激光诱导击穿光谱仪器测控系统研制

发布时间：2017-07-30 12:05

  本文关键词：激光诱导击穿光谱仪器测控系统研制

  更多相关文章： 激光诱导击穿光谱 插件式 测控系统 过程优化 延时器 自动化 迭代式

【摘要】：激光诱导击穿光谱(LIBS)仪器作为一种重要的元素分析仪器，其广阔的应用领域，，准确、快速的检测手段将促进整个测试分析领域检测水平的提高。本文针对LIBS测控系统进行深入研究。结合插件式设计框架完成测控系统硬件平台及软件平台设计，提高了测控系统对不同类型部件的兼容性；研制了LIBS仪器专属的小型化延时器，在满足LIBS仪器延时需求的基础上，缩小延时器体积和重量，为仪器便携式发展奠定基础；优化测控过程中延时时间和激光能量耦合效率等参数，提出一种基于单光束分束的LIBS技术，延长了等离子体信号的生存周期，提高了信号强度，为仪器降低检出限提供基础，并针对测控过程优化实验，提出一种自动化的多层迭代式实验方法，提高参数优化的效率；集成测控系统，并进行金属样品定性分析的实际应用，此外，该测控系统成功集成于台式LIBS样机、便携式LIBS样机以及激光诱导击穿-拉曼光谱联用样机中。
【关键词】：激光诱导击穿光谱 插件式 测控系统 过程优化 延时器 自动化 迭代式
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH744.1
【目录】：

• 提要4-5
• 摘要5-8
• Abstract8-16
• 第1章 绪论16-32
• 1.1 研究背景16-19
• 1.1.1 选题背景及意义16-17
• 1.1.2 激光诱导击穿光谱技术背景17-19
• 1.2 国内外发展现状19-29
• 1.2.1 激光诱导击穿光谱仪器设备组成19-25
• 1.2.2 激光诱导击穿光谱仪器测控系统研究现状及存在问题25-29
• 1.3 本文的主要研究内容29-32
• 第2章 激光诱导击穿光谱仪测控系统设计与实现32-60
• 2.1 引言32-33
• 2.2 总体方案33-36
• 2.2.1 测控系统需求分析33-34
• 2.2.2 测控系统总体设计34-36
• 2.3 硬件研制36-41
• 2.3.1 主控设备选型36-40
• 2.3.2 接口适配器研制40-41
• 2.4 软件开发41-59
• 2.4.1 插件式应用框架技术41-44
• 2.4.2 部件控制模块开发44-51
• 2.4.3 辅助模块开发51-54
• 2.4.4 部件特征参数提取及插件接口制定54-58
• 2.4.5 软件集成58-59
• 2.5 本章小结59-60
• 第3章 激光诱导击穿光谱仪延时器的研制60-84
• 3.1 引言60-62
• 3.2 总体设计62-64
• 3.3 信号整形64-66
• 3.4 数字延时66-69
• 3.4.1 晶振的选择66-67
• 3.4.2 数字延时的实现67-69
• 3.5 模拟延时69-72
• 3.5.1 恒流源充电电路设计70-72
• 3.5.2 输出驱动及延时精度分析72
• 3.6 抖动补偿72-75
• 3.6.1 抖动的原理72-74
• 3.6.2 抖动补偿设计74-75
• 3.7 逻辑控制及延时校准75-78
• 3.7.1 NIOS II 介绍75-76
• 3.7.2 逻辑控制76-77
• 3.7.3 延时校准77-78
• 3.8 实验测试78-83
• 3.8.1 输出信号测试80-81
• 3.8.2 固有延时测试81-82
• 3.8.3 延时精度测试82-83
• 3.9 本章小结83-84
• 第4章 激光诱导击穿光谱仪测控系统集成与测试84-92
• 4.1 引言84
• 4.2 测控系统集成84-86
• 4.3 测控系统测试86-90
• 4.3.1 测试条件86-87
• 4.3.2 兼容性测试87
• 4.3.3 功能测试87-90
• 4.3.4 稳定性测试90
• 4.4 本章小结90-92
• 第5章 激光诱导击穿光谱仪测控过程优化研究92-120
• 5.1 引言92-94
• 5.2 延时时间优化研究94-100
• 5.2.1 等离子体基本特性94-97
• 5.2.2 延时时间对等离子体信号的作用97-100
• 5.3 激光能量耦合效率优化研究100-115
• 5.3.1 激光与物质作用原理100-103
• 5.3.2 实验装置与方法103-105
• 5.3.3 结果与讨论105-115
• 5.4 多层迭代式实验方法研究115-119
• 5.4.1 常见的参数优化实验方法115-116
• 5.4.2 多层迭代式实验方法的设计116-117
• 5.4.3 多层迭代式实验方法的测试117-119
• 5.5 本章小结119-120
• 第6章 激光诱导击穿光谱仪测控系统应用研究120-124
• 6.1 引言120
• 6.2 金属样品定性分析应用120-121
• 6.3 仪器集成应用121-122
• 6.4 本章小结122-124
• 第7章 全文总结124-128
• 7.1 主要研究成果及创新性工作124-125
• 7.2 存在的问题及下一步工作建议125-128
• 参考文献128-142
• 作者简介及攻博期间发表的学术论文与科研成果142-144
• 致谢144

【参考文献】

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本文编号：594107