| 發布日期：2025-03-21 |
在工業現場的轟鳴中，在環境監測的曠野里，在科研實驗室的精密場景中，上海如海光電最新推出的Gino 物聯網光譜儀，以工業級性能與全場景適配能力，重新定義光譜檢測的邊界。作為一款專為高速、高精度場景而生的 “光譜尖兵”，它帶著三大核心優勢，直擊工業檢測的痛點 ——千幀率極速采集、網口傳輸穩定互聯、、精準同步與云端互聯于一體、工業級抗干擾設計，讓每一束光的秘密，都能在毫秒間被精準破譯，成為LIBS檢測、環境監測、工業測量和科研學術等領域的革新標桿。
一、千幀極速：LIBS 檢測的 “動態眼”，毫秒級捕捉瞬間光譜
傳統光譜儀在面對激光誘導擊穿光譜（LIBS）這類瞬時信號時，常因采集速度不足導致數據失真。Gino物聯網光譜儀以千幀率級高速采集（積分時間低至 6μs，外觸發延遲＜40ns，抖動＜10ns），成為 LIBS 技術的 “最佳拍檔”。無論是等離子體閃滅的微秒級光信號，還是生產線高速流轉的樣品，它都能像高速攝像機般，清晰記錄每一道光譜細節。
技術細節升級：
?2048/4096 通道可選，16bit A/D 轉換，光譜分辨率最佳達0.08nm。
?支持高速配置升級，最高達2000幀/秒，A/D 采樣+傳輸時間＜500μs（2048 通道）
應用場景：
在鋼鐵廠的爐前檢測中，GINO 通過千幀極速采集，可實現實時捕捉鋼水LIBS光譜的動態變化，極速完成數據傳輸和分析，助力工藝參數秒級調整，廢品率顯著降低。這種 “動態追蹤” 能力，讓LIBS從實驗室走向工業現場，真正實現 “邊生產、邊檢測、邊優化”。
二、網口傳輸：工業物聯網的 “神經末梢”，數據零卡頓
工業場景中，穩定的數據傳輸是實時決策的命脈。GINO 摒棄傳統 USB 的易干擾、長距離衰減問題，采用千兆網口直連，支持 TCP/IP 協議，確保數據在復雜電磁環境下 “0 丟包、0 延遲”。無論是車間內百米光纖傳輸，還是跨區域云端同步，光譜數據均可秒級抵達終端，無縫接入MES系統，構建 “檢測-分析-執行” 閉環。
技術細節升級：
?內置 ARM 嵌入式操作系統，可以獨立工作也可以作為從機模式工作；
?RJ45千兆網口通訊，滿足工業現場遠距離傳輸需求；
?內置16G FLASH，可加載 Micro SD，滿足板載測量，板載計算和板載存儲要求；
?配置網口USB、串口多種通訊接口，配置15PIN交互接口，配置外觸發接口。
?提供基于 Debian Linux的二次開發環境，支持QT+C++板載嵌入式軟件開發，提供定制軟件開發服務。
應用場景：
在半導體晶圓制造中，GINO物聯網光譜儀通過千兆網口傳輸方案解決了傳統檢測系統的關鍵痛點：車間內30+檢測節點通過網口實現遠距離抗干擾遠距部署，通過網口穩定傳輸光譜數據，并直接對接工廠物聯網平臺，實時分析等離子體刻蝕元素濃度，可使晶圓良率顯著提升，可降低運維成本，實現降本增效。
三、工業級基因：從光路到架構，為現場而生
Gino是一款基于物聯網架構的微型光譜儀。該光譜儀采用基于平面光柵的Czerny-Turner光路設計，采用低雜散光優質平面光柵?；诩{米材料消光技術，雜散光低于 0. 1% ，暗噪聲低于30RMS(100ms積分時間）。該光譜儀可以在0-40℃環境下工作，光譜溫漂 ~0. 1pixel/℃，是一款可以用于工業現場，戶外實時測量的工業級微型光譜儀。
技術細節升級：
?16bit A/D 采樣，背照射紫外增強CMOS檢測器，可選配2048/4096采樣通道；
?基于納米材料的消光技術，雜散光小于0. 1%；
?高分辨設計；
?工作溫度適應0℃-40℃，波長溫度漂移<0. 1pixel/℃;
?高紫外響應型探測器，紫外光可達180 nm；
?低電子噪聲以及電路板和探測器讀出噪聲≦30RMS(100ms積分時間)；
應用場景：
