一种物质鉴别仪及物联网制造技术

本实用新型专利技术属于光学分析仪器领域，提供了一种物质鉴别仪及物联网，物质鉴别仪包括PC或嵌入式计算机系统、多光谱光源、滤光片、成像探测器、控制系统以及软件，物质鉴别仪操作是利用软件通过控制系统来实现的，所以此软件的部分功能与硬件模块基本重合。本实用新型专利技术利用物质的光谱探测特性进行物质鉴别，鉴别方法简单，可以实现现场化和大众化的物质鉴别。采用本发明专利技术设计的光谱探测特性物质鉴别仪因其方便使用、价格经济、手持化、现场化和大众化的特点，可广泛用于物质的鉴别，方便实用。

Material identification instrument and network

The utility model belongs to the field of optical instrument analysis, provides a material identification instrument and the Internet of things, material identification instrument including PC or embedded computer system, multi spectral light source, filter, detector, control system and software operation, material identification instrument is the use of software to realize through the control system, so the part function and hardware module this software basic coincidence. The utility model makes use of the spectrum detection characteristic of material to identify the material, and the identification method is simple. The utility model has the advantages of convenient use, price economy, handheld, on-site and popularization, and the utility model can be widely used for identification of materials, and is convenient and practical.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光学分析鉴别领域，具体涉及一种物质鉴别仪及物联网，更具体的说是涉及一种用于物质或商品(如食品、药物和其它日用品等)鉴别与分析的，具有手持化、现场化、大众化、便于使用和价格经济的利用光谱探测特性进行物质鉴别的仪器及其物联网应用等。
技术介绍
目前，物质或商品的鉴别(例如食品和药品等鉴别)，包括物质或商品真伪或一致性是当今世界面临的一个大问题。目前市场上虽然有质谱仪、色谱仪和光谱仪等仪器可用于物质的精确鉴别，但这些仪器或过于昂贵、或过于庞大、或要求非常专业的操纵，而不利于实现手持化、现场化和大众化的物质或商品鉴别。如果能专利技术一种经济、手持化、现场化和大众化的物质或商品鉴别仪器，使得人人皆可能在日常生活中参与物质或商品的鉴别，便可以利用民众的力量并配合政府有关职能部门将假货减少到很低的程度。综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
技术实现思路
针对上述的缺陷，本技术提出了一种物质鉴别仪及物联网，其利用物质的光谱探测特性进行物质鉴别，鉴别方法简单，可以实现现场化和大众化的物质鉴别。本技术提供一种物质鉴别仪，所述物质鉴别仪包括PC或嵌入式计算机系统、多光谱光源、滤光片、成像探测器以及内置于所述物质鉴别仪的控制系统，所述控制系统包括：光源控制模块，用于控制所述多光谱光源的开关以使多光谱光照射被鉴别物质；图像采集模块，包括所述成像探测器及其放大电路，用于采集由所述多光谱光源发出的多光谱光与所述被鉴别物质相互作用而产生的光信号，及获取所述被鉴别物质的光谱探测特性；对比模块，用于依据预定义的判据将所述被鉴别物质的光谱探测特性与已知物质的光谱探测特性进行对比以产生物质鉴别结果。