荧光聚合物探测仪光源驱动系统及方法技术方案

本申请公开了一种荧光聚合物探测仪光源驱动系统及方法，包括：微控制单元；数模转换模块，数模转换模块与微控制单元连接，微控制单元控制数模转换模块输出电压的大小；继电器模块，继电器模块与数模转换模块连接，数模转换模块通过继电器模块控制电压的输出；差分电流源模块，电流源模块与继电器模块连接，继电器模块控制差分电流源模块的电流输出；光源模块，光源模块与差分电流源模块连接，差分电流源模块控制光源模块的亮灭和光强；其中，微控制单元还与继电器模块连接，用于继电器模块的状态切换。本申请实现了紫外光源亮度调节和亮灭调节，提高了紫外光源驱动时光源调节的分辨率，避免光源照射在敏感元件后会产生交叉干扰的情况。的情况。的情况。

【技术实现步骤摘要】
荧光聚合物探测仪光源驱动系统及方法


[0001]本申请涉及探测设备
，特别涉及一种荧光聚合物探测仪光源驱动系统及方法。

技术介绍

[0002]在基于荧光聚合物传感技术的痕量毒品、爆炸物探测仪器中，需要对光源进行驱动，其光源为整个传感系统的信号源，其光源亮灭、光源强度、光源稳定性均会对仪器的检测性能造成重大的影响。
[0003]以基于荧光聚合物传感技术的痕量爆炸物检测仪为例，为检测硝基类、硝铵类和过氧化物类的爆炸物，探测仪内部敏感元件涂覆有三种荧光传感材料对应不同类型的爆炸物分子。每种材料对应一种通道的光源，而爆炸物探测仪多采用紫外光源，通过驱动三个通道的光源的方式进行爆炸物种类的区分。为保证紫外光激发荧光的稳定性，需要实现紫外光源的稳定驱动。同时，随荧光敏感元件的使用时间的增加，其材料激发荧光的强度会逐渐下降，这就需要紫外光源同步增加光强以进行补偿。但是若通过调压控制紫外光强，其电压电流同步改变，稳定性较差且调整精度较低，因此如何提高光源驱动的稳定性和精度是得到稳定信号的关键。

