ICP直读光电光谱仪电处理部分的探讨

ICP直读光电光谱仪的结构简图见图1示。图中虚线之右是电处理部分。光电倍增管输出的电流信号,标志着谱线信号的强度(下称光电流)。光电流在测试通道中被进行电流-电压(I-V)的转换,然后经模数转换器,输出该电压的数字量信号,并通过接口电路,送入计算机。最后经计算机处理,即可打印出元素含量等各种数据。     

啁啾效应对Bragg波长匹配解调精度的影响与消除

介绍了光纤光栅Bragg波长的匹配解调原理,分析了传感光纤光栅和匹配光纤光栅的反射谱相关函数, 说明相关函数与光电探测器输出信号具有线性关系。指出基于最大相关原理(光电探测器输出信号极值判断法)的匹配解调只适用于两个光纤光栅具有相同的反射谱型。采用光电探测器输出信号峰值判读时,传感光纤光栅的啁啾效应会引起Bragg波长的解调误差。理论分析和实验研究表明,对光 电探测器输出信号进行去卷积运算处理可以消除传感光纤光栅啁啾效应对Bragg波长解调精度的影响。     

提高动态光散射测量系统信噪比的一种方法

通过对光电倍增管计数统计特性的分析,提出了由于光电倍增管的光电子发射是一个随机过程,在计算光子自相关函数时,就会引入一个Poisson噪声.因此,根据Wiener-Khintchine定理,将时域自相关函数转换为频域的功率谱密度,采用数字滤波的方法滤除Poisson噪声及无效直流信号,可明显提高系统的信噪比,并通过实验证实了该方法的合理性.     

强度调制光纤位姿传感器的检测性能提高技术

本文研究了强度调制光纤传感器的反射信号检测技术,提出基于自扫描光电二极管阵列(SSPA)取样积分的时域光强检测方法,它具有信号处理简单,有效抑制环境光和电路背景噪声影响的特点,该方法的实施有效地提高了强度调制传感器的测量精度和稳定性.     

基于双谱的汽油机爆震特征提取与强度评价

将双谱分析应用于爆震振动信号分析,提出了爆震特征频率提取和强度判定的方法。首先,用功率谱密度估计的方法分析发动机3个方向的振动信号,确定爆震特征频率范围;然后,利用双谱分析不同爆震强度下的振动信号并提取双谱主对角线切片,分析不同状况下的信号频率间的相位耦合关系,确定爆震特征频率;最后,提出了爆震强度评价参数。试验结果表明,相比功率谱密度估计,双谱峰值频率更能凸显爆震特征频率,爆震强度评价参数能有效判定爆震强度。     

提高光电析钢仪分析灵敏度的方法

光电析钢仪是一种双光束普及型光电光谱分析仪器,它采用复合光做内标,自动测量分析线与复合光的相对强度。仪器每次只分析一个元素,便于选用最佳分析条件,适应能力较强。光电析钢仪的分析灵敏度与元素谱线特性,     

仪器分析的测量与校准在生铁分析中的应用

对生铁光谱白口化样品的制备方式进行了研究,在ICP上建立生铁的分析方法.运用该方法及红外碳硫分析仪对白口化生铁进行定值,选定适宜的标样及定值后的白口化生铁样品,在光电直读光谱仪上制定出了标准工作曲线.通过生产实际的测试,完成了对标准工作曲线的校正.对直读光谱仪分析的生铁样品钻取粉样,再次运用ICP及红外碳硫仪校准,实现了对生铁样品的准确分析以及仪器间的相互校准.     

利用动态靶标谐波特性评价光电经纬仪的跟踪性能

提出了一种利用动态靶标实现光电经纬仪跟踪性能等效正弦评价的新方法。分析了动态靶标目标及相应跟踪误差的幅度谱和功率谱特性,提出将动态靶标看作由有限项基频谐波和整数倍基频高次谐波的加权和组成的谐波源。根据被检光电经纬仪跟踪性能设计等效正弦信号,利用动态靶标产生与等效正弦信号同频率的谐波信号完成光电经纬仪跟踪误差系统在该频率下幅频特性函数值的测试。等效正弦的幅值和测得的幅频特性值乘积即为跟踪等效正弦信号的跟踪误差最大值,从而实现了跟踪性能评价。利用该方法测得方位方向的最大跟踪误差为0.65′,远小于4′的指标要求,而利用动态靶标直接检测的值为4.7′。实验表明该方法准确、可行,同时避免了直接利用动态靶标检测时可能使跟踪伺服系统出现过度校正的问题。     

ARL3520型ICP扫描直读光谱仪的技术改造

给出了一种ARLD3520型电感耦合等离子体发谱的技术改造方法。在“光栅摄谱仪升级改造技术”的基础上,结合该仪器的具体特点,对仪器光源进行了检修和局部改造;用现代通用型计算机取代原有的专用计算机,设计了光电测量控制电路;开发了基于Windows操作平台的ICP实时分析软件技术。阐述了新编写研制的软件、硬件接口电路的结构及特点,并给出了仪器改造后的性能指标。     

光电二极管在光栅解调电路中的应用

在对光电二极管施加5 V偏置电压的情况下,对于其接收的不同强度的光信号,采用不同的负载电阻而输出的电信号进行了大量实验。实验表明：不同强度的光信号以及不同阻值的负载电阻对其输出信号均有影响,给出了确切的数据和形象的曲线。可以得出结论：在光栅解调电路中,对于确定的光路,可以通过实验找到最佳负载电阻,从而便于实现对外界物理量的测量。     

基于SOC单片机的高集成度光电编码器电路设计

提出了减小光电编码器电路部分空间,缩小其结构尺寸的方法,并对编码器的电路处理进行了研究.介绍了光电编码器的基本原理、光电信号特点和信号处理的要求,分析了传统电路处理方案的特点,说明了基于放大器和比较器的传统方案是造成电路结构设计体积较大的原因.为改变传统方案,提出了用AD直通处理和分时驱动光电信号采集技术来代替传统硬件...     

