近红外光谱仪产品样机测控系统的研制

发布时间：2017-05-03 01:02

  本文关键词：近红外光谱仪产品样机测控系统的研制，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：传统的光谱学分析检测仪一般都属于“大型精密仪器”,不但体积庞大,而且对使用环境要求苛刻,不适合野外现场检测分析。因此,近年来近红外光谱仪器的便携化成为研究热点,实验室经过多年努力成功研制了便携式近红外光谱仪原理样机,实现了野外工作者“把分析实验室带到野外现场”的梦想。论文分析了原理样机的不足之处并对其进行改进,设计实现了便携式近红外光谱仪产品样机。 对数字锁相放大器进行研究,分析了光栅扫描型近红外光谱仪中光谱信号频率波动引起的测量误差问题,提出了一种同步整周期采样的正交DPSD方法,讨论了实现这种方法的几点注意事项,给出了这种方法与原模拟锁相放大器的信噪比对比测试实验结果。 设计了近红外光谱仪产品样机的测控系统,采用两套测控方案:一套利用标准RS232串口和仪器通讯,在PDA上基于Windows CE系统开发了测控软件,主要用于野外现场实验;另一套以USB总线与仪器通讯,基于桌面PC开发测控软件,包括基于VC++6.0和基于LabVIEW的测控软件,主要用于实验室分析。用户可以根据自身需要选择不同测控方案。 另外,针对近红外光谱分析的特点,利用LabVIEW强大的数据处理功能对近红外光谱数据进行预处理。最后,对研制的近红外光谱仪产品样机进行性能测试,分析了多组野外矿物光谱数据,并与上海棱光的近红外农产品品质分析仪Spectrumlab 400和澳大利亚的PIMA进行了对比分析,验证了产品样机功能的正确性。
【关键词】：便携式 近红外 数字相敏检波 整周期采样 USB总线 LabVIEW Windows CE 光谱数据预处理方法
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH744.1
【目录】：

• 第一章 绪论7-12
• 1.1 近红外光谱分析技术简介7-11
• 1.1.1 近红外光谱仪的发展趋势7-8
• 1.1.2 国内外研究现状8-11
• 1.2 选题背景、意义及研究内容11-12
• 1.2.1 研究近红外光谱仪的必要性11
• 1.2.2 本文研究内容11-12
• 第二章 近红外光谱分析原理及仪器方案设计12-18
• 2.1 近红外光谱分析原理12-13
• 2.1.1 光的吸收现象12
• 2.1.2 近红外光谱常规分析技术12-13
• 2.2 便携式近红外光谱仪方案设计13-17
• 2.2.1 数字锁相放大器研究15
• 2.2.2 测控系统平台选择15-16
• 2.2.3 测控系统接口方案选择16-17
• 2.2.4 便携式近红外光谱仪测控系统方案设计17
• 2.3 小结17-18
• 第三章 锁相放大技术在近红外光谱仪中的应用18-33
• 3.1 锁相放大器的工作原理及结构18-21
• 3.1.1 相关检测的原理18-20
• 3.1.2 模拟锁相放大器的组成结构20-21
• 3.1.3 模拟锁相放大器的缺点21
• 3.2 数字锁相放大器设计21-32
• 3.2.1 传统的正交采样法原理22-23
• 3.2.2 频率波动引起DPSD 误差分析23-24
• 3.2.3 整周期采样DPSD 系统设计24-31
• 3.2.4 测试结果31-32
• 3.3 小结32-33
• 第四章 近红外光谱仪的通信接口设计33-45
• 4.1 USB 通信模块设计33-43
• 4.1.1 USB 通信模块软硬件组成33
• 4.1.2 USB 通信模块方案设计33-34
• 4.1.3 PDIUSBD12 功能模块及特点34-36
• 4.1.4 USB 接口电路设计36-37
• 4.1.5 电路设计中的注意事项37-38
• 4.1.6 仪器固件程序开发38-42
• 4.1.7 设备驱动程序开发42-43
• 4.2 串口通信模块设计43-44
• 4.3 小结44-45
• 第五章 近红外光谱仪的测控软件开发45-65
• 5.1 基于VC++6.0 的测控软件开发45-50
• 5.1.1 DLL 动态链接库45-46
• 5.1.2 DLL 动态链接库开发方法46-48
• 5.1.3 测控软件各功能模块的实现48-50
• 5.2 基于LabVIEW 的测控软件开发50-56
• 5.2.1 USB 接口程序设计50-51
• 5.2.2 光谱预处理方法51-55
• 5.2.3 测控软件演示55-56
• 5.3 基于Windows CE 操作系统的测控软件开发56-64
• 5.3.1 Windows CE 概述56-57
• 5.3.2 Windows CE 开发工具介绍57-58
• 5.3.3 程序开发注意事项58
• 5.3.4 基于Windows CE 的驱动层程序58-59
• 5.3.5 Windows CE 多线程编程59-61
• 5.3.6 基于Windows CE 的多线程串口通信程序开发61-64
• 5.4 小结64-65
• 第六章 系统测试65-68
• 6.1 近红外光谱仪性能指标对比65
• 6.2 近红外光谱仪正确性对比测试65-66
• 6.3 近红外光谱仪重复性测试66-68
• 第七章 全文总结68-69
• 参考文献69-71
• 摘要71-73
• Abstract73-75
• 致谢75-76
• 攻读硕士期间发表的学术论文与科研成果76

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 张伟;基于ARM的便携式近红外光谱仪测控电路设计[D];吉林大学;2008年

2 刘瑞芳;基于ANN近红外光谱分析方法研究与ARM系统实现[D];吉林大学;2012年

  本文关键词：近红外光谱仪产品样机测控系统的研制，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：342001