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SWIR短波紅外高光譜成像系統(tǒng)
更新時(shí)間:2020-05-08
訪問(wèn)次數(shù):4439
SWIR短波紅外高光譜成像系統(tǒng)是Specim推出了一款全新的、經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)和加工的具有突破性特點(diǎn)的短波紅外高光譜成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)在SWIR范圍內(nèi)(1000 - 2500 nm)不但具有高速數(shù)據(jù)采集功能,還擁有更多的空間像素(384),使用CameraLink連接,可實(shí)現(xiàn)高達(dá)450fps的圖像采集速率。
品牌SPECIM/芬蘭成像方式色散型
價(jià)格區(qū)間面議使用狀態(tài)地面
工作原理推掃型應(yīng)用領(lǐng)域環(huán)保,農(nóng)林牧漁,地礦,航空航天

      SWIR短波紅外高光譜成像系統(tǒng)是Specim推出了一款全新的、經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)和加工的具有突破性特點(diǎn)的短波紅外高光譜成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)在SWIR范圍內(nèi)(1000 - 2500 nm)不但具有高速數(shù)據(jù)采集功能,還擁有更多的空間像素(384),使用CameraLink連接,可實(shí)現(xiàn)高達(dá)450fps的圖像采集速率。

      為了保證SWIR短波紅外高光譜成像系統(tǒng)室內(nèi)外不同條件下的使用,它具有堅(jiān)固的防風(fēng)雨的IP54外殼和溫度穩(wěn)定的光學(xué)系統(tǒng),而且具有更低的功耗,標(biāo)稱(chēng)功率僅為50W。

      憑借其溫度穩(wěn)定的光學(xué)系統(tǒng),SWIR提供了當(dāng)今非常具挑戰(zhàn)性的近紅外化學(xué)成像應(yīng)用領(lǐng)域所需的穩(wěn)定性和靈敏度,并滿足實(shí)驗(yàn)室、野外、和工業(yè)應(yīng)用的嚴(yán)苛要求,使其成為藥物質(zhì)量保證、食品安全和農(nóng)業(yè)分析等應(yīng)用領(lǐng)域的得力助手。

主要特點(diǎn)

覆蓋1000- 2500nm短波紅外波段
CameraLink接口,USB/RS232控制
幀頻高達(dá)450幀/秒(全畫(huà)幅) 
探測(cè)器: 低溫冷卻MCT檢測(cè)器
超高的信噪比,大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域推薦使用
可提供SDK,用于快速高效的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)

相機(jī)規(guī)格

光學(xué)特性

光譜范圍

1000-2500nm

光譜分辨率FWHM

10nm(30μm狹縫)

光譜采樣

5.6nm

空間分辨率

RMS光斑大小<15μm

F值

F/2.0

狹縫寬度

30μm(50或80μm可選)

有效狹縫長(zhǎng)度

9.2mm

電氣特性

探測(cè)器

低溫冷卻MCT檢測(cè)器

空間像素

384

光譜波段數(shù)

288

像素大小

24×24μm

探測(cè)器冷卻模式

Stirling, 25000h MTTF

光溫穩(wěn)定功能

支持

相機(jī)輸出

16bit CL

信噪比

1050:1(大電平信號(hào))

數(shù)據(jù)線纜

長(zhǎng)度5米

抓幀器

NI 1427

相機(jī)控制

USB / RS232

幀頻

450fps(大全畫(huà)幅)

曝光時(shí)間范圍

0.1-20ms

功耗

正常情況<50W

輸入電壓

寬電壓24V

機(jī)械特性

大小(長(zhǎng)×寬×高)

傳感器

電源&控制單元

470×176×178mm

300×190×130mm

重量

14kg

約5kg

機(jī)身

帶安裝螺孔的陽(yáng)極氧化鋁材質(zhì)

鏡頭支座

標(biāo)準(zhǔn)C-mount

用戶調(diào)節(jié)

不支持

快門(mén)

用于暗參考圖像采集的電機(jī)械快門(mén)

環(huán)境特性

存儲(chǔ)溫度

-20…﹢50℃

操作溫度

﹢5…﹢40℃,無(wú)凝水

光譜DAQ支持

支持

SDK支持

支持

安裝方式

標(biāo)準(zhǔn)安裝參見(jiàn)插圖,其他安裝選項(xiàng)請(qǐng)參閱說(shuō)明書(shū)

附件

鏡頭,輻射校準(zhǔn),校準(zhǔn)白板,掃描平臺(tái)

附件配置:SWIR系統(tǒng)提供多種附件供用戶擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域

