時(shí)間分辨熒光光譜測(cè)硼儀研制.pdf

1、硼元素廣泛存在于大氣、水體、巖石、土壤、動(dòng)植物體內(nèi)，并廣泛使用于各種合金和材料中，在農(nóng)業(yè)、生物、環(huán)境、地質(zhì)和工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。時(shí)間分辨熒光光譜技術(shù)是一種直接的測(cè)量方法，具有靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、試樣用量少和測(cè)量手續(xù)簡(jiǎn)單等突出的優(yōu)點(diǎn)，越來越受到研究者的重視。
　　 本文對(duì)硼元素含量測(cè)量方法的現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)研，分析了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。研究了時(shí)間分辨熒光技術(shù)的基本原理，提出了將時(shí)間分辨熒光光譜技術(shù)應(yīng)用于硼元素含量的測(cè)量中

2、。對(duì)現(xiàn)有的時(shí)間分辨熒光光譜儀的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，提出了具體的解決方案。整個(gè)系統(tǒng)由光路部分、光電轉(zhuǎn)換、模擬信號(hào)調(diào)理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、前端采集控制、數(shù)掘存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理以及USB數(shù)據(jù)通信接口組成。光路部分負(fù)責(zé)分離出熒光信號(hào)和光源信號(hào)，降低強(qiáng)光源信號(hào)對(duì)微弱熒光的干擾，光電轉(zhuǎn)換部分采用光電倍增管將微弱的熒光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，模擬信號(hào)調(diào)理將電流信號(hào)調(diào)理成具有適當(dāng)幅值的電壓信號(hào)，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行數(shù)字化。數(shù)據(jù)處理以DSP為核心，

3、控制整個(gè)系統(tǒng)工作的流程，完成數(shù)據(jù)的處理和與上位機(jī)通信。前端采集控制以FPGA為核心，接受DSP的命令，控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作，多路選擇開關(guān)的選通，存儲(chǔ)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的結(jié)果。
　　 最后設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的軟硬件。文中詳細(xì)的介紹了各個(gè)模塊設(shè)計(jì)的軟硬件設(shè)計(jì)過程，并結(jié)合具體情況，介紹了設(shè)計(jì)過程中使用的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)。對(duì)于FPGA內(nèi)部的邏輯設(shè)計(jì)，引入了有限狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)方法，并對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了功能仿真。
　　 在完成軟硬件設(shè)計(jì)之后，分別對(duì)