本技术还提供一种包括如上述的物质鉴别仪的物联网，所述物联网还包括：物联网服务器，用于物质鉴别物联网的管理以及与所述物质鉴别仪的通讯；物联网数据库模块，用于建立和管理已知物质光谱探测特性的数据库；该数据库中的数据可以由该物联网所有者、国家有关职能部门、商品生产商或供应商、物质鉴别物联网和物质鉴别仪的使用者提供，以便利用物质鉴别物联网和物质鉴别仪实现现场化和大众化的物质鉴别与相关信息的交流；包括异地用户可以通过物联网与异地使用的本专利技术仪器的用户进行互动通讯交流信息等，便于大众物质鉴别之用；物联网大数据存储模块，用于存储所述物质鉴别仪传递的数据和信息；特别物质分析及鉴别模块，用于鉴别所述物质鉴别仪无法鉴别的物质或进行更细致的物质分析与鉴别；技术支持与服务模块，用于通过物联网向本专利技术物质鉴别仪用户提供技术支持与服务。本技术通过控制多光谱光源照射被鉴别物质，并采集由多光谱光源发出的多光谱光与被鉴别物质相互作用而产生的光信号，获取被鉴别物质的光谱探测特性；依据预定义的判据将被鉴别物质对这些多光谱光的光谱探测特性与已知物质对这些多光谱光的光谱探测特性进行对比以产生物质鉴别结果。其利用物质的光谱探测特性进行物质鉴别，鉴别方法简单，可以实现现场化和大众化的物质鉴别。本技术的PC或嵌入式计算机系统控制带有发射光学系统多光谱光源照射被鉴别物质，带有发射光学系统多光谱光源发出的多光谱光与被鉴别物质相互作用而产生的光被带有成像光学系统的成像探测器成像，使用滤光片以便选取多光谱光与被鉴别物质相互作用而产生的光中特定波长光成像，以便于更好地鉴别物质。同时本技术采用预定义的鉴别判据，调用装机数据库对比已知物质对这些多光谱光的成像特征便可以鉴别物质，包括物质的真伪或一致性。鉴别方法简单，可以实现现场化和大众化的物质鉴别。优选的是，本技术利用多光谱光照射被鉴别物质，因为被鉴别物质表面物理特怔-颜色、光洁度、纹理以及所含物质成分等不同而对不同光谱的光反射有所不同，利用成像探测器将被调制的反射光成像，调用装机数据库(将部分常用已知物质的光谱探测特性做成数据库为鉴别物质的参考，包括复合彩色图像、总光辐射通量和辐照度分布)利用我们定义的鉴别判据对比已知物质对这些多光谱光的成像特征便可以鉴别物质，包括物质的真伪或一致性。优选的是，本技术利用多光谱光照射透明或部分透明被鉴别物质，被鉴别物质对这些照射光中不同光谱吸收不同，利用成像探测器将该透射光成像，调用装机数据库利用我们定义的鉴别判据对比已知物质的透射光成像特征可以鉴别物质，包括物质的真伪或一致性。优选的是，本技术利用多光谱光照射被鉴别物质，被鉴别物质可能被这些照射光激发而发射荧光，利用成像探测器将激发荧光或激发荧光和反射光或透射光的混合光成像，调用装机数据库利用我们定义的鉴别判据对比已知物质的此类激发荧光或激发荧光和反射光或透射光的混合光成像特征做直观对比以鉴别物质，包括物质的真伪或一致性。优选的是，本技术利用多光谱光照射被鉴别物质而发生如拉曼散射等非线性散射，用带有成像光学系统的成像探测器将此等非线性散射光，调用装机数据库利用我们定义的鉴别判据对比已知物质的多光谱光的此等非线性散射光成像特征也可以鉴别物质，包括物质的真伪或一致性。优选的是，本技术还提出利用多光谱光成像的光辐射通量、光谱多光谱光成像的辐照度分布作为鉴别物质的物理判据。本技术的整体技术效果体现在以下方面。(一)在本技术中，利用多光谱光照射被鉴别物质，因为被鉴别物质表面物理特怔-颜色、光洁度、纹理以及所含物质成分等不同而对不同光谱的光反射有所不同，利用成像探测器将该反射光成像，调用装机数据库利用我们定义的鉴别判据对比已知物质对这些多光谱光的成像特征便可以鉴别物质，包括物质的真伪或一致性。(二)在本技术中，利用多光谱光照射透明或部分透明被鉴别物质，被鉴别物质对这些照射光中不同光谱吸收不同，利用成像探测器将该透射光成像，调用装机数据库利用我们定义的鉴别判据对比已知物质的透射光成像特征可以鉴别物质，包括物质的真伪或一致性。(三)在本技术中，利用这些多光谱光照射物质，被鉴别物质可能被这些照射光激发而发荧光，利用成像探测器将物质的激发荧光或激发荧光和反射光或透射光的混合光成像，调用装机数据库利用我们定义的鉴别判据对比已知物质的激发荧光或激发荧光和反射光或透射光的混合光成像特征也可以鉴别物质，包括物质的真伪或一致性。