《光纖光譜儀》（征求意見稿）

1光纖光譜儀本文件適用于光纖光譜儀的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、出廠檢驗(yàn)GB/T2829周期檢驗(yàn)計(jì)數(shù)抽樣程GB/T13384機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)GB/T34065分析儀器的安全GB/T18268.1測(cè)量、控制和實(shí)驗(yàn)室用的電設(shè)備電磁兼容性要求第13.13.23.33.43.53.6波長(zhǎng)溫度漂移wavelengthtemperatur3.723.8光纖光譜儀在采集外界光源信號(hào)時(shí)，不同信號(hào)值所對(duì)應(yīng)的信號(hào)與噪聲3.9光纖光譜儀中實(shí)際光束背離設(shè)計(jì)光路、超過設(shè)定光學(xué)元器件面積以及由于光學(xué)元器件表面粗糙引起的偏離光束，并最終到達(dá)檢測(cè)器，轉(zhuǎn)化為電信號(hào)和數(shù)字信3.10——環(huán)境溫度：0℃~40℃;——供電電源：直流電源電壓5～12V，變化±5%以內(nèi)?！饫w光譜儀所有表面不應(yīng)有脫皮現(xiàn)象；——外露零部件結(jié)合處整齊，無粗糙不平現(xiàn)象；4.3功能要求——可以設(shè)定積分時(shí)間、光譜采集指令、采集的次數(shù)并平均以及對(duì)光譜進(jìn)行簡(jiǎn)易的平滑降噪4,4性能要求3按GB/T18268.1對(duì)光纖光譜儀進(jìn)行抗干擾試驗(yàn)后，光譜分辨率和波長(zhǎng)示值誤差應(yīng)符合表1的4.7環(huán)境適應(yīng)性要求4.7.1氣候適應(yīng)性要求按GB/T11606對(duì)光纖光譜儀進(jìn)行12小時(shí)溫度上限的高溫試驗(yàn)后，光譜分辨率和波長(zhǎng)示值誤差應(yīng)符4.7.1.2低溫按GB/T11606對(duì)光纖光譜儀進(jìn)行12小時(shí)溫度下限的低溫試驗(yàn)后，光譜分辨率和波長(zhǎng)示值誤差應(yīng)符4.7.1.3濕度按GB/T11606對(duì)光纖光譜儀進(jìn)行14.7.2機(jī)械適應(yīng)性4.7.2.1跌落4.7.2.2振動(dòng)光纖光譜儀按5.7.2進(jìn)行機(jī)械適應(yīng)性試驗(yàn)后，4——在準(zhǔn)備光纖光譜儀性能測(cè)試時(shí)，環(huán)境溫度需控制在20℃~30℃的室溫環(huán)境，測(cè)試過程溫度相對(duì)穩(wěn)定，變化不超過5℃,環(huán)境濕度控制在35%～80%以內(nèi)；——測(cè)試過程需根據(jù)測(cè)試要求配置相應(yīng)的光源、光纖以及數(shù)據(jù)處理分析的計(jì)算機(jī)和光譜采集程?亞硝酸鹽溶液，濃度配置見A.1；——長(zhǎng)通濾光片LP850，截止深度OD5.3.5制冷型光纖光譜儀檢測(cè)器溫度控制檢查55.4性能試驗(yàn)光纖光譜儀波長(zhǎng)讀取的第一個(gè)值為起始波長(zhǎng)，讀取的最后一個(gè)值為截止波長(zhǎng)，按公保持同樣條件，采集兩幀光譜，按公式（3）計(jì)算暗光譜噪·········································σ——光纖光譜儀暗光譜噪聲的均方根；ΔSi——第i個(gè)像元通道相鄰兩次采集暗噪聲信號(hào)強(qiáng)度差；N——光纖光譜儀總像元數(shù)。計(jì)算光纖光譜儀的動(dòng)態(tài)范圍，同時(shí)可繪制動(dòng)態(tài)范圍隨積分時(shí)間變化的對(duì)數(shù)坐標(biāo)散點(diǎn)圖,其譜圖示例見附·········································AD——A/D采樣率。SNR=···············································6i——第i個(gè)像元通道的100幀光譜強(qiáng)度在測(cè)得的SNR值中取最大值作為光譜信噪比，同時(shí)可繪制光譜信噪比與強(qiáng)度對(duì)數(shù)坐標(biāo)散點(diǎn)圖，其譜測(cè)量值與參考值的差值的絕對(duì)值作為光纖光譜儀在各波段的波長(zhǎng)準(zhǔn)確度，按公式（6）計(jì)算各個(gè)譜峰測(cè)量值與標(biāo)稱值之差。若光譜測(cè)試范圍內(nèi)無多個(gè)特征譜峰，則進(jìn)行洛倫茲擬合后選取5個(gè)特征譜峰計(jì)算其?wi——第i個(gè)波段下的光譜準(zhǔn)確度，單位為nm；MPEV=mx?wi·······································譜峰位置點(diǎn)，則進(jìn)行洛倫茲擬合后，選取的等間距的5個(gè)特征譜?w=wmax?wmin····································································(8)?w——各波段下的光譜重復(fù)性，單位為nm；wmax——各波段下的元素?zé)糇V線測(cè)量最大值，單位為nm；wmin——各波段下的元素?zé)糇V線測(cè)量最小值，單位為nm。選取合適的氣體元素校準(zhǔn)光源（見附錄C），通過芯徑不大于200μm的光纖接入保持與5.4.1一致。選取5個(gè)等間距的特征譜線，調(diào)節(jié)積分時(shí)間使得每個(gè)特征譜線的強(qiáng)度為飽和值的85%±5%，重復(fù)測(cè)量去除暗噪后的半高寬5次。若特征譜線點(diǎn)數(shù)不足時(shí)，也可以洛倫茲擬合后再計(jì)算其半高寬，洛倫茲擬合的計(jì)算公式如公式（9）所示，洛倫茲擬合圖如附錄·······································A——曲線的振幅，表示曲線的最大值；x0FwHM——曲線的半峰寬。?λ——光纖光譜儀分辨率，單位為nm;λ1——第i個(gè)波段下元素?zé)糇V線圖半高寬位置左側(cè)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)值，單位為nm;7λ2——第i個(gè)波段下元素?zé)糇V線圖半高寬位置右側(cè)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)值，單位為nm。