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《天津大学》 2004年
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AOTF 红外光谱检测系统的原理与仪器化

段乔峰  
【摘要】:光谱仪器的产生已经有一百多年的历史,光谱仪器和光谱分析方法广泛用于解决物理学、化学、生物学、地质学、地球物理学、医学和其他学科中许多实际问题。在汽车尾气检测、烟道气体分析、过程分析等领域需要对气体的成分和含量实时进行分析,为此本论文研究并设计了一种新型红外光谱检测系统。该光谱检测系统以最新的声光技术结晶—声光可调谐红外滤光器(Infrared Acousto-Optic Tunable Filter, IRAOTF)为色散元件,与超小型红外光源和抛物面反射镜组成红外单色系统,采用直接数字频率合成技术实现计算机控制下的波长自动扫描,可用于在线气体红外光谱分析,系统具有结构简单、测量快速、成本低的特点。 本文分析了AOTF红外光谱检测系统的原理并完成了对检测系统的仪器化,所完成的AOTF红外光谱检测系统的仪器化工作包括三个方面:①单片机控制下的基于直接数字频率合成技术(DDS)完成的自动频率扫描系统,包括键盘、液晶显示、单片机与PC机的串口通信、DDS与单片机接口电路、以及单片机控制软件;②相关检测及单片机控制的自动数据采集系统,相关检测包括信号放大、波形变换、移相电路、相关检测电路,自动数据采集系统包括单片机控制的A/D转换电路、控制软件、及与PC机之间的数据通信;③ PC机控制软件采用基于MFC(Microsoft的C++类库)的面向对象的总体架构,包括自动控制及数据采集,数据的存储以及数据显示等部分。 通过调试,实现了AOTF红外光谱自动检测系统的仪器化。通过进一步完善,如把神经网络、小波变换等理论方法集成到PC控制软件中,可用于汽车尾气、烟道气体等多组分气体分析领域。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TH744

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