前言

 

光譜反射率是物體反射太陽光波長分布的一種指標，其受到物體自身的光譜吸收特性、表面結(jié)構(gòu)、光滑程度以及周圍環(huán)境光照條件等多種因素的共同影響。高光譜成像技術(shù)作為一種先進的檢測手段，通過利用色散元件（如光柵或棱鏡）將入射光分光，并經(jīng)由成像系統(tǒng)在探測器上成像，實現(xiàn)對物體的高精度分析。

 

在本報告中，我們將詳細介紹高光譜成像技術(shù)的原理，并通過實驗測試，驗證該技術(shù)在檢測紗布上是否存在酸溶液方面的應(yīng)用效果。實驗過程中，我們將使用高光譜相機對涂抹酸溶液的紗布和空白對照紗布進行光譜反射率的檢測，并對實驗結(jié)果進行分析。希望本報告能夠為相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用提供有益的參考。

 

1. 光譜反射率

光譜反射率是指物體反射的太陽光的波長分布，它與物體的光譜吸收特性、物體 的表面結(jié)構(gòu)、光滑度和環(huán)境光照條件等因素有關(guān)。

 

2. 高光譜成像原理

色散型高光譜相機-光柵色散型：利用色散元件(光柵或者棱鏡）進行分光，再經(jīng)由成像系統(tǒng)成像在探測器上。上圖是光柵色散型高光譜相機的具體原理。

如果我們要對圖中的這個樹葉它每一點的高光譜數(shù)據(jù)進行測量，通過入射光在光柵面進行反射，把這一個點的入射光分解成在不同波長處的能量分布，再通過多個傳感器象元對具體的不同波長處的能量進行測量。這個圖看到的就需要有一個反射光柵或者透射光柵對光線進行分光。

這種方式的好處是可以一次性處理一條線上面的所有的點。然后對每一點不同波長處的能量可以進行一次測量。所以大多數(shù)光柵型的高光譜相機都設(shè)計成線掃描相機。一次獲取一條線上每一點的所有波長的光譜數(shù)據(jù)。由于每一點的不同波長處的光譜數(shù)據(jù)是同時獲取的， 所以就可以對這一點的不同波長處的光譜

數(shù)據(jù)進行同時計算。這是光柵型非常重要的一個特性。光柵型的高光譜相機就特別適合應(yīng)用在顏色測量，水果的分類和品質(zhì)、糖度檢測，塑料垃圾回收中塑料的分類這些領(lǐng)域，因為這些應(yīng)用都需要對每一個點的不同波長數(shù)據(jù)進行同時 運算，才能計算出我們想要的結(jié)果。

3. 實驗測試

3.1實驗?zāi)康?/span>

檢測布料上是否有酸溶液。 

 

3.2實驗測試儀器列表

設(shè)備名稱	型號	配置明細	備注
高光譜相機	FS-15	光譜范圍：900-1700nm； 光譜分辨率：8nm
測試臺架	FS-826	測量平臺 10*15cm

材料試劑：次氯酸溶液、紗布

  

3.3實驗內(nèi)容

對兩塊紗布其中一塊涂抹次氯酸并標記，另一塊做空白對照。檢測紗布上有酸 區(qū)域和無酸區(qū)域的光譜反射率。

 

紗布上是否含酸檢測實驗測量過程圖如下圖所示：

     

3.4 實驗結(jié)果

通過 900-1700nm 近紅外光譜圖像可直觀的觀察出是否有酸溶液在物體表面

 

4. 結(jié)論

通過以上 2 組采樣測試結(jié)果數(shù)據(jù)，900-1700nm 能夠反饋是否有酸溶液，可以通過近紅外光譜來檢測布料上的是否有酸溶液。