基于拉曼光谱的亚硝酸盐监测系统的设计与研究
[Abstract]:After ingesting excessive nitrite, ferrous hemoglobin in blood is oxidized to methemoglobin, which weakens its ability to carry oxygen and then causes hypoxia in tissues and damages the body. Nitrite will not only harm human body, but also lead to aquatic poisoning, which seriously affects the economic benefits of aquaculture. Therefore, it is of great significance for food safety and aquaculture to study a fast and online nitrite detection system. The hardware of this system mainly includes optical system and electronic system. The optical system is designed on the basis of resonance Raman technique, and the intensity of Raman spectrum can be greatly enhanced by the combination of liquid-core fiber technology. The optical system is designed from five aspects: the selection of light source, the preparation of liquid-core optical fiber, the selection of filter, the selection of optical monochromator and the selection of detector. Through testing and analysis, it is determined that each module meets the design requirements of this paper. After the light path conditioning, to achieve the light signal to electrical signal transformation. In the process of signal transformation, the driving pulse of STM32 is generated and controlled by STM32. A signal conditioning circuit is added between the output of CCD and the input of STM32 to adjust the signal and amplify the current to the appropriate voltage value, then filter it. The voltage amplitude is within the range of ADC input voltage in STM32. STM32 communicates with the host computer using RS232 serial communication. STM32 transmits the converted digital value to the host computer for display on the one hand and stores it in the SD card for backup on the other hand. The functions of the software part of the system include CCD driver, storage, communication and LabVIEW graphics display. CCD driver makes the STM32 chip provide the clock pulse signal with certain duty cycle. The signal charge transfer generated in each pixel of CCD is transformed into an electric signal corresponding to the light intensity. ADCs driver acquires the stimulated Raman scattering intensity information processed by the signal conditioning module. The stored program can save the system data and time information, which is convenient for users to query and process the historical data. The communication program is the code of communication with the host computer, and adopts the standard RS232 protocol. A spectrometer application program based on LabVIEW is designed to display the collected spectral images and nitrite concentration curves, and to control the storage of spectrometer parameters and spectral data. The experimental results show that the system can monitor the concentration of nitrite ion in aqueous solution. The system has successfully completed the collection, processing and display of spectral data, which can be applied to the detection of nitrite in many kinds of water samples, with good reproducibility and high accuracy.
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP274
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,本文编号:2167705
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