技术实现思路

[0004]本申请的实施例提供一种荧光聚合物探测仪光源驱动系统及方法，以解决现有技术中紫外光源驱动时光源调节分辨率低，光源照射在敏感元件后会产生交叉干扰的技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请的实施例公开了如下技术方案：
[0006]第一方面，提供了一种荧光聚合物探测仪光源驱动系统，包括：
[0007]微控制单元；
[0008]数模转换模块，所述数模转换模块与所述微控制单元连接，所述微控制单元控制所述数模转换模块输出电压的大小；
[0009]继电器模块，所述继电器模块与所述数模转换模块连接，所述数模转换模块通过所述继电器模块控制电压的输出；
[0010]差分电流源模块，所述电流源模块与所述继电器模块连接，所述继电器模块控制所述差分电流源模块的电流输出；
[0011]光源模块，所述光源模块与所述差分电流源模块连接，所述差分电流源模块控制所述光源模块的亮灭和光强；
[0012]其中，所述微控制单元还与所述继电器模块连接，用于所述继电器模块的状态切换。
[0013]结合第一方面，所述微控制单元包括至少三个控制端和至少四个SPI通信端，所述控制端连接所述继电器模块，所述SPI通信端连接所述数模转换模块。
[0014]结合第一方面，所述继电器模块包括至少三个继电器，所述继电器的使能端与所述控制端连接，所述继电器的S端与所述数模转换模块的输出端连接，所述继电器的C端与所述差分电流源模块的输入端连接，所述继电器的R端接地。
[0015]结合第一方面，所述数模转换模块包括数模转换芯片，所述数模转换芯片包括至少三个输出通道以及四个输入通道，其中，三个所述输出通道分别与三个所述继电器的S端连接，四个所述输入通道分别与四个所述SPI通信端连接。
[0016]结合第一方面，所述差分电流源模块包括至少三路差分电流源电路，所述差分电流源电路包括至少两个运算放大器、MOS管和若干电阻。
[0017]结合第一方面，所述运算放大器包括第一运算放大器和第二运算放大器，所述电阻包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第一运算放大器的反相端与所述第一电阻和所述第二电阻连接，所述第一电阻另一端为第一输入端，所述第一运算放大器的输出端与所述MOS管的栅极连接，所述MOS管的漏极连接所述第六电阻后与驱动电压连接，所述MOS管的源极连接所述第二电阻和所述第五电阻，所述第一运算放大器的同相端与所述第三电阻和第四电阻连接，所述第三电阻的另一端为第二输入端。
[0018]结合第一方面，所述第二运算放大器的输出端连接第四电阻，所述第二运算放大器的输出端同时连接自身的反相端，所述第二运算放大器的同相端连接所述第五电阻和所述光源模块。
[0019]结合第一方面，所述光源模块包括至少三个紫外光源，三个所述紫外光源分别与三路所述差分电流源电路的输出端连接。
[0020]第二方面，提供了根据第一方面任一项所述的荧光聚合物探测仪光源驱动系统的驱动方法，所述方法包括：
[0021]微控制单元通过向继电器模块发送电信号以控制多个通道下光源模块的亮灭；
[0022]数模转换模块通过电压控制差分电流源模块电流的输出大小；
[0023]所述差分电流源模块通过改变电流大小控制光源模块的亮度。
[0024]结合第二方面，所述的多个通道下光源模块的亮灭的方法包括：
[0025]t1时间内点亮第一通道和第二通道的光源模块；
[0026]t2时间内仅点亮第一通道的光源模块；
[0027]t3时间内点亮第一通道、第二通道和第三通道的光源模块；
[0028]t4时间内点亮第一通道和第三通道的光源模块；
[0029]t5时间内点亮第二通道和第三通道的光源模块；
[0030]t6时间内仅点亮第三通道的光源模块；
[0031]t7时间内点亮第二通道的光源模块；
[0032]t8时间内熄灭所有的光源模块；
[0033]其中，t1为第一时间段，t2为第二时间段，t3为第三时间段，t4为第四时间段，t5为第五时间段，t6为第六时间段，t7为第七时间段，t8为第八时间段；并且，t1＝t2＝t3＝t4＝t5＝t6＝t7＝t8。
[0034]上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
[0035]与现有技术相比，本申请的一种荧光聚合物探测仪光源驱动系统，包括：微控制单元；数模转换模块，数模转换模块与微控制单元连接，微控制单元控制数模转换模块输出电
压的大小；继电器模块，继电器模块与数模转换模块连接，数模转换模块通过继电器模块控制电压的输出；差分电流源模块，电流源模块与继电器模块连接，继电器模块控制差分电流源模块的电流输出；光源模块，光源模块与差分电流源模块连接，差分电流源模块控制光源模块的亮灭和光强；其中，微控制单元还与继电器模块连接，用于继电器模块的状态切换。本申请实现了紫外光源亮度调节和亮灭调节控制，提高了紫外光源驱动时光源调节的分辨率，避免光源照射在敏感元件后会产生交叉干扰及检测数据量较少的情况。
附图说明
[0036]下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0037]图1为本申请实施例提供的系统结构示意图；
[0038]图2为本申请实施例提供的系统模块结构示意图；
[0039]图3为本申请实施例提供的差分电流源电路的结构示意图；
[0040]图4为本申请实施例提供的现有技术中光源驱动方法的结构示意图；
[0041]图5为本申请实施例提供的光源驱动方法的结构示意图。
具体实施方式
[0042]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在本申请的描述中，需要理解的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荧光聚合物探测仪光源驱动系统，其特征在于，包括：微控制单元；数模转换模块，所述数模转换模块与所述微控制单元连接，所述微控制单元控制所述数模转换模块输出电压的大小；继电器模块，所述继电器模块与所述数模转换模块连接，所述数模转换模块通过所述继电器模块控制电压的输出；差分电流源模块，所述电流源模块与所述继电器模块连接，所述继电器模块控制所述差分电流源模块的电流输出；光源模块，所述光源模块与所述差分电流源模块连接，所述差分电流源模块控制所述光源模块的亮灭和光强；其中，所述微控制单元还与所述继电器模块连接，用于所述继电器模块的状态切换。2.如权利要求1所述的荧光聚合物探测仪光源驱动系统，其特征在于，所述微控制单元包括至少三个控制端和至少四个SPI通信端，所述控制端连接所述继电器模块，所述SPI通信端连接所述数模转换模块。3.如权利要求2所述的荧光聚合物探测仪光源驱动系统，其特征在于，所述继电器模块包括至少三个继电器，所述继电器的使能端与所述控制端连接，所述继电器的S端与所述数模转换模块的输出端连接，所述继电器的C端与所述差分电流源模块的输入端连接，所述继电器的R端接地。4.如权利要求3所述的荧光聚合物探测仪光源驱动系统，其特征在于，所述数模转换模块包括数模转换芯片，所述数模转换芯片包括至少三个输出通道以及四个输入通道，其中，三个所述输出通道分别与三个所述继电器的S端连接，四个所述输入通道分别与四个所述SPI通信端连接。5.如权利要求1所述的荧光聚合物探测仪光源驱动系统，其特征在于，所述差分电流源模块包括至少三路差分电流源电路，所述差分电流源电路包括至少两个运算放大器、MOS管和若干电阻。6.如权利要求5所述的荧光聚合物探测仪光源驱动系统，其特征在于，所述运算放大器包括第一运算放大器和第二运算放大器，所述电阻包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第一运算放大器的反相端与所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国伟，李明勇，刘宁，石义庆，武佳文，何涛，
申请(专利权)人：中船重工安谱湖北仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：