【摘要】：傳統(tǒng)的紫外可見光譜儀存在結構復雜、體積大、光譜掃描時間長、不能實現多波長同時檢測、不適合野外作業(yè)等弱點。課題針對上述弱點提出了一種便攜式紫外可見光譜儀的設計方法,并根據該方法成功設計了一款新型紫外可見光譜儀,該光譜儀具有攜帶方便、工作速度快、可以實現多波長同時在線檢測、適于野外作業(yè)等優(yōu)點。文中主要完成了以下幾方面的工作:1.介紹了傳統(tǒng)紫外可見光譜儀的結構、工作原理及優(yōu)缺點,并對光譜儀的未來發(fā)展趨勢進行了說明。2.對比分析了采用多通道檢測器件的多通道光譜測量系統(tǒng)和采用光電倍增管的單通道光譜測量系統(tǒng),結論表明,相比于單通道光譜測量系統(tǒng),多通道光譜測量系統(tǒng)的光學系統(tǒng)結構更簡單、靈敏度更高、信噪比更好、并且可以實現全波段快速測量。3.研究了色散系統(tǒng)的小型化問題,采用了平場凹面全息光柵的小型化色散系統(tǒng),該系統(tǒng)具有結構簡單、元件少等優(yōu)點,同時體積只有120×110×70mm~3。4.在硬件設計上,選擇了多通道檢測器件S3904-1024Q作為課題的光電轉換器件。以C8051F020為控制核心,設計了一種集成度高的多通道檢測器件的驅動系統(tǒng)和數據采集系統(tǒng);驅動系統(tǒng)的驅動控制脈沖由單片機P1口產生;設計了基于LF356和MAX4501的積分電路用于將多通道檢測器件輸出的電荷信號轉換為電壓信號,該電壓信號經過同相放大電路放大后由外部高速ADC芯片AD7492實現模數轉換;轉換結果通過單片機串口RS232標準傳送到上位計算機中,并保存在外部FLASH芯片AT29LV512中。5.在軟件設計上,首先,編寫了單片機的C語言程序;其次,基于LabVIEW編寫設計了上位機的軟件,該軟件具有串行通訊、數據采集和處理、數據顯示等功能。6.研究了多通道光譜測量系統(tǒng)的波長標定問題,根據光柵譜線勻排性理論采用線性插值法實現了波長標定,準確度為1nm;最后對所設計的便攜式紫外可見光譜儀進行了測試,結果表明波長準確度、光譜帶寬的測量、透射比準確度等均達到設計要求。
【圖文】：

（6）遠紫外光譜儀：光譜范圍為10~200nm ，，主要用于太空檢測。1.2.3 紫外可見光譜儀的結構、原理及主要技術指標紫外可見光譜儀是一款利用紫外可見波段的光譜作為照明系統(tǒng)來對樣品進行定性和定量分析的儀器。傳統(tǒng)紫外可見光譜儀的結構包括：光源、聚光系統(tǒng)、單色器（由入射狹縫、準直物鏡、色散元件、成像物鏡以及出射狹縫組成）、波長掃描機構、樣品池、光電倍增管、控制電路和信號采集電路等裝置。其中，光源是由氘燈（185—39nm）和鎢燈（350—800nm）組合的分立光源，結構如圖 1.2 所示。

的小型化光譜儀體積小，質量輕且精夠更加靈活的應用到野外環(huán)境中。綜上的國內外發(fā)展現狀化技術發(fā)展較早，技術相對較為成熟。們具有代表性的設備，為首的生 Jobin Yvon 、英國的 Pye Unicam等。司 DE2000 小型化合金分析光譜儀儀的外形尺寸：245× 250 × 88mm，重射線管，管長更短，結構更加緊密，了信號利用率；DE2000 小型化光譜儀、防水；光譜儀內置槽式散熱和電池，作提供了方便，其外形如圖 1.4 所示。
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH744.1

【參考文獻】

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1 鄭浩;劉宏延;張玉峰;王玲玲;刀

本文編號：2622487