《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、生產(chǎn)、出廠檢驗GB/T2829周期檢驗計數(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測量、控制和實驗室用的電設(shè)備電磁兼容性要求第13.13.23.33.43.53.6波長溫度漂移wavelengthtemperatur3.723.8光纖光譜儀在采集外界光源信號時，不同信號值所對應(yīng)的信號與噪聲3.9光纖光譜儀中實際光束背離設(shè)計光路、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)檢測器，轉(zhuǎn)化為電信號和數(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)定積分時間、光譜采集指令、采集的次數(shù)并平均以及對光譜進(jìn)行簡易的平滑降噪4,4性能要求3按GB/T18268.1對光纖光譜儀進(jìn)行抗干擾試驗后，光譜分辨率和波長示值誤差應(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對光纖光譜儀進(jìn)行12小時溫度上限的高溫試驗后，光譜分辨率和波長示值誤差應(yīng)符4.7.1.2低溫按GB/T11606對光纖光譜儀進(jìn)行12小時溫度下限的低溫試驗后，光譜分辨率和波長示值誤差應(yīng)符4.7.1.3濕度按GB/T11606對光纖光譜儀進(jìn)行14.7.2機(jī)械適應(yīng)性4.7.2.1跌落4.7.2.2振動光纖光譜儀按5.7.2進(jìn)行機(jī)械適應(yīng)性試驗后，4——在準(zhǔn)備光纖光譜儀性能測試時，環(huán)境溫度需控制在20℃~30℃的室溫環(huán)境，測試過程溫度相對穩(wěn)定，變化不超過5℃,環(huán)境濕度控制在35%～80%以內(nèi)；——測試過程需根據(jù)測試要求配置相應(yīng)的光源、光纖以及數(shù)據(jù)處理分析的計算機(jī)和光譜采集程?亞硝酸鹽溶液，濃度配置見A.1；——長通濾光片LP850，截止深度OD5.3.5制冷型光纖光譜儀檢測器溫度控制檢查55.4性能試驗光纖光譜儀波長讀取的第一個值為起始波長，讀取的最后一個值為截止波長，按公保持同樣條件，采集兩幀光譜，按公式（3）計算暗光譜噪·········································σ——光纖光譜儀暗光譜噪聲的均方根；ΔSi——第i個像元通道相鄰兩次采集暗噪聲信號強(qiáng)度差；N——光纖光譜儀總像元數(shù)。計算光纖光譜儀的動態(tài)范圍，同時可繪制動態(tài)范圍隨積分時間變化的對數(shù)坐標(biāo)散點圖,其譜圖示例見附·········································AD——A/D采樣率。SNR=···············································6i——第i個像元通道的100幀光譜強(qiáng)度在測得的SNR值中取最大值作為光譜信噪比，同時可繪制光譜信噪比與強(qiáng)度對數(shù)坐標(biāo)散點圖，其譜測量值與參考值的差值的絕對值作為光纖光譜儀在各波段的波長準(zhǔn)確度，按公式（6）計算各個譜峰測量值與標(biāo)稱值之差。若光譜測試范圍內(nèi)無多個特征譜峰，則進(jìn)行洛倫茲擬合后選取5個特征譜峰計算其?wi——第i個波段下的光譜準(zhǔn)確度，單位為nm；MPEV=mx?wi·······································譜峰位置點，則進(jìn)行洛倫茲擬合后，選取的等間距的5個特征譜?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線測量最大值，單位為nm；wmin——各波段下的元素?zé)糇V線測量最小值，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個等間距的特征譜線，調(diào)節(jié)積分時間使得每個特征譜線的強(qiáng)度為飽和值的85%±5%，重復(fù)測量去除暗噪后的半高寬5次。若特征譜線點數(shù)不足時，也可以洛倫茲擬合后再計算其半高寬，洛倫茲擬合的計算公式如公式（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個波段下元素?zé)糇V線圖半高寬位置左側(cè)對應(yīng)的波長值，單位為nm;7λ2——第i個波段下元素?zé)糇V線圖半高寬位置右側(cè)對應(yīng)的波長值，單位為nm。每間隔10℃記錄譜峰的波長值，重復(fù)測量3次，分別計算各個譜峰的波長的平均值，按公式（?si,t=si,t,max?si,t,min······························································(11)?si,t——在第i個位移、溫度為t的條件下，測量最大值與測量最小值位移值之差，單位是si,t,max——在第i個位移、溫度為t的條件下，測量最大值，單位是nm；si,t,min——在第i個位移、溫度為t的條件下，測量最小值，單位是nm。所有波長點的最大值作為光纖光譜儀在相應(yīng)波長范圍內(nèi)的波長溫度漂移每間隔10℃記錄譜峰的光譜線寬度，重復(fù)測量3次，分別計算各個譜峰線寬的平均值，按公式?δi,t=δi,t,max?δi,t,min······························································(12)?δi,t——在第i個位移、溫度為t的條件下，測量最大值與測量最小值位移值之差，單位是nm；δi,t,max——在第i個位移、溫度為t的條件下，測量最大值，單位是nm；δi,t,min——在第i個位移、溫度為t的條件下，測量最小值，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次測量光譜相對標(biāo)準(zhǔn)偏差；Ii——第i次測量光譜強(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)置合理的積分時間使得光譜強(qiáng)度為飽和值的85%±5%，測量過程中可±2%，分別記錄設(shè)備采集的積分時間t_i和扣除光譜設(shè)備基線的強(qiáng)度ci。按公式（14）計算不同積分時········································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——時間歸一化后光譜相對輻射強(qiáng)度平均值的平5.4.12雜散光5.4.12.1雜散光試驗用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)根據(jù)被測光纖光譜儀的波長范圍，按表2選擇合適的測量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，在相應(yīng)的波長處測量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)5.4.12.2紫外波段試驗連接氘燈、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任铮蜷_氘燈光源，調(diào)整積分時間使得最高峰強(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5.4.12.5窄帶寬光纖光譜儀試驗95.7環(huán)境適應(yīng)性試驗出廠檢驗的項目類別見表3，每臺光纖光譜儀應(yīng)經(jīng)6.3型式檢驗——光纖光譜儀轉(zhuǎn)廠或轉(zhuǎn)移生產(chǎn)地時；不小于20臺。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)的不合格項目數(shù)大于第一合格判定數(shù)同時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；——包裝儲運圖示標(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