紫外-可見(jiàn)光吸收光譜檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、紫外-可見(jiàn)光吸收光譜檢測(cè)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于生物化學(xué)、醫(yī)療、食品等領(lǐng)域，具有分析精度高、測(cè)量范圍大、可靠性強(qiáng)、檢測(cè)速度快、方便快捷、無(wú)二次污染等特點(diǎn)。課題以紫外-可見(jiàn)光吸收光譜檢測(cè)在生物化學(xué)上的應(yīng)用為背景，設(shè)計(jì)并完成了紫外-可見(jiàn)光吸收光譜檢測(cè)系統(tǒng)，滿足了實(shí)際應(yīng)用需求。
　　本文首先闡述了吸收光譜檢測(cè)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，介紹了吸收光譜檢測(cè)的工作原理，提出了總體解決方案。根據(jù)總體方案設(shè)計(jì)了系統(tǒng)光路，完成了基于光電池和基于PMT

2、（光電倍增管）的吸收光譜檢測(cè)器的電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，完成了測(cè)試工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試并建立測(cè)試系統(tǒng)和方法進(jìn)行性能測(cè)試和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。
　　吸收光譜檢測(cè)原理和光路設(shè)計(jì)：介紹了吸收光譜檢測(cè)系統(tǒng)的原理，分析了系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求，指出了系統(tǒng)功能要求，確定了系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)路線，最后確定光源選型，采用LED（發(fā)光二極管）完成了吸收光譜檢測(cè)系統(tǒng)的光路設(shè)計(jì)。
　　系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)包括：1.恒光功率光源設(shè)計(jì)，主要介紹光強(qiáng)反饋驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)；2.基于

3、光電池的吸收光譜檢測(cè)器的設(shè)計(jì)，包括信號(hào)調(diào)理電路、AD信號(hào)采樣電路和MCU電路以及槽型光耦電路的設(shè)計(jì)；3.基于PMT的吸收光譜檢測(cè)器設(shè)計(jì)，主要包括信號(hào)調(diào)理電路和CPLD（復(fù)雜可編程邏輯器件）脈沖計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)。
　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括：1.基于Modbus-RTU通訊協(xié)議的設(shè)計(jì)；2.基于光電池的吸收光譜檢測(cè)器的驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)；3.基于PMT的吸收光譜檢測(cè)器的驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)和CPLD脈沖計(jì)數(shù)軟件設(shè)計(jì)。
　　測(cè)試工作臺(tái)設(shè)計(jì)包括：1.主控

4、板電源模塊設(shè)計(jì)；2.電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)；3.MCU電路及外圍接口電路設(shè)計(jì)；4.基于WinCE系統(tǒng)的上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)。
　　經(jīng)軟硬件、整機(jī)調(diào)試和性能測(cè)試后，光源輻射光功率穩(wěn)定，檢測(cè)器性能達(dá)標(biāo)，測(cè)試工作臺(tái)功能良好，人機(jī)界面友好。性能測(cè)試和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：基于光電池的吸收光譜檢測(cè)系統(tǒng)在可見(jiàn)光區(qū)OD測(cè)量范圍為0-4.0 OD，精度為0.01 OD，線性度R2>99.5％，RSD<0.69%；基于 PMT的吸收光譜檢測(cè)系統(tǒng)在紫外光區(qū)測(cè)量范圍為