【摘要】：作為自然資源的寶庫,海洋逐漸引起了越來越多的人的重視,深海探測的重要性日益凸顯。相對于取樣分析,原位、實(shí)時(shí)、連續(xù)探測在開展深海研究、深海競爭方面無疑具有更大的優(yōu)勢,而光譜類測量恰能滿足這樣的需求。在這樣的背景下光譜探測系統(tǒng)的研究獲得了長足的進(jìn)步,而光譜儀作為光譜探測系統(tǒng)的核心部件,重要性不言而喻。在深海探測領(lǐng)域內(nèi),光譜儀小型化的趨勢明顯。 由Ocean Optics公司生產(chǎn)的QE65000型科研級光譜儀結(jié)合了檢測器、光學(xué)工作臺和電子器件的功能,量子效率可達(dá)90%,并具有很高的信噪比和快速的信號處理能力,適用于多種光譜系統(tǒng)。Ocean Optics公司隨機(jī)提供了用于光譜測量的SpectraSuite軟件,在一般的應(yīng)用中,通過USB接口與PC機(jī)連接即可完成光譜的測量工作；用戶也可以按照自己的需求,根據(jù)廠商提供的開發(fā)包進(jìn)行軟件開發(fā)。除了USB接口之外,QE65000還提供了30針的復(fù)合串行口,其中包括RS-232串口連接方式,同樣可以實(shí)現(xiàn)QE65000的全部功能。雖然USB連接方式能夠提供完整的光譜測量解決方案,基本能夠滿足普通用戶的需求,但是這種連接方式對上位機(jī)設(shè)備要求較高,相應(yīng)的整套光譜測量系統(tǒng)的體積和功耗都會受到較大的影響。RS-232接口硬件要求較低,控制方式相對靈活；通過開發(fā)串口通信完全可以對QE65000進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)光譜采集功能。這樣可以使其脫離PC機(jī)平臺進(jìn)行工作,甚至可以作為小型探測系統(tǒng)的控制核心,在對體積和功耗較為敏感的領(lǐng)域有較大的應(yīng)用空間。 本文主要進(jìn)行QE65000串口控制功能的開發(fā)工作。在詳細(xì)閱讀了QE65000的技術(shù)文檔以及典型應(yīng)用案例后,對QE65000光譜儀的光路、QE65000的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)、USB通訊控制芯片CY7C68013、30針專用接口以及CCD探測器等進(jìn)行了深入的分析,設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案。首先對專用接口轉(zhuǎn)接器進(jìn)行改造,使其能夠滿足RS-232串口通信的硬件需求；然后在對OEM手冊中的各種命令及操作規(guī)程進(jìn)行了深入了解的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)光譜采集流程；軟件設(shè)計(jì)方面,綜合可移植性等因素,選用C++語言及CSerialPort類,編寫了串口通信程序,使QE65000能夠與PC機(jī)進(jìn)行串口通信。調(diào)試成功后,對低壓汞燈的發(fā)射光譜進(jìn)行了測試,成功采集到了多組光譜數(shù)據(jù),并與QE65000隨機(jī)軟件測量的光譜進(jìn)行了比較。經(jīng)驗(yàn)證QE65000可以通過串口控制實(shí)現(xiàn)光譜采集的功能,采集的光譜與通過USB口采集到的光譜基本一致。 由于PC平臺開發(fā)、調(diào)試工具較為豐富,所以目前控制系統(tǒng)通過PC機(jī)進(jìn)行開發(fā)。在以后的工作中,可以通過程序移植,實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對QE65000進(jìn)行全面的控制,這為探測系統(tǒng)的小型化做出了有益的探索。
【圖文】：

圖2一1物質(zhì)吸收的光譜曲線[11l光光譜法光譜法是1964年之后發(fā)展起來的分析方法，是根據(jù)原子在熒光強(qiáng)度進(jìn)行定量分析的發(fā)射光譜分析法〔121。由原子吸收特征輻射之后躍遷到較高能級，而后又躍遷回到時(shí)發(fā)射出的與原激發(fā)輻射波長相同或者不同的輻射即原子可以分為共振熒光、非共振熒光與敏化熒光等三種類型。相同的熒光稱為共振熒光。如果熒光的波長與激發(fā)光不同當(dāng)受激發(fā)的原子與另一種原子碰撞時(shí)，將激發(fā)能傳遞給另

206目)』 0014巨)]掛0戶f(mg一l，一‘，圖2一1物質(zhì)吸收的光譜曲線[11l2.1.2原子熒光光譜法原子熒光光譜法是1964年之后發(fā)展起來的分析方法，是根據(jù)原子在輻射能激發(fā)下發(fā)射的熒光強(qiáng)度進(jìn)行定量分析的發(fā)射光譜分析法〔121。氣態(tài)自由原子吸收特征輻射之后躍遷到較高能級，而后又躍遷回到基態(tài)或較低能級，同時(shí)發(fā)射出的與原激發(fā)輻射波長相同或者不同的輻射即原子熒光〔’3〕。原子熒光可以分為共振熒光、非共振熒光與敏化熒光等三種類型。發(fā)射與原吸收線波長相同的熒光稱為共振熒光。如果熒光的波長與激發(fā)光不同，則稱非共振熒光。當(dāng)受激發(fā)的原子與另一種原子碰撞時(shí)，將激發(fā)能傳遞給另一個(gè)原子使其激發(fā)，，后者再由輻射形式去激發(fā)而發(fā)射熒光即為敏化熒光〔閉。原子熒光光譜法的優(yōu)點(diǎn)包括:檢出限較低，靈敏度較高;干擾比較少
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：P715

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 徐偉;馬兆銘;王克家;石小巍;;深海甲烷激光拉曼光譜原位探測器的研究[J];傳感器與微系統(tǒng);2008年06期

2 扈嘯,張s

本文編號：2644383