域的監(jiān)控
重量小于4kg小于4kg小于4kg小于7kg
尺寸

長（不含鏡頭）*寬*高（不含腳墊）

297*156*126mm

長（不含鏡頭）*寬*高（不含腳墊）

297*156*126mm

長（不含鏡頭）*寬*高（不含腳墊）

297*156*126mm

長（不含鏡頭）*寬*高（不含腳墊）

297*156*126mm

工作溫度‘0-40℃‘0-40℃‘0-40℃‘0-40℃
存儲溫度‘0-50℃‘0-50℃‘0-50℃‘0-50℃
軟件采集軟件+SDK采集軟件+SDK采集軟件+SDK采集軟件+SDK
包裝定制包裝箱定制包裝箱定制包裝箱定制包裝箱


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