激光烧蚀ICP-AES中蒸发物输送过程研究

利用Nd:YAG纳秒脉冲激光器烧蚀土壤标样,由氩气作为载气将激光蒸发物质输送到ICP光源,用光电检测法记录元素As、Pb、Cr、Hg和Cd的光谱强度。通过改变炬管与样品蒸发室之间传输管的长度、内径以及载气流量的大小来测量比较重金属元素的光谱强度、信背比和相对标准偏差的变化,以研究激光蒸发物的输送过程对ICP发射光谱的影响。测量结果显示:在传输管长度为60cm,内径为4mm时光谱强度和信背比为最佳;输送激光蒸发物质的载气流量为0.4L/min时,光谱强度和信背比最好;当载气流量保持在0.4L/min不变时,使用内径为4mm的传输管得到的As、Pb、Cr、Hg和Cd分析信号的相对标准偏差(RSD)分别是4.53%,9.08%,7.56%,4.42%和4.24%,而当传输管内径为5.5mm时,其RSD分别是9.72%,9.93%,9.76%,7.07%和7.18%。研究表明,传输管长度尽可能短并且内径合适是提高光谱质量和测量精度的重要条件。     

基于Hilbert-Huang变换的轴向柱塞泵故障诊断研究

采用Hilhert-Huang变换,提取轴向柱塞泵泵壳振动信号故障特征.该方法先对信号进行EMD分析和Hilhert变换,再提取信号Hilbert谱及能量谱.能量谱反映了信号能量的大小和分布的复杂性,为信号特征的提取提供依据.实验分析结果表明,提取的特征有效地刻画了故障信号,为故障模式的识别奠定了基础.     

光电译谱仪直读标尺的原理和装置

在发射光谱分析中,元素谱线的发射强度常以感光板上谱线的黑度来度量。为了实现含量直读及测量自动化,我们根据光谱定量关系式推导出与含量 C 成正比的反对数标尺。在数学模拟的基础上,实现了电路上的模拟。设计了具有黑度自动保持、相对强度与绝对强度转换、工作曲线的校直、样品含量直读、数字显示、自动打印、温度控制的光电译谱仪。     

CCD像素响应不均匀性的校正方法

从理论上分析了CCD暗电流和光电响应不均匀性产生的原因,根据光电响应模型提出了CCD像素光电响应不均匀性的校正方法,给出了像素光电响应不均匀性的校正系数用以计算校正量;并针对实际情况中干扰光的影响,提出了采用变波长去除干扰方法,对校正方法进行了修正;最后通过仿真对算法进行了验证.结果表明,能量和噪声的不同对算法的影响不大,校正量是随着光信号能量分布变化的,标定过程不受信号的影响,具有自适应性.该校正方法可以有效地减小CCD像素光电响应不均匀性带来的图像噪声.     

微位移检测系统中精密光电转换电路设计

基于像散原理的光学检测系统,是通过对光路系统聚焦信号的离焦量FES的检测实现微位移的测量.四象限光电探测器作为检测系统的光电转换传感器,需要设计光电探测器电路,实现对FES信号的检测,并由微单片机系统采集处理,通过串口通信传给PC机进行数据存储和被测对象二维图像分析和重建.通过将所设计的电路集成在光学测头装置上进行实验测量,光电转换信号稳定,相对误差小于5%.     

天问一号高分辨率相机成像参数设置及定标测试

为了使天问一号有效载荷高分辨率相机在轨工作期间获取到高质量图像,对高分辨率相机成像参数的设置进行说明.结合实验室定标测试结果,给出了相机在轨工作默认参数以及不同地面反射率和不同太阳高度角下的成像参数.首先,根据大气辐射传输模型计算出各谱段在相机入瞳处的辐亮度.接着,利用光电转换模型计算出CCD探测器信号输出电荷值.然后...     

ICP-AES法测定钛合金中Y、Nd

研究了用ICP(电感耦合等离子体发射光谱仪)测定钛合金中Y、Nd元素的方法.采用法国Jobin Yvon公司的ICP发射光谱仪并选择了适宜的测试条件,针对钛合金中共存元素对Y、Nd分析谱线的光谱干扰选择了合适的分析谱线并进行了回收实验和精密度实验.研究表明:工作曲线在0-1.25%间线性良好.选用Y371.030nm、Nd406.109nm为分析线.Cu324.754nm为内标线时,合成溶液的回收率为99.0%～111.0%,RSD为0.61%～5.8%.本方法适宜钛合金中含量范围在0.005%～1.25%的Y、Nd元素的测定.     

水泥回转窑多点温度监测系统设计

水泥回转窑内温度测量是关系到水泥质量的关键问题.文中提出了利用AVR单片机控制光源,通过位移-光强度型光纤温度传感器的调制,带有温度信息的光信号耦合到LOG114芯片进行光电转换及放大,输出信号再由AVR单片机进行A/D转换,经数据分析,得到回转窑内部温度分布的方法.系统具有易安装、多点化、精度高、体积小等特点.     

分光测色仪中的双光电路设计

分光测色仪中的光电转换器运用先进的光电传感技术(光电二极管阵列),来进行光信号的采集。其驱动脉冲由复杂可编程逻辑器件(CPLD)搭建,后端采用高精度的模/数转换器和高速的32位微处理器构成数据处理系统。同时为解决脉冲氙灯光源强度不一致的问题,采用了双光电路同步并行触发工作的结构。介绍了该系统的软硬件设计,性能评价以及应用领域。