在光谱测量中，常用光电倍增管（PMT）和电荷耦合器件（CCD）作为光电转换器。在慢变化、高精度光谱测量中使用PMT；对于闪光灯、荧光和磷光等强度随时间变化时的光谱信号则采用CCD。PMT和CCD输出的信号形式是不同的：光电倍增管输出的是连续的模拟信号；CCD输出的是视频脉冲信号。由于输出信号的不同，相应的信号采集电路也不尽相同。本文所述的系统通过设定控制开关的不同状态，由单片机检测、判断和执行相应的操作，完成对不同形式输入信号的采集。采集到的光谱强度通过并口送入计算机进行处理、计算，并显示和打印出光谱曲线。
标签： 光谱测量
上传时间： 2013-12-23
上传用户：王小奇
1前言光谱仪是测量光源和物质光谱特性的重要装置，它在颜色显示，视觉效果比对和生物化学领域有着广泛的应用。近年来，电荷耦合器件CCD取得了飞速的发展，工艺日趋完善，已能批量制造完全没有缺陷的高可靠性低成六的CCD芯片，这种器件有很宽的光谱响应特性，完全可以代替感光乳剂，应用在光谱测量上"，因此，设计出配合CCD光谱仪器使用的光学结构对于仪器的小型化有着重大的意义.2微型CCD光谱仪的光学结构设计2.1光栅的选择与设计在光谱仪核心元件分光器件的发展历程中，经历了色散校镜到衍射光栅到采用干涉调制元件和信息变换技术的演化。近年来声光调造器件AOTF的技术和应用也有了很大发展，没有机械活动件，全固态、电子调诸.结构小而牢周，可承受震动冲击等一系列优点，使其具有明显的技术和应用竞争力2.3。本设计中选择闪耀光栅。因为光棚与其他分光元件相比较，有许多优点。首先，光栅的角色散率几乎和波长无关，这对光谱的波长测量很有利。其二，光棚的分辨率比棱镜大，价格也较低，其三，光栅不受材料透过率的限制，它可以在整个光学光谱区中应用。
上传时间： 2022-06-22
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随着现代光电子技术的迅速发展，各类光电转换器件的不断出现，光电检测技术的应用领域越来越广泛，尤其是微弱光信号检测技术的应用发展。微弱光信号检测中，常常由于信号动态范围宽、背景噪声大给信号检测带来较大的困难。本文根据微弱光信号检测技术原理，设计了一种基于单片机的微弱光信号检测系统。首先，本文探讨了微弱光信号检测技术的研究背景和国内外研究现状，对比了在微弱光信号检测中常用的几种方法。其次，对于微弱光信号检测系统的放大电路模块、电路控制模块、电源电路、信号采集与传输模块进行了详细的介绍和讨论。其中，重点分析了放大电路部分，利用对数放大器的信号压缩功能，结合积分放大器原理实现宽动态、大噪声信号的压缩和变换，使信号平稳变换输出，有效的被提取出来。对于系统的软件部分采用单片机C语言编写程序。然后，利用两种光电二极管（PN型和PIN型）对微弱光信号检测系统的入射光功率特性和入射光频率特性进行了讨论和分析，并测量了实际的发光二极管的光谱。最后，对系统电路测量结果和输出特性进行了总结，并提出了该课题下一步研究工作。微弱光信号检测系统电路的测量结果表明，该系统在微弱光信号检测中达到较理想的效果。系统电路成本较低、速度较快、操作灵活，可以用于多种场合下的微弱信号的检测。关键字：微弱光检测，对数放大器，数据采集，光谱测量
标签： 微弱光信号检测系统
上传时间： 2022-06-18
上传用户：默默
