近紅外高光譜成像相機(jī)是一種集光學(xué)、光譜與圖像技術(shù)于一體的傳感設(shè)備,可在900–1700nm或更寬波段范圍內(nèi)同時(shí)獲取目標(biāo)的空間信息與連續(xù)光譜特征,廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)、食品質(zhì)檢、制藥分析、資源勘探及科研領(lǐng)域。其以圖譜合一的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)成分的無損、快速、可視化識(shí)別。然而,該設(shè)備對(duì)操作環(huán)境、標(biāo)定流程及數(shù)據(jù)處理要求高,若使用不當(dāng),易導(dǎo)致光譜失真、圖像模糊或分析失效。掌握近紅外高光譜成像相機(jī)正確使用方法,是釋放其技術(shù)潛力的關(guān)鍵。

一、使用前準(zhǔn)備:環(huán)境與標(biāo)定雙保障
光照條件控制:優(yōu)先在均勻自然光或標(biāo)準(zhǔn)鹵素/LED光源下作業(yè),避免直射陽光或頻閃光源造成光譜波動(dòng);室內(nèi)建議使用積分球或漫反射照明系統(tǒng);
暗電流與白板校準(zhǔn):
暗參考:關(guān)閉光源,采集無光狀態(tài)下的噪聲圖像;
白參考:使用標(biāo)準(zhǔn)Spectralon白板(反射率≥99%)采集基準(zhǔn)反射數(shù)據(jù);
每次環(huán)境光變化或開機(jī)后均需重新校準(zhǔn),確保反射率計(jì)算準(zhǔn)確。
二、設(shè)備架設(shè)與參數(shù)設(shè)置
穩(wěn)定平臺(tái)安裝:相機(jī)必須固定于三腳架、滑軌或無人機(jī)云臺(tái),避免抖動(dòng)導(dǎo)致圖像錯(cuò)位;
合理設(shè)定曝光時(shí)間與幀率:
曝光過長(zhǎng)易飽和,過短則信噪比低;建議從10–50ms起試調(diào);
移動(dòng)平臺(tái)(如傳送帶)需同步觸發(fā)信號(hào),確??臻g連續(xù)性;
鏡頭選擇:根據(jù)視場(chǎng)需求選用定焦鏡頭,避免變焦引入光譜畸變。
三、樣品擺放與采集規(guī)范
樣品平整均勻:顆粒狀樣品(如谷物、藥片)應(yīng)鋪成單層,避免陰影與重疊;
背景統(tǒng)一:使用黑色無反射背景板,減少雜散光干擾;
避免強(qiáng)反光表面:金屬或鏡面材料需特殊處理(如噴涂啞光涂層),否則光譜失真嚴(yán)重。
四、數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)監(jiān)控
啟動(dòng)采集軟件,預(yù)覽光譜立方體(Spatial×Spatial×Spectral)是否完整;
觀察關(guān)鍵波段(如1450nm水吸收峰、1200nm油脂特征)是否清晰可辨;
單次采集時(shí)間不宜過長(zhǎng),防止光源溫漂影響穩(wěn)定性。
五、關(guān)機(jī)與維護(hù)要點(diǎn)
先關(guān)閉采集軟件,再斷開相機(jī)電源;
鏡頭蓋及時(shí)蓋好,存放于干燥防塵箱,避免潮氣凝結(jié)于傳感器窗口;
定期用潔凈壓縮空氣吹掃散熱孔與接口,嚴(yán)禁用手觸摸鏡頭或探測(cè)器窗口。