一种基于荧光聚合物传感技术的微弱信号采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于荧光聚合物传感技术的微弱信号采集装置，包括：加热系统、高敏元件、LED、光电二极管、信号检测模块、气泵和MCU控制系统，所述MCU控制系统包括微控制单元，所述微控制单元用于控制所述加热系统、LED、信号检测模块和气泵，所述加热系统用于加热待测药品产生蒸汽，所述高敏元件通过管道与所述气泵连通，所述气泵用于提供吸力使所述蒸汽进入所述高敏元件内部，所述LED用于照射所述高敏元件，所述光电二极管用于检测所述高敏元件的光信号，所述信号检测模块用于将所述光信号转换为数字信号传输至所述MCU控制系统。本实用新型专利技术可以精确有效的识别微痕量爆炸分子荧光淬灭时微弱信号的有效变化，提高抗干扰性、降低噪声、提高信噪比。

【技术实现步骤摘要】
一种基于荧光聚合物传感技术的微弱信号采集装置
本技术属于信号采集领域，尤其涉及一种基于荧光聚合物传感技术的微弱信号采集装置。
技术介绍
荧光淬灭技术属于爆炸品探测的前沿技术，利用荧光物质分子与爆炸分子碰撞而损失能量的特点，研制出了基于荧光淬灭技术的测量装置，具有灵敏度高、响应速度快、探测精度高等特点。传统的光电二极管驱动一般采用线性电流-电压转换器作为PIN光电二极管放大器，但无法识别微痕量爆炸分子荧光淬灭时微弱信号的有效变化。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供了一种基于荧光聚合物传感技术的微弱信号采集装置，可以有效测量微痕量爆炸分子荧光淬灭微弱信号。为实现上述目的，本技术采用的技术方案为：一种基于荧光聚合物传感技术的微弱信号采集装置，包括：加热系统、高敏元件、LED、光电二极管、信号检测模块、气泵和MCU控制系统，所述MCU控制系统包括微控制单元，所述微控制单元用于控制所述加热系统、LED、信号检测模块和气泵，所述加热系统用于加热待测药品产生蒸汽，所述高敏元件通过管道与所述气泵连通，所述气泵用于提供吸力使所述蒸汽进入所述高敏元件内部，所述LED用于照射所述高敏元件，所述光电二极管用于检测所述高敏元件的光信号，所述信号检测模块用于将所述光信号转换为数字信号传输至所述MCU控制系统。优选地，所述信号检测模块一体设计，外部包裹金属层，内部电路包括所述光电二极管D1和D2、PN结Q1和Q2、第一对数放大器、第二对数放大器、差分放大器、比例放大器、电阻R1-R6，所述光电二极管D1的两端分别连接在所述第一对数放大器的正输入端和负输入端，所述光电二极管D2的两端分别连接在所述第二对数放大器的正输入端和负输入端，所述第一对数放大器和第二对数放大器的负输入端接地，所述第一对数放大器的正输入端和输出端并联所述PN结Q1，所述第二对数放大器的正输入端和输出端并联所述PN结Q2，所述第一对数放大器的输出端通过所述电阻R1连接所述差分放大器的正输入端，所述第二对数放大器的输出端通过所述电阻R2连接所述差分放大器的负输入端，所述电阻R3连接所述电阻R1和所述差分放大器的输出端，所述电阻R4连接所述电阻R2和接地，所述差分放大器的输出端连接所述比例放大器的正输入端，所述电阻R5连接所述电阻R4和所述比例放大器的负输入端，所述电阻R6并联在所述比例放大器的负输入端和输出端两端。本优化方案所带来的优化效果是信号检测模块采用独立设计，全金属包裹，可有效提高装置的抗干扰性；采用两路指数放大器，测量的是输入信号的变化量，可有效地降低输入噪声及提高信噪比。优选地，所述MCU控制系统包括LED恒流源，所述微控制单元控制所述LED恒流源通过DAC调节输出电流进而调节所述LED亮度。更优选地，所述LED恒流源输出1-20mA恒定电流。优选地，所述MCU控制系统包括气泵驱动模块，所述微控制单元控制所述气泵驱动模块通过脉宽调制控制所述气泵工作状态。优选地，所述MCU控制系统包括UART驱动模块，所述微控制单元控制所述UART驱动模块通过UART接口信号传输。优选地，所述MCU控制系统包括加热控制模块，所述微控制单元控制所述加热控制模块通过PID算法脉宽调制控制所述加热系统，所述加热系统包括RTD热敏电阻反馈电路。优选地，所述MCU控制系统还包括RGB-LCD液晶屏和RGB-LCD驱动模块，所述微控制单元通过控制所述RGB-LCD驱动模块控制所述RGB-LCD液晶屏，所述RGB-LCD液晶屏用于显示所述信号检测模块传输数据和提供外界配置相关参数的人机交互端口。优选地，所述LED照射所述高敏元件一侧和所述高敏元件照射所述光电二极管一侧均设有光学镜片。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、本技术所述的一种基于荧光聚合物传感技术的微弱信号采集装置的信号检测模块采用独立设计，全金属包裹，可有效提高装置的抗干扰性。2、本技术所述的一种基于荧光聚合物传感技术的微弱信号采集装置的信号检测模块的测量电路采用两路指数放大器，测量的是输入信号的变化量，可有效地降低输入噪声及提高信噪比。3、本技术所述的一种基于荧光聚合物传感技术的微弱信号采集装置采用智能控制，可以精确有效的识别微痕量爆炸分子荧光淬灭时微弱信号的有效变化。附图说明图1是本技术所述的一种基于荧光聚合物传感技术的微弱信号采集装置结构示意图。图2是本技术所述的信号检测模块电路原理图。其中，1、加热系统；2、高敏元件；3、LED；4、光电二极管；5、信号检测模块；6、气泵；7、微控制单元；8、第一对数放大器；9、第二对数放大器；10、差分放大器；11、比例放大器；12、LED恒流源；13、气泵驱动模块；14、UART驱动模块；15、加热控制模块；16、RGB-LCD液晶屏；17、RGB-LCD驱动模块；18、光学镜片；19、待测药品。具体实施方式为了更好的理解本技术，下面结合附图和实施例进一步阐明本技术的内容，但本技术不仅仅局限于下面的实施例。实施例在本技术的描述中，有必要理解的是，“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，目标仅为便于描述本技术和简化描述，并不是指示或暗示所指部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。一种基于荧光聚合物传感技术的微弱信号采集装置，包括：加热系统1、高敏元件2、LED3、光电二极管4、信号检测模块5、气泵6和MCU控制系统，MCU控制系统包括微控制单元7，微控制单元7用于控制加热系统1、LED3、信号检测模块5和气泵6，加热系统1用于加热待测药品19产生蒸汽，高敏元件2通过管道与气泵6连通，气泵6用于提供吸力使蒸汽进入高敏元件2内部，LED3用于照射高敏元件2，光电二极管4用于检测高敏元件2的光信号，信号检测模块5用于将光信号转换为数字信号传输至MCU控制系统。现具体说明如下：LED3照射高敏元件2一侧和高敏元件2照射光电二极管4一侧均设有光学镜片18。信号检测模块5一体设计，外部包裹金属层，内部电路包括光电二极管D1和D2、PN结Q1和Q2、第一对数放大器8、第二对数放大器9、差分放大器10、比例放大器11、电阻R1-R6，光电二极管D1的两端分别连接在第一对数放大器8的正输入端和负输入端，光电二极管D2的两端分别连接在第二对数放大器9的正输入端和负输入端，第一对数放大器8和第二对数放大器9的负输入端接地，第一对数放大器8的正输入端和输出端并联PN结Q1，第二对数放大器9的正输入端和输出端并联PN结Q2，第一对数放大器8的输出端通过电阻R1连接差分放大器10的正输入端，第二对数放大器9的输出端通过电阻R2连接差分放大器10的负输入端，电阻R3连接电阻R1和差分放大器的输出端，电阻R4连接电阻R2和接地，差分放大器10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于荧光聚合物传感技术的微弱信号采集装置，其特征在于，包括：加热系统、高敏元件、LED、光电二极管、信号检测模块、气泵和MCU控制系统，所述MCU控制系统包括微控制单元，所述微控制单元用于控制所述加热系统、LED、信号检测模块和气泵，所述加热系统用于加热待测药品产生蒸汽，所述高敏元件通过管道与所述气泵连通，所述气泵用于提供吸力使所述蒸汽进入所述高敏元件内部，所述LED用于照射所述高敏元件，所述光电二极管用于检测所述高敏元件的光信号，所述信号检测模块用于将所述光信号转换为数字信号传输至所述MCU控制系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于荧光聚合物传感技术的微弱信号采集装置，其特征在于，包括：加热系统、高敏元件、LED、光电二极管、信号检测模块、气泵和MCU控制系统，所述MCU控制系统包括微控制单元，所述微控制单元用于控制所述加热系统、LED、信号检测模块和气泵，所述加热系统用于加热待测药品产生蒸汽，所述高敏元件通过管道与所述气泵连通，所述气泵用于提供吸力使所述蒸汽进入所述高敏元件内部，所述LED用于照射所述高敏元件，所述光电二极管用于检测所述高敏元件的光信号，所述信号检测模块用于将所述光信号转换为数字信号传输至所述MCU控制系统。


