一种红外光谱测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种红外光谱测量系统，包括数据采集电路模块、数据分析处理模块、电源模块、ARM控制芯片、时序控制模块、USB数据传输模块、A/D转换模块；ARM控制芯片与USB数据传输模块实现双向通信连接，ARM控制芯片与A/D转换模块实现双向通信连接，ARM控制芯片的输出端与时序控制模块的输入端通信连接，电源模块为数据采集电路模块供电，时序控制模块的输出端与数据采集电路模块的输入端通信连接，电源模块为数据分析处理模块提供电力，数据采集电路模块的输出端与数据分析处理模块的输入端通信连接，数据分析处理模块的输出端与A/D转换模块的输入端通信连接；且数据分析处理模块与干涉图显示屏相连，数据分析处理模块与光谱图显示屏相连。

【技术实现步骤摘要】
一种红外光谱测量系统
本专利技术涉及红外光谱
，尤其涉及一种红外光谱测量系统。
技术介绍
红外光谱测量是利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性，进行分子结构和化学组成分析的系统。红外光谱测量系统通常由光源，单色器，探测器和计算机处理信息系统组成。根据分光装置的不同，分为色散型和干涉型。对色散型双光路光学零位平衡红外分光光度计而言，当样品吸收了一定频率的红外辐射后，分子的振动能级发生跃迁，透过的光束中相应频率的光被减弱，造成参比光路与样品光路相应辐射的强度差，从而得到所测样品的红外光谱。目前，在用红外光照射有机物时，分子吸收红外光辉发生振动能级跃迁，不同的化学键或官能团吸收频率不同，每个有机物分子只吸收与其分子振动、转动频率相一致的红外光谱，所得到的吸收光谱通常称为红外吸收光谱，对红外光谱进行分析，可对物质进行定量分析。目前的红外光谱测量系统在使用过程时，功耗较高，同时将干涉图和光谱图进行直观地显示。根据中国专利技术专利申请号为201610322176.8公开的一种基于渐变滤光片的红外成像光谱测量系统，其解决了现有成像光谱系统的光谱分辨率能力差、存在较大的谱线弯曲和谱线色畸变，设计、加工、装调精度要求高、价格高等不足，但是其中的红外光谱测量单元在测量采集过程中，无法有效地利用光电传感器对物质频率信号进行捕捉，同时无法及时有效地传送到PC机上，这样就导致了利用红外光谱在测量时产生滞后性，同时光谱处理模块功能较为单一，无法对读取的信号进行平滑、滤波等处理。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术中的不足，提供了一种红外光谱测量系统。本专利技术是通过以下技术方案实现：一种红外光谱测量系统，包括数据采集电路模块、数据分析处理模块、电源模块、ARM控制芯片、时序控制模块、USB数据传输模块、A/D转换模块；所述电源模块为所述ARM控制芯片供电，所述ARM控制芯片与所述USB数据传输模块实现双向通信连接，所述ARM控制芯片与所述A/D转换模块实现双向通信连接，所述ARM控制芯片的输出端与所述时序控制模块的输入端通信连接，所述电源模块为所述数据采集电路模块供电，所述时序控制模块的输出端与所述数据采集电路模块的输入端通信连接，所述电源模块为所述数据分析处理模块提供电力，所述数据采集电路模块的输出端与所述数据分析处理模块的输入端通信连接，所述数据分析处理模块的输出端与所述A/D转换模块的输入端通信连接；且所述数据分析处理模块与干涉图显示屏相连，所述数据分析处理模块与光谱图显示屏相连。进一步地，所述数据采集电路模块包括光电探测器、芯片、信号处理器、USB模块。进一步地，所述数据分析处理模块包括光谱采集模块、光谱处理模块、光谱分析模块、数据报告模块、波长标定模块、光谱对比模块。进一步地，所述光谱采集模块的输出端与所述光谱处理模块的输入端通信连接，所述光谱处理模块的输出端与所述光谱分析模块的输入端通信连接，所述光谱分析模块的输出端与所述数据报告模块的输入端通信连接，所述数据报告模块的输出端与所述波长标定模块的输入端通信连接，所述波长标定模块的输出端与所述光谱对比模块的输入端通信连接。进一步地，所述芯片采用的型号为LPC2148。进一步地，所述信号处理器的型号为AD9826。进一步地，所述光电探测器采用的是线阵图像传感器G9203-256D。进一步地，所述电源模块为直流电源模块。与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术在使用时，红外光谱测量系统的数据采集电路模块实现的是数据采集功能，由于整个红外光谱测量系统要求电路体积小、功耗低、发热量小、可扩展性强，所以本专利技术采用的是基于ARM7的低功耗电路系统。用到的主要芯片有PHILIP公司生产的ARM7芯片LPC2148和信号处理器AD9826，光电探测器采用的是线阵图像传感器G9203-256D。首先给光电探测器提供时序信号，然后对经过AD9826转换处理后的线阵图像传感器模拟信号进行采集，再将采集到的数据暂存在其USB缓冲区上，最后通过其内部集成的USB模块将这些数据发送到PC机上。数据分析处理模块是系统软件中的核心部分。在模块中集成了PCR和PLS两种算法。