本文提出了一种基于CCD的微型光谱仪的系统设计方案。该方案选用CCD为光谱测量的探测器，光学系统采用折叠Czerny-Turner结构设计，大大减少了光学系统的体积；在探测系统方面，以现场可编程逻辑门阵列（FPGA）EPW7032设计了CCD驱动和信号采集系统。在FPGA上采用了片上可编程（SOPC）技术，集成了NiosII软核UART、CPU等功能模块，整个系统只用一片FPCA资源开发了CCD驱动电路、A/D采样控制电路、USB驱动电路等模块，使整个光谱仪系统的实现了单芯片控制。完成了基于USB的微型光谱仪和PC机的通讯，并使用Labview开发了光谱采集和处理软件，实现对光谱仪的光谱数据处理、光谱谱线绘制、波长定标相关功能。最后，对本文的系统进行了相关实验，实验表明：按照该方案设计的微型光谱仪能同时对多个波长进行测量，整个光谱仪的体积重量达到了设计所要求的微型化、小型化。为了使CCD探测系统能检测到较宽的光谱范围，选择3694个像素的线阵CCD作为探测器件。采用CD专用A/D转换芯片M始X1101对CCD输出信号进行相关及模数转换处理，转换后的数字信号暂时储存在FPGA中，经处理后通过USB总线传送到上位机，由应用软件完成光谱数据进一步的分析、处理和显示。FPGA作为整个系统的核心，完成了CCD驱动时序、MAX1101采样时序和FT245BM（USB）芯片脉冲控制时序。
上传时间： 2022-06-23
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近红外光谱法是血液成分无创检测方法中的热点，也是取得成果最多的方法之一。但是，个体差异和测量条件是影响近红外光谱血液成分无创检测的一个较突出的问题。而动态光谱法就是针对这个问题而提出的一种全新的近红外无创血液成分浓度检测方法。它从原理上消除了个体差异和测量条件等对光谱检测的影响，为基于近红外光谱法的血液成分无创检测方法进入临床应用去除了一个较为关键的障碍。因此，本文根据动态光谱检测原理设计了基于FPGA的动态光谱数据采集系统。 在分析了动态光谱数据采集系统的性能要求后，采用DALSA的高性能线阵CCD IL-C6-2048C作为光电转换器件；根据CCD输出数据的高速度和信号微弱及含有噪声等特点，选用了高速、高精度、并带有相关双采样芯片的图像处理芯片AD9826作为模数转换器件；以FPGA及其内嵌的NIOSⅡ处理器作为核心控制器，并用LabVIEW对采集得到的数据进行显示。 在FPGA中，利用Verilog HDL语言编写了CCD和AD9826的控制时序；利用两块双口RAM组成乒乓操作单元，实现高速数据的缓存，避免利用NiosⅡ处理器直接读取时的频繁中断。将NIOSⅡ处理器系统嵌入到FPGA中，实现整个系统的管理。NiOSⅡ处理器利用中断方式读取缓存单元中的数据、经对数变换后传递给计算机。其中缓存数据的读取及对数变换均采用自定义组件的方式将硬件单元添加到NIOSⅡ系统中，编程时直接调用。NIOSⅡ系统通过串口将处理后的数据传递给LabVIEW， LabVIEW对数据简单处理后显示，以实时观察采样数据是否正确。 最后对系统进行了实验测试，实验结果表明，系统能够很好的采集并显示数据，能够初步完成光信号的检测。
上传时间： 2013-04-24
上传用户：luyanping
