基于LabVIEW的光聲光譜檢測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、光聲光譜(photoacoustic spectroscopy,PAS)是一種基于物質(zhì)的光聲效應(yīng)發(fā)展而來(lái)的光譜技術(shù)。該技術(shù)具有靈敏度高、無(wú)破壞性、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn),尤其對(duì)傳統(tǒng)光譜難于處理的高散射、高反射、不透明的物質(zhì),更顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),因而在氣體成分分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域已展現(xiàn)出其廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文首先回顧了光聲光譜檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀。介紹了RG理論:以一個(gè)圓柱形光聲腔為討論模型,分析了光聲信

2、號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理,導(dǎo)出了光聲信號(hào)的一般表達(dá)式,并針對(duì)幾種特殊情況做了討論。然后,引入虛擬儀器技術(shù)思想,設(shè)計(jì)了一套基于LabVIEW的光聲光譜檢測(cè)系統(tǒng)。論文在提出系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)上,介紹了系統(tǒng)硬件平臺(tái)的框架,詳細(xì)描述了前置放大器的設(shè)計(jì)；介紹了系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì),對(duì)軟件主操作界面和幾個(gè)關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)都進(jìn)行了詳細(xì)介紹。最后介紹了系統(tǒng)的整體調(diào)試,用對(duì)波長(zhǎng)響應(yīng)平坦的激光功率能量計(jì)測(cè)得光源的功率譜,用設(shè)計(jì)的系統(tǒng)檢測(cè)了碳黑樣品的光聲光譜,并將光源的功率譜和

3、碳黑樣品的光聲光譜做了對(duì)比；用系統(tǒng)測(cè)量了Er2O3的光聲光譜,并將它與Er2O3的標(biāo)準(zhǔn)譜線進(jìn)行比較,然后根據(jù)所測(cè)得的特征峰對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行定標(biāo)。
　　 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了測(cè)量工作的高度自動(dòng)化,檢測(cè)效率高。系統(tǒng)軟件操作界面友好,用戶(hù)可通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)儀器控制、實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和處理,以及動(dòng)態(tài)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)時(shí)顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)精度高,可信度好。
　　 本研究的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面的工作中: