基于LabVIEW的光声光谱检测系统的研究

来源 :浙江师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Nathan_YM
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光声光谱(photoacoustic spectroscopy, PAS)是一种基于物质的光声效应发展而来的光谱技术。该技术具有灵敏度高、无破坏性、适应性广等优点,尤其对传统光谱难于处理的高散射、高反射、不透明的物质,更显示出其独特的优势,因而在气体成分分析、环境监测、生物医学、材料科学等领域已展现出其广阔的应用前景。本文首先回顾了光声光谱检测技术的发展历程及现状。介绍了RG理论:以一个圆柱形光声腔为讨论模型,分析了光声信号的产生机理,导出了光声信号的一般表达式,并针对几种特殊情况做了讨论。然后,引入虚拟仪器技术思想,设计了一套基于LabVIEW的光声光谱检测系统。论文在提出系统设计思想的基础上,介绍了系统硬件平台的框架,详细描述了前置放大器的设计;介绍了系统软件的设计,对软件主操作界面和几个关键模块的设计都进行了详细介绍。最后介绍了系统的整体调试,用对波长响应平坦的激光功率能量计测得光源的功率谱,用设计的系统检测了碳黑样品的光声光谱,并将光源的功率谱和碳黑样品的光声光谱做了对比;用系统测量了Er203的光声光谱,并将它与Er203的标准谱线进行比较,然后根据所测得的特征峰对设计的系统进行定标。系统实现了测量工作的高度自动化,检测效率高。系统软件操作界面友好,用户可通过计算机实现仪器控制、实验参数设置、数据自动采集和处理,以及动态监控实验过程和实时显示实验结果。实验结果表明,该系统精度高,可信度好。本研究的创新主要体现在以下两个方面的工作中:1.搭建了光声光谱检测系统的硬件平台。该平台结构紧凑,成本低。2.运用LabVIEW编写了检测系统的应用软件。软件设计体现了模块化设计思想,特别是主Ⅵ中应用事件驱动编程结构,使计算机执行效率高,有利于系统功能的扩展。
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