PC机上的软件主要包括数据采集和分析两大部分，整体框架是围绕数据库模块，将系统划分为六大功能模块。光谱采集模块是通过USB协议把硬件的光谱信号读入到PC机；光谱处理模块是对读取的信号进行平滑、滤波等基本处理；光谱分析模块、光谱采集模块、光谱对比模块、波长标定模块和数据报告模块是几个基本的附属模块。PC机上软件数据采集的基本流程是：当用户要求采集时，首先通过USB向LPC2148发送表征积分时间和AD9826偏置电压的数据，然后再通过USB读取从LPC2148发过来的数据，最后利用这些数据在坐标图上绘出相应的曲线即完成了数据采集。本专利技术提供的红外光谱测量系统便于将测得的干涉图和光谱图进行显示，各个物质的含量也将反映在红外吸收光谱图上，可根据峰位置、吸收强度进行定量定性分析。附图说明图1为本专利技术的原理图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，所述的一种红外光谱测量系统，包括数据采集电路模块、数据分析处理模块、电源模块、ARM控制芯片、时序控制模块、USB数据传输模块、A/D转换模块；所述电源模块为所述ARM控制芯片供电，所述ARM控制芯片与所述USB数据传输模块实现双向通信连接，所述ARM控制芯片与所述A/D转换模块实现双向通信连接，所述ARM控制芯片的输出端与所述时序控制模块的输入端通信连接，所述电源模块为所述数据采集电路模块供电，所述时序控制模块的输出端与所述数据采集电路模块的输入端通信连接，所述电源模块为所述数据分析处理模块提供电力，所述数据采集电路模块的输出端与所述数据分析处理模块的输入端通信连接，所述数据分析处理模块的输出端与所述A/D转换模块的输入端通信连接；且所述数据分析处理模块与干涉图显示屏相连，所述数据分析处理模块与光谱图显示屏相连。所述数据采集电路模块包括光电探测器、芯片、信号处理器、USB模块；所述数据分析处理模块包括光谱采集模块、光谱处理模块、光谱分析模块、数据报告模块、波长标定模块、光谱对比模块。所述光谱采集模块的输出端与所述光谱处理模块的输入端通信连接，所述光谱处理模块的输出端与所述光谱分析模块的输入端通信连接，所述光谱分析模块的输出端与所述数据报告模块的输入端通信连接，所述数据报告模块的输出端与所述波长标定模块的输入端通信连接，所述波长标定模块的输出端与所述光谱对比模块的输入端通信连接。所述芯片采用的型号为LPC2148；所述信号处理器的型号为AD9826；所述光电探测器采用的是线阵图像传感器G9203-256D；所述电源模块为直流电源模块。在本实施例中：红外光谱测量系统的数据采集电路模块实现的是数据采集功能，由于整个红外光谱测量系统要求电路体积小、功耗低、发热量小、可扩展性强，所以本专利技术采用的是基于ARM7的低功耗电路系统。用到的主要芯片有PHILIP公司生产的ARM7芯片LPC2148和信号处理器AD9826，光电探测器采用的是线阵图像传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外光谱测量系统，其特征在于：包括数据采集电路模块、数据分析处理模块、电源模块、ARM控制芯片、时序控制模块、USB数据传输模块、A/D转换模块；所述电源模块为所述ARM控制芯片供电，所述ARM控制芯片与所述USB数据传输模块实现双向通信连接，所述ARM控制芯片与所述A/D转换模块实现双向通信连接，所述ARM控制芯片的输出端与所述时序控制模块的输入端通信连接，所述电源模块为所述数据采集电路模块供电，所述时序控制模块的输出端与所述数据采集电路模块的输入端通信连接，所述电源模块为所述数据分析处理模块提供电力，所述数据采集电路模块的输出端与所述数据分析处理模块的输入端通信连接，所述数据分析处理模块的输出端与所述A/D转换模块的输入端通信连接；且所述数据分析处理模块与干涉图显示屏相连，所述数据分析处理模块与光谱图显示屏相连。

【技术特征摘要】
1.一种红外光谱测量系统，其特征在于：包括数据采集电路模块、数据分析处理模块、电源模块、ARM控制芯片、时序控制模块、USB数据传输模块、A/D转换模块；所述电源模块为所述ARM控制芯片供电，所述ARM控制芯片与所述USB数据传输模块实现双向通信连接，所述ARM控制芯片与所述A/D转换模块实现双向通信连接，所述ARM控制芯片的输出端与所述时序控制模块的输入端通信连接，所述电源模块为所述数据采集电路模块供电，所述时序控制模块的输出端与所述数据采集电路模块的输入端通信连接，所述电源模块为所述数据分析处理模块提供电力，所述数据采集电路模块的输出端与所述数据分析处理模块的输入端通信连接，所述数据分析处理模块的输出端与所述A/D转换模块的输入端通信连接；且所述数据分析处理模块与干涉图显示屏相连，所述数据分析处理模块与光谱图显示屏相连。2.根据权利要求1所述的一种红外光谱测量系统，其特征在于：所述数据采集电路模块包括光电探测器、芯片、信号处理器、USB模块。3.根据权利要求2所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶亚萍，韩礼刚，赵建果，胡要花，
申请(专利权)人：洛阳师范学院，
类型：发明
国别省市：河南,41