前置物鏡:優(yōu)化900-2500nm光譜范圍的圖像和光譜數(shù)據(jù)質(zhì)量。
采集光纖:帶有采集鏡頭或SMA連接器的光纖: 不需要移動(dòng)多路復(fù)用器,即可在一個(gè)分光計(jì)中包含4-110個(gè)輸入通道。
鏡像掃描器或旋轉(zhuǎn)平臺(tái):用于掃描靜態(tài)目標(biāo)和戶外場(chǎng)景,或結(jié)合X-stage sample mover用于桌面和顯微鏡應(yīng)用。
LUMO軟件:支持,用于控制掃描平臺(tái)、采集數(shù)據(jù)、設(shè)置參數(shù)、影像實(shí)時(shí)可視化。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為ENVI、Matlab和R兼容格式數(shù)據(jù)立方,支持多款通用軟件進(jìn)一步處理分析。還可以提供SDK,用于快速高效的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。

應(yīng)用領(lǐng)域

化學(xué)及材料分揀
醫(yī)藥制造
資源回收
礦物識(shí)別
糧食和農(nóng)業(yè)
水分含量分布
藝術(shù)研究與歸檔

                 

  檢測(cè)牛油果皮下斑點(diǎn)

應(yīng)用案例

      (1)血液作為一種特殊的信息載體,是診斷、毒理學(xué)和法醫(yī)學(xué)中較常用的生物材料。通常,分析的材料直接從靜脈以液體的形式;然而,在某些情況下,分析在表面產(chǎn)生的血跡會(huì)更方便。高光譜成像在血斑分析中的一個(gè)重要應(yīng)用是估算時(shí)間,從而幫助犯罪現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查人員確定案發(fā)時(shí)間。本實(shí)驗(yàn)采用主成分分析(PCA)和小噪聲分?jǐn)?shù)(MNF)方法。

      如下圖:DBS卡上血斑:a為 1-19樣本,b為 20-28樣本(左圖),經(jīng)過(guò)小噪聲分?jǐn)?shù)算法血液斑點(diǎn)樣本a(基于PC2-PC3-PC4),b:(基于PC2-PC3-PC5)(右圖)。

      所選血斑的光譜特征(S1,S6、S14、S16、S22、S26、S27)在SWIR范圍內(nèi)如右圖所示,分析顯示,大的變化發(fā)生在樣本血液表面涂敷后的*個(gè)小時(shí)。進(jìn)一步研究20-27個(gè)樣本發(fā)生的變化。對(duì)樣本進(jìn)行散點(diǎn)圖分組,觀察散點(diǎn)形狀與血跡點(diǎn)空間分布的相關(guān)性(如下圖)。觀察到的變化是由于血斑逐漸干燥和血紅蛋白衍生物(主要是氧血紅蛋白和金屬血紅蛋白)含量的差異造成。

      本研究采用的方法是無(wú)損的、有效的、快速的。通過(guò)高光譜成像、結(jié)合PCA和MNF算法終成功區(qū)別出在0 ~29天的血斑,準(zhǔn)確提供了在血斑干燥過(guò)程中發(fā)生的動(dòng)態(tài)過(guò)程信息。

(2)高光譜成像在中藥質(zhì)量控制中的應(yīng)用——以神經(jīng)毒性日本八角茴香為例

      高光譜成像將傳統(tǒng)的光譜和成像技術(shù)結(jié)合起來(lái),從樣本中獲取光譜和空間信息。在食品飲料、農(nóng)業(yè)和制藥等行業(yè),它被成功地用作評(píng)估原材料和產(chǎn)品質(zhì)量的分析工具。與液相色譜等傳統(tǒng)分析方法相比,SWIR高光譜成像可以在更短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行無(wú)損分析。

      八角茴香(Illicium verum)是治療小兒絞痛的常用藥物。然而,有記錄顯示在使用后出現(xiàn)了一些危及生命的不良事件,在一些情況下是由于與有毒的八角茴香(Illicium anisatum,日本八角茴香)的摻雜或替代所致。顯然,迅速有效的質(zhì)量控制方法對(duì)于防止這種可怕后果的再次發(fā)生至關(guān)重要。

左圖上為日本毒八角茴香,下為中國(guó)八角茴香,右圖為日本毒八角茴香(綠色)和中國(guó)八角茴香(藍(lán)色)樣品的平均吸收光譜曲線

      通過(guò)肉眼很難判斷真假,而采用光譜范圍為920-2514 nm的SWIR高光譜推掃成像系統(tǒng)獲取圖像。采用主成分分析法(PCA)對(duì)圖像進(jìn)行分析,降低數(shù)據(jù)的高維性,去除不需要的背景,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化。利用偏小二乘判別法(PLS-DA)建立了4個(gè)主成分、R2X_cum為0.84、R2Y_cum為0.81的2個(gè)物種分類(lèi)模型。隨后使用該模型作為外部數(shù)據(jù)集,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了引入模型的日本毒八角茴香(98.42%)和I. 中國(guó)八角茴香(97.85%)的身份。

      結(jié)果表明,SWIR高光譜成像技術(shù)是一種客觀、無(wú)損的質(zhì)量控制方法,可成功地對(duì)日本毒八角茴香和中國(guó)八角茴香進(jìn)行精確鑒別。此外,該方法還可以升級(jí)到傳送帶系統(tǒng)從而檢測(cè)大批量中國(guó)八角茴香中摻雜的日本毒八角茴香。

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