在工業廢水處理場景中，GINO物聯網光譜儀通過紫外增強型光路設計與高分辨率光譜解析能力，解決了傳統重金屬檢測技術的核心痛點。例如，在含鋅廢水（如電鍍廠排放）的實時監測中，鋅元素的特征譜線（202.548nm、206.200nm）位于深紫外波段，傳統設備因紫外響應不足和雜散光干擾難以精準識別。GINO采用Czerny-Turner光路結構與背照式紫外增強CMOS，顯著提升180-335nm波段靈敏度；其納米材料消光技術抑制了水體懸浮物散射光與有機物的背景干擾，確保微弱光譜峰清晰可辨。這一案例凸顯了GINO在復雜工業場景下對紫外弱信號解析、抗環境干擾與實時性的硬性需求。
四、多元場景：不止于檢測，更賦能產業升級
（1）環境監測
在環境監測領域，GINO 物聯網光譜儀可用于實時監測大氣中的污染物濃度，如二氧化硫、氮氧化物、顆粒物等。通過對水體的光譜分析，可以快速檢測水中的重金屬離子、有機污染物等有害物質，為環境保護部門提供及時準確的數據支持，助力環境治理和污染防控。
（2）食品安全檢測
食品安全是關乎民生的大事。GINO 光譜儀能夠快速檢測食品中的營養成分、添加劑、農藥殘留等。例如，在檢測水果和蔬菜中的農藥殘留時，它可以快速獲取光譜信息，通過數據分析判斷殘留量是否超標，保障消費者的飲食安全。
（3）工業過程控制
在工業生產過程中，該光譜儀可用于實時監測原材料的質量、生產過程中的化學反應進程以及產品質量控制。例如，在鋼鐵冶煉過程中，通過光譜分析可以實時監測鋼水中的元素含量，及時調整工藝參數，提高產品質量和生產效率。
（4）生物醫學研究
在生物醫學領域，GINO 光譜儀可用于生物分子的結構分析、藥物研發中的成分分析以及疾病的診斷等方面。例如，通過對生物組織的光譜分析，可以輔助醫生進行疾病的早期診斷和病情監測，為醫療科研提供有力支持。
五、應用案例——LIBS測量
激光誘導擊穿光譜（Laser-induced Breakdown Spectroscopy，LIBS）作為一種快速、多元素同時分析的光譜技術，在材料科學、環境監測、工業過程控制等領域具有廣泛的應用前景。銅、硅、銀等元素在眾多工業產品和自然環境中具有重要的地位。例如，銅作為良好的導電材料，廣泛應用于電子、電力等行業；硅是半導體產業的核心材料，也是地殼中含量豐富的元素之一；銀則因其獨特的光學和電學性質，在珠寶、電子、催化等領域有著重要的應用。
對于這些元素的精確檢測和分析，對于質量控制、工藝優化以及環境監測等方面具有重要意義。傳統的分析方法如原子吸收光譜、電感耦合等離子體光譜等，雖然能夠提供高精度的檢測結果，但往往存在樣品前處理復雜、分析時間長、設備昂貴等缺點。而LIBS技術具有無需樣品前處理、可實時快速分析、可實現遠程檢測等優勢，能夠有效彌補傳統方法的不足。
在實際應用中，例如電子廢棄物的回收利用、礦產資源的勘探與開發、環境樣品中有害物質的檢測等領域，快速準確地測定銅、硅、銀等元素的含量是至關重要的。然而，由于這些領域的樣品復雜多樣，傳統的分析方法難以滿足高效、實時、現場檢測的需求。因此，開發一種基于LIBS技術的快速、準確、便攜的元素檢測方法具有重要的現實意義。
如海光電研發的Gino物聯網光譜儀為LIBS技術的應用提供了強大的硬件支持。Gino光譜儀具有高靈敏度與高分辨率，能夠精確檢測銅、硅、銀等元素的特征光譜；具備千幀率數據采集能力，可以快速捕捉激光誘導產生的瞬態等離子體光譜信號，適用于動態過程的實時監測；配備網口傳輸與多種通訊接口，滿足工業現場遠距離傳輸需求，方便與激光器、計算機等設備進行連接和數據交互；具有工業級穩定性，保證在不同環境下的可靠性和穩定性。因此，GINO光譜儀在基于LIBS技術的銅、硅、銀元素檢測中具有顯著的優勢和重要的應用價值。
（1）銅的LIBS光譜圖
（2）硅的LIBS光譜圖
（3）銀的LIBS光譜圖
利用Gino物聯網光譜儀結合LIBS技術對銅、硅、銀元素進行檢測的實驗過程和結果分析。研究表明，該方法具有快速、實時、無需復雜樣品前處理等優點，適用于多種實際樣品的元素分析。同時，Gino光譜儀在工業級穩定性、數據采集速度和傳輸等方面表現出色，為LIBS技術在工業現場、環境監測等領域的廣泛應用提供了可靠的硬件支持。隨著技術的不斷進步和完善，基于Gino光譜儀的LIBS分析系統將在更多的行業和領域發揮重要作用，為元素檢測和分析帶來新的突破和發展。
