動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)是測(cè)量納米和亞微米級(jí)顆粒的有效方法,在化學(xué)工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、生態(tài)環(huán)境檢測(cè)、材料科學(xué)、食品工業(yè)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。在動(dòng)態(tài)光散射法測(cè)量顆粒中,光子相關(guān)器是其核心裝置,設(shè)計(jì)良好的相關(guān)器對(duì)于提高自相關(guān)函數(shù)測(cè)量準(zhǔn)確度,進(jìn)而提升顆粒測(cè)量精度具有重要意義。本論文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于LabVIEW的軟件相關(guān)器,并結(jié)合動(dòng)態(tài)光散射實(shí)驗(yàn)對(duì)其相關(guān)參數(shù)的設(shè)置與自相關(guān)函數(shù)的優(yōu)化進(jìn)行了分析。在現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)光散射實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的基礎(chǔ)上,本論文設(shè)計(jì)了由NI PCIe-6612型號(hào)計(jì)數(shù)器板卡、NI PCI-5402波形發(fā)生器板卡和微機(jī)組成的基于LabVIEW的軟件相關(guān)器。其中板卡型的硬件設(shè)備可以安裝進(jìn)微機(jī)主機(jī)箱的插槽當(dāng)中,對(duì)于計(jì)數(shù)器板卡這種有較多數(shù)字I/O引腳的,外接一個(gè)接線(xiàn)板,具有成本較低、體積較小、便攜易用的特點(diǎn)�；贚abVIEW的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括了數(shù)據(jù)采集、相關(guān)運(yùn)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與顯示、粒徑反演等模塊以及可供用戶(hù)操作的軟件界面,較完整的完成了從讀取數(shù)據(jù)、計(jì)算自相關(guān)函數(shù)到粒徑反演的過(guò)程。其中數(shù)據(jù)采集模塊采用把數(shù)據(jù)采集下來(lái)再計(jì)算的方式,大大增加了最大采樣頻率。分析了采樣時(shí)間、相關(guān)通道數(shù)等參數(shù)選擇對(duì)軟件相關(guān)器性能的影響,在采... 

【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：55 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

歸一化散射光強(qiáng)自相關(guān)函數(shù)曲線(xiàn)

件的選型相關(guān)器主要由光子計(jì)數(shù)探頭、計(jì)數(shù)器板卡、波形發(fā)生器以及微機(jī)三部子計(jì)數(shù)探頭負(fù)責(zé)把探測(cè)到的散射光強(qiáng)信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大、甄別、整型轉(zhuǎn)化號(hào)輸出，計(jì)數(shù)器板卡完成數(shù)據(jù)的采集，波形發(fā)生器產(chǎn)生時(shí)鐘波形信號(hào)作樣時(shí)鐘，而微機(jī)則是作為終端完成數(shù)據(jù)的處理以及人機(jī)交互。一個(gè)軟備的選型，需要充分考慮各個(gè)信號(hào)類(lèi)型、硬件接口以及相關(guān)參數(shù)的匹配器的功能與可擴(kuò)展性，因此需要對(duì)相關(guān)器的器件選型做詳細(xì)分析。光子計(jì)數(shù)探頭態(tài)光散射實(shí)驗(yàn)中，散射光極其微弱并且需要探測(cè)散射光信號(hào)隨時(shí)間的 PMT 雖然可以實(shí)時(shí)測(cè)出散射光功率大小，但是對(duì)于動(dòng)態(tài)光散射實(shí)驗(yàn)而光功率隨時(shí)間的波動(dòng)。因此，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際需求，選取能把散射光功壓脈沖個(gè)數(shù)形式輸出的光子計(jì)數(shù)探頭。

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文壓電路、放大器、甄別器、脈沖整型器組成，其中包含的 PMT 為雙堿光電陰極，它將散射光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)，再經(jīng)過(guò)脈沖線(xiàn)性放大器將信號(hào)放大，然后將隨機(jī)變化的信號(hào)送到光子甄別器中甄別出光子脈沖信號(hào)，再通過(guò)脈沖整型器整型為 TTL 電平的電壓脈沖輸出，脈沖寬度為10ns，脈沖對(duì)分辨率為20ns[24]。在500nm附近波長(zhǎng)的靈敏度最高，計(jì)數(shù)靈敏度為5 1 14.6 10 s pW ，與我們激光器的波長(zhǎng)532nm相符。在實(shí)際使用該光子計(jì)數(shù)探頭時(shí)，除注意運(yùn)行的電壓電流符合要求外，還需關(guān)注散射光強(qiáng)的控制。如圖 3-3 所示，圖 3-3（a）為線(xiàn)性計(jì)數(shù)率曲線(xiàn)，橫坐標(biāo)為輸入光的計(jì)數(shù)率，縱坐標(biāo)為輸出光的計(jì)數(shù)率，可見(jiàn)在計(jì)數(shù)率小于65 1 0時(shí)，入射光與出射光的計(jì)數(shù)率是呈線(xiàn)性關(guān)系的，而圖（b）也展示了計(jì)數(shù)率與誤差之間的關(guān)系，經(jīng)過(guò)矯正后的曲線(xiàn)，在小于 計(jì)數(shù)率時(shí)，誤差接近于 0。因此，為保證光子計(jì)數(shù)探頭輸出信號(hào)的可靠性，需要保證其探測(cè)到的散射光計(jì)數(shù)率不超過(guò) 。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]大動(dòng)態(tài)范圍高速光子相關(guān)器研究[D]. 陸文玲.山東理工大學(xué) 2012
[3]多角度動(dòng)態(tài)光散射顆粒粒度反演方法研究[D]. 劉曉艷.山東理工大學(xué) 2012
[4]低頻隨機(jī)信號(hào)實(shí)時(shí)功率譜分析儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王峰.東南大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3287408