人体血液成份的无创检测是生物医学领域尚未攻克的前沿课题之一，动态光谱法在理论上克服了其它检测方法难以逾越的障碍——个体差异和测量条件对检测结果的影响。实现动态光谱检测，其关键在于采集多波长的光电容积脉搏波信号，并对其进行处理。针对动态光谱检测中信号微弱、信噪比低、处理数据量大的特点，本文设计了基于FPGA和面阵CCD摄像头的动态光谱数据采集与预处理系统，提高检测精度，采集出满足动态光谱信号提取要求的光电脉搏波；并对动态光谱频域提取法的核心算法FFT的FPGA实现进行研究。 课题提出用高灵敏度的面阵CCD摄像头替代常规光栅光谱仪中的光电接收器，实现对多波长的光电容积脉搏波的检测。结合面阵CCD的二维图像特点，采用信号累加法去除噪声，提高信号的信噪比。 创新性的提出一种不同于以往的信号累加方法——将处于同一行的视频信号在采样过程中直接累加，然后再进行传输和存储。不同于帧累加和异行累加，这种同行累加方式不但大大的提高了信号的信噪比，同时减小了数据的传输速度和传输量，降低了对存储器容量的要求，改善了动态光谱信号检测系统的性能。 针对面阵CCD摄像头输出的复合视频信号的特点，设计视频信号解调电路，得到高速、高精度的数字视频信号和准确的视频同步信号，用于后续的视频信号采集与处理。 根据动态光谱信号检测和视频信号采集的要求，选择可编程逻辑器件FPGA作为硬件平台，设计并实现了基于FPGA和面阵CCD摄像头的光电脉搏波采集与预处理系统。该系统实现了视频信号的精确定位，通过光谱信号的高速同行累加，实现了光电脉搏波信号的高精度检测。系统采用基于FPGA的Nios II嵌入式处理器系统，通过对其应用程序的开发，可靠的实现了数据的采集、传输和存储，提高了系统的集成度，降低了开发成本。 为实现动态光谱信号的频域提取，研究了基于FPGA的FFT实现方案，对各关键模块进行设计，为动态光谱信号的进一步处理打下良好的基础。 最后，通过实验证明了系统数据采集的正确性和信号预处理的可行性，得到了符合动态光谱信号提取要求的脉搏波信号。
上传时间： 2013-04-24
上传用户：cknck
提出了一个考虑ＦＰ 效应的半导体材料参数测量方案。利用该方案可以在时域波形中，截取多个反射回峰，以提高材料参数提取的精确度。另外，考虑到多重反射对样品厚度的准确性要求较高，提出了一种有效的厚度优化方法。以ＧａＡｓ 为待测样品，利用上述方法精确提取了其折射率与消光系数谱.
上传时间： 2013-12-16
上传用户：alan-ee
在我国煤矿的生产过程中，人员和设备的安全始终是煤矿开采最为关心的问题，煤矿井下瓦斯气体所引起的爆炸事故，会造成巨大的人员和财产损失其中甲烷气体是瓦斯气体的最主要的成分。传统上的甲烷气体检测大都采用化学检测方法，但是该种方法存在很多不足，人们开始研究采用光学方法代替化学检测的方法。本文采用了基于蚂蚁算法的光谱吸收光纤监测系统对甲烷气体实施监测本论文通过对瓦斯气体（主要成分是甲烷）检测技术的历史发展背景和国内外刈其研究现状的介绍，对于传统的甲烷气体检测系统中存在的缺陷和局限性问题分析，提出了基于蚂蚁算法的光谱吸收光纤甲烷隘测系统。首先介绍了气体光谱吸收原理和蚂蚁算法的基本原理，然后详细说明了蚂蚁BP神经网络算法，系统采用了型号为 MXSLD-CS65M5A的激光器，斩波器，测量气室等甲烷气体传感器系统，通过使用蚂蚁BP神经网络算法对测量数据进行优化设计，最后选用 Labview软件对数据进行测量显示，测试系统运行的可行性。通过实验，检验了基于蚂蚁算法的光谱吸收光纤甲烷传感系统的效果，本系统的实验测试数据可以通过 LabView软件的设计进行保存，对甲烷气体浓度的检测达到良好的运行效果，系统具有实时监测和自动报警功能。研究基于蚂蚁算法的光谱吸收光纤甲烷传感系统对于煤矿安全生产具有十分重要的意义和应用前景。
标签： 蚂蚁算法
上传时间： 2022-03-10
上传用户：canderile
电磁测量
标签： 电磁测量
上传时间： 2013-07-06
上传用户：eeworm
基本磁场测量实验 真空镀膜
上传时间： 2013-06-21
上传用户：eeworm