每間隔10℃記錄譜峰的波長(zhǎng)值，重復(fù)測(cè)量3次，分別計(jì)算各個(gè)譜峰的波長(zhǎng)的平均值，按公式（?si,t=si,t,max?si,t,min······························································(11)?si,t——在第i個(gè)位移、溫度為t的條件下，測(cè)量最大值與測(cè)量最小值位移值之差，單位是si,t,max——在第i個(gè)位移、溫度為t的條件下，測(cè)量最大值，單位是nm；si,t,min——在第i個(gè)位移、溫度為t的條件下，測(cè)量最小值，單位是nm。所有波長(zhǎng)點(diǎn)的最大值作為光纖光譜儀在相應(yīng)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的波長(zhǎng)溫度漂移每間隔10℃記錄譜峰的光譜線寬度，重復(fù)測(cè)量3次，分別計(jì)算各個(gè)譜峰線寬的平均值，按公式?δi,t=δi,t,max?δi,t,min······························································(12)?δi,t——在第i個(gè)位移、溫度為t的條件下，測(cè)量最大值與測(cè)量最小值位移值之差，單位是nm；δi,t,max——在第i個(gè)位移、溫度為t的條件下，測(cè)量最大值，單位是nm；δi,t,min——在第i個(gè)位移、溫度為t的條件下，測(cè)量最小值，單位是nm。5.4.10光纖插拔一致性選取氘鎢燈，設(shè)置合理的積分時(shí)間使得光譜強(qiáng)度為飽和值的85%±5%，插拔光纖接口10次，并進(jìn)行RsD=×100%·················RsD——10次測(cè)量光譜相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差；Ii——第i次測(cè)量光譜強(qiáng)度；5.4.11光譜強(qiáng)度相應(yīng)線性度穩(wěn)定，選取中心位的特征譜峰，設(shè)置合理的積分時(shí)間使得光譜強(qiáng)度為飽和值的85%±5%，測(cè)量過程中可±2%，分別記錄設(shè)備采集的積分時(shí)間t_i和扣除光譜設(shè)備基線的強(qiáng)度ci。按公式（14）計(jì)算不同積分時(shí)········································ci——光纖光譜儀扣除基線的強(qiáng)度；8R2——光譜強(qiáng)度響應(yīng)線性度；μ——時(shí)間歸一化后光譜相對(duì)輻射強(qiáng)度平均值的平5.4.12雜散光5.4.12.1雜散光試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)根據(jù)被測(cè)光纖光譜儀的波長(zhǎng)范圍，按表2選擇合適的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，在相應(yīng)的波長(zhǎng)處測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)5.4.12.2紫外波段試驗(yàn)連接氘燈、比色支架和光纖光譜儀，將標(biāo)準(zhǔn)石英吸收池放入比色支架內(nèi)，具體連接流程圖如B.4所a)注入?yún)⒈任?，打開氘燈光源，調(diào)整積分時(shí)間使得最高峰強(qiáng)達(dá)到光源飽和值的c)注入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，測(cè)量特征波段±5nm的透射比的平均值為雜散5.4.12.3可見波段試驗(yàn)連接鎢燈、比色支架和光纖光譜儀，將標(biāo)準(zhǔn)石英吸收池放入比色支架內(nèi)，具體連接流程圖如B.4所a)注入?yún)⒈任?，打開氘燈光源，調(diào)整積分時(shí)間使得最高峰強(qiáng)達(dá)到光源飽和值的c)注入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，測(cè)量特征波段±5nm的透射比的平均值為雜散5.4.12.4近紅外波段試驗(yàn)5.4.12.5窄帶寬光纖光譜儀試驗(yàn)95.7環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)出廠檢驗(yàn)的項(xiàng)目類別見表3，每臺(tái)光纖光譜儀應(yīng)經(jīng)6.3型式檢驗(yàn)——光纖光譜儀轉(zhuǎn)廠或轉(zhuǎn)移生產(chǎn)地時(shí)；不小于20臺(tái)。采用GB/T2829中判別水平III的二次抽樣方案。樣本大?。簄1＝n2＝2，第一樣本和第二不合格質(zhì)量水平(RQL)為100，判定數(shù)組為：A1＝0、A2＝1、R樣本中發(fā)現(xiàn)的不合格項(xiàng)目數(shù)大于第一合格判定數(shù)同時(shí)又小于第一不合格判定數(shù)，則啟用第二樣本繼續(xù)若在第一樣本和第二樣本中發(fā)現(xiàn)的不合格項(xiàng)目數(shù)總和小于或等于第二合格判定數(shù)，則判定該次型●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●—●—●—●●●—● ●—●—●——制造廠商標(biāo)、網(wǎng)址、電話及地址；——必須標(biāo)志的重要標(biāo)志?！饫w光譜儀名稱；——包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志：“易碎物品”“向上”“怕雨”等應(yīng)符合GB/T191規(guī)定。7.2包裝應(yīng)符合GB/T13384中防潮、防震包——產(chǎn)品合格證；——產(chǎn)品保修卡；——使用說明書；——主機(jī)/配件清單。7.3運(yùn)