《光纤光谱仪》（征求意见稿）

1光纤光谱仪本文件适用于光纤光谱仪的设计、生产、出厂检验GB/T2829周期检验计数抽样程GB/T13384机电产品包装通用技术GB/T34065分析仪器的安全GB/T18268.1测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求第13.13.23.33.43.53.6波长温度漂移wavelengthtemperatur3.723.8光纤光谱仪在采集外界光源信号时，不同信号值所对应的信号与噪声3.9光纤光谱仪中实际光束背离设计光路、超过设定光学元器件面积以及由于光学元器件表面粗糙引起的偏离光束，并最终到达检测器，转化为电信号和数字信3.10——环境温度：0℃~40℃;——供电电源：直流电源电压5～12V，变化±5%以内。——光纤光谱仪所有表面不应有脱皮现象；——外露零部件结合处整齐，无粗糙不平现象；4.3功能要求——可以设定积分时间、光谱采集指令、采集的次数并平均以及对光谱进行简易的平滑降噪4,4性能要求3按GB/T18268.1对光纤光谱仪进行抗干扰试验后，光谱分辨率和波长示值误差应符合表1的4.7环境适应性要求4.7.1气候适应性要求按GB/T11606对光纤光谱仪进行12小时温度上限的高温试验后，光谱分辨率和波长示值误差应符4.7.1.2低温按GB/T11606对光纤光谱仪进行12小时温度下限的低温试验后，光谱分辨率和波长示值误差应符4.7.1.3湿度按GB/T11606对光纤光谱仪进行14.7.2机械适应性4.7.2.1跌落4.7.2.2振动光纤光谱仪按5.7.2进行机械适应性试验后，4——在准备光纤光谱仪性能测试时，环境温度需控制在20℃~30℃的室温环境，测试过程温度相对稳定，变化不超过5℃,环境湿度控制在35%～80%以内；——测试过程需根据测试要求配置相应的光源、光纤以及数据处理分析的计算机和光谱采集程•亚硝酸盐溶液，浓度配置见A.1；——长通滤光片LP850，截止深度OD5.3.5制冷型光纤光谱仪检测器温度控制检查55.4性能试验光纤光谱仪波长读取的第一个值为起始波长，读取的最后一个值为截止波长，按公保持同样条件，采集两帧光谱，按公式（3）计算暗光谱噪·········································σ——光纤光谱仪暗光谱噪声的均方根；ΔSi——第i个像元通道相邻两次采集暗噪声信号强度差；N——光纤光谱仪总像元数。计算光纤光谱仪的动态范围，同时可绘制动态范围随积分时间变化的对数坐标散点图,其谱图示例见附·········································AD——A/D采样率。SNR=···············································6i——第i个像元通道的100帧光谱强度在测得的SNR值中取最大值作为光谱信噪比，同时可绘制光谱信噪比与强度对数坐标散点图，其谱测量值与参考值的差值的绝对值作为光纤光谱仪在各波段的波长准确度，按公式（6）计算各个谱峰测量值与标称值之差。若光谱测试范围内无多个特征谱峰，则进行洛伦兹拟合后选取5个特征谱峰计算其∆wi——第i个波段下的光谱准确度，单位为nm；MPEV=mx∆wi·······································谱峰位置点，则进行洛伦兹拟合后，选取的等间距的5个特征谱∆w=wmax−wmin····································································(8)∆w——各波段下的光谱重复性，单位为nm；wmax——各波段下的元素灯谱线测量最大值，单位为nm；wmin——各波段下的元素灯谱线测量最小值，单位为nm。选取合适的气体元素校准光源（见附录C），通过芯径不大于200μm的光纤接入保持与5.4.1一致。选取5个等间距的特征谱线，调节积分时间使得每个特征谱线的强度为饱和值的85%±5%，重复测量去除暗噪后的半高宽5次。若特征谱线点数不足时，也可以洛伦兹拟合后再计算其半高宽，洛伦兹拟合的计算公式如公式（9）所示，洛伦兹拟合图如附录·······································A——曲线的振幅，表示曲线的最大值；x0FwHM——曲线的半峰宽。