(四)利用多光谱光照射被鉴别物质而发生如拉曼散射等非线性散射，用带有成像光学系统的成像探测器将此类非线性散射光或此类非线性散射光与反射光或透射光的混合光成像，调用装机数据库利用我们定义的鉴别判据对比已知物质的此类非线性散射光或此类非线性散射光和反射光或透射光的混合光成像特征也可以鉴别物质，包括物质的真伪或一致性。(五)在本技术中，也可利用成像探测器成像的光辐射通量作为比较鉴别物质的物理判据。(六)在本技术中，还可利用成像探测器成像的辐照度分布作为比较鉴别物质的物理判据，即将成像分成网格列阵，计算该网格数随辐照度的分布。比较被鉴别物质的此分布与已知物质的此分布以鉴别物质。附图说明图1是本技术的一种物质鉴别仪的示意图；图2是本技术一种实施例中控制系统的的示意图；图3是本技术一种实施例中软件的示意图；图4是本技术一种实施例中软件流程图；图5是本技术一种物质鉴别方法的流程图；图6是本技术中已知物质成像网格示意图；图7是本技术中被鉴别物质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物质鉴别仪，其特征在于，所述物质鉴别仪包括PC或嵌入式计算机系统、多光谱光源、滤光片、成像探测器以及控制系统，所述控制系统包括:光源控制模块，用于控制所述多光谱光源的开关以使多光谱光照射被鉴别物质；图像采集模块，包括所述成像探测器及其放大电路，用于采集由所述多光谱光源发出的多光谱光与所述被鉴别物质相互作用而产生的光信号，及获取所述被鉴别物质的光谱探测特性；对比模块，用于依据预定义的判据将所述被鉴别物质的光谱探测特性与已知物质的光谱探测特性进行对比以产生物质鉴别结果。

【技术特征摘要】
2016.01.25 CN 20161004993621.一种物质鉴别仪，其特征在于，所述物质鉴别仪包括PC或嵌入式计算机系统、多光谱光源、滤光片、成像探测器以及控制系统，所述控制系统包括:光源控制模块，用于控制所述多光谱光源的开关以使多光谱光照射被鉴别物质；图像采集模块，包括所述成像探测器及其放大电路，用于采集由所述多光谱光源发出的多光谱光与所述被鉴别物质相互作用而产生的光信号，及获取所述被鉴别物质的光谱探测特性；对比模块，用于依据预定义的判据将所述被鉴别物质的光谱探测特性与已知物质的光谱探测特性进行对比以产生物质鉴别结果。2.根据权利要求1所述的物质鉴别仪，其特征在于，所述控制系统还包括信号处理模块、数据缓存模块、数据传递模块，显示模块、通讯模块，信号处理模块用于对所采集的图像进行电子信号处理；数据缓存模块用于存储经信号处理后的图像数据；数据传递模块用于将存储的图像数据传送给PC或嵌入式计算机系统并接收PC或嵌入式计算机系统的指令；显示模块用于显示操作指令、图像和鉴别结果；通讯模块用于连接物联网或与异地用户通讯交流信息，包括有线网络接口、WIFI接口和手机接口。3.根据权利要求1所述的物质鉴别仪，其特征在于，所述光源控制模块还用于控制所述多光谱光源中的LED或激光二极管单独开启、部分开启或全部开启；所述多光谱光源由多种LED或激光二极管组合而成，且所述多光谱光源中的LED或激光二极管为分离的光源或由合光系统组合而成为单端输出的光源；所述物质鉴别仪采用单边或多边光源照明，即所述多光谱光源位于带有成像光学系统的成像探测器的一边或多边。4.根据权利要求1所述的物质鉴别仪，其特征在于，所述采集模块还用于获取所述被鉴别物质的光谱图像及其总光辐射通量和辐照度分布。5.根据权利要求4所述的物质鉴别仪，其特征在于，所述成像探测器为带有成像光学系统的黑白成像探测器；所述对比模块还用于将所述被鉴别物质对所述多光谱光经黑白成像探测器获得的黑白图像与已知物质对所述多光谱光经黑白成像探测器获得的黑白图像并列对比以用于人眼直观地鉴别物质。6.根据权利要求4所述的物质鉴别仪，其特征在于，所述系统还包括复合彩色图像产生模块，用于为所述被鉴别物质的光谱图像添加色彩以生成具有便于人眼图形鉴别的对比特征的复合彩色图像；所述对比模块还用于将所述复合彩色图像与已知物质的复合彩色图像进行对比以产生物质鉴别结果。7.根据权利要求6所述的物质鉴别仪，其特征在于，所述复合彩色图像产生模块还用于为获取的已知波长可见光形成的图像，添加RGB彩色以增加利于人眼图像鉴别的对比特征；所述复合彩色图像产生模块还用于为获取的已知波长的非可见光形成的图像，添加非真实彩色以增加利于人眼图形鉴别的对比特征，同时以文字或符号...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑高强，
申请(专利权)人：苑高强，
类型：新型
国别省市：新加坡;SG