2.根据权利要求1所述的一种基于荧光聚合物传感技术的微弱信号采集装置，其特征在于，所述信号检测模块一体设计，外部包裹金属层，内部电路包括所述光电二极管D1和D2、PN结Q1和Q2、第一对数放大器、第二对数放大器、差分放大器、比例放大器、电阻R1-R6，所述光电二极管D1的两端分别连接在所述第一对数放大器的正输入端和负输入端，所述光电二极管D2的两端分别连接在所述第二对数放大器的正输入端和负输入端，所述第一对数放大器和第二对数放大器的负输入端接地，所述第一对数放大器的正输入端和输出端并联所述PN结Q1，所述第二对数放大器的正输入端和输出端并联所述PN结Q2，所述第一对数放大器的输出端通过所述电阻R1连接所述差分放大器的正输入端，所述第二对数放大器的输出端通过所述电阻R2连接所述差分放大器的负输入端，所述电阻R3连接所述电阻R1和所述差分放大器的输出端，所述电阻R4连接所述电阻R2和接地，所述差分放大器的输出端连接所述比例放大器的正输入端，所述电阻R5连接所述电阻R4和所述比例放大器的负输入端，所述电阻R6并联在所述比例放大器的负输入端和输出端两端。


3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海锋，梁必武，姚立军，张培刚，徐燕，彭露，汪青，
申请(专利权)人：湖南华南光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43