∆λ——光纤光谱仪分辨率，单位为nm;λ1——第i个波段下元素灯谱线图半高宽位置左侧对应的波长值，单位为nm;7λ2——第i个波段下元素灯谱线图半高宽位置右侧对应的波长值，单位为nm。每间隔10℃记录谱峰的波长值，重复测量3次，分别计算各个谱峰的波长的平均值，按公式（∆si,t=si,t,max−si,t,min······························································(11)∆si,t——在第i个位移、温度为t的条件下，测量最大值与测量最小值位移值之差，单位是si,t,max——在第i个位移、温度为t的条件下，测量最大值，单位是nm；si,t,min——在第i个位移、温度为t的条件下，测量最小值，单位是nm。所有波长点的最大值作为光纤光谱仪在相应波长范围内的波长温度漂移每间隔10℃记录谱峰的光谱线宽度，重复测量3次，分别计算各个谱峰线宽的平均值，按公式∆δi,t=δi,t,max−δi,t,min······························································(12)∆δi,t——在第i个位移、温度为t的条件下，测量最大值与测量最小值位移值之差，单位是nm；δi,t,max——在第i个位移、温度为t的条件下，测量最大值，单位是nm；δi,t,min——在第i个位移、温度为t的条件下，测量最小值，单位是nm。5.4.10光纤插拔一致性选取氘钨灯，设置合理的积分时间使得光谱强度为饱和值的85%±5%，插拔光纤接口10次，并进行RsD=×100%·················RsD——10次测量光谱相对标准偏差；Ii——第i次测量光谱强度；5.4.11光谱强度相应线性度稳定，选取中心位的特征谱峰，设置合理的积分时间使得光谱强度为饱和值的85%±5%，测量过程中可±2%，分别记录设备采集的积分时间t_i和扣除光谱设备基线的强度ci。按公式（14）计算不同积分时········································ci——光纤光谱仪扣除基线的强度；8R2——光谱强度响应线性度；μ——时间归一化后光谱相对辐射强度平均值的平5.4.12杂散光5.4.12.1杂散光试验用标准物质根据被测光纤光谱仪的波长范围，按表2选择合适的测量标准物质，在相应的波长处测量标准物质5.4.12.2紫外波段试验连接氘灯、比色支架和光纤光谱仪，将标准石英吸收池放入比色支架内，具体连接流程图如B.4所a)注入参比物，打开氘灯光源，调整积分时间使得最高峰强达到光源饱和值的c)注入标准物质，测量特征波段±5nm的透射比的平均值为杂散5.4.12.3可见波段试验连接钨灯、比色支架和光纤光谱仪，将标准石英吸收池放入比色支架内，具体连接流程图如B.4所a)注入参比物，打开氘灯光源，调整积分时间使得最高峰强达到光源饱和值的c)注入标准物质，测量特征波段±5nm的透射比的平均值为杂散5.4.12.4近红外波段试验5.4.12.5窄带宽光纤光谱仪试验95.7环境适应性试验出厂检验的项目类别见表3，每台光纤光谱仪应经6.3型式检验——光纤光谱仪转厂或转移生产地时；不小于20台。采用GB/T2829中判别水平III的二次抽样方案。样本大小：n1＝n2＝2，第一样本和第二不合格质量水平(RQL)为100，判定数组为：A1＝0、A2＝1、R样本中发现的不合格项目数大于第一合格判定数同时又小于第一不合格判定数，则启用第二样本继续若在第一样本和第二样本中发现的不合格项目数总和小于或等于第二合格判定数，则判定该次型●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●—●—●—●●●—● ●—●—●——制造厂商标、网址、电话及地址；——必须标志的重要标志。——光纤光谱仪名称；——包装储运图示标志：“易碎物品”“向上”“怕雨”等应符合GB/T191规定。7.2包装应符合GB/T13384中防潮、防震包——产品合格证；——产品保修卡；——使用说明书；——主机/配件清单。7.3运