Hadamard编码红外光谱成像系统设计

在空间调制型哈达玛变换光谱成像仪(Space Hadamard Transforms Spectral Imager,SHTSI)中采用数字微镜阵列(Digital Mirror Devices,DMD)作为编码器件,能够使系统实现小型化、轻量化、高分辨率、高帧频成像.但由于DMD的翻转特性,经过DMD编码后的光学成像...     

数字微镜器件光谱成像技术进展

数字微镜器件（DMD）作为一种灵活、可编程、可独立寻址的空间光调制器件，广泛地应用于无掩膜光刻、光束整形、全息成像、共焦测量等领域。在光谱成像领域，DMD能够对成像视场进行精细可控的调制，从而代替传统的机械掩膜版和机械扫描结构。综述了近年来DMD在光谱成像领域的研究进展和应用情况，详细论述了基于DMD的编码孔径和推扫式光谱成像系统的光学系统基本结构及工作原理；梳理了基于DMD的光谱成像系统从哈达玛变换光谱成像到推扫式光谱成像的发展脉络；详细介绍了研究人员为克服DMD微镜的衍射以及像面倾斜等像差所做的相关研究工作。最后，总结了基于DMD的光谱成像技术的独特优势，讨论了基于DMD的光谱成像技术未来的发展方向与应用前景。     

阿达玛变换近红外光谱仪

本文总结了近红外光谱仪已有各种分光技术的优缺点,介绍了阿达玛变换分光技术的基本原理,并对HT100阿达玛变换近红外光谱仪的系统结构、组成和仪器技术指标进行了介绍,利用HT100型阿达玛变换近红外光谱仪对汽油研究法辛烷值进行了实证预测研究,研究表明预测结果满足国家标准方法的要求。阿达玛变换近红外光谱仪有望成为下一代便携式近红外光谱仪。     

Zynq平台嵌入式本地光谱分离微型高光谱仪研制

高光谱图像数据量大,对数据传输带宽要求高,通常难以在结构紧凑的微型高光谱仪中实现实时调焦与视频流传输等功能。文中基于新型快照马赛克高光谱传图像感器,设计实现了一套嵌入式微型高光谱仪,在本地完成传感器的驱动和高光谱数据分离。单波段光谱图像数据经千兆以太网传输至上位机,从而大幅降低了对传输带宽的要求,大幅增强了调焦与光谱视频预览效果。实测结果显示,该系统高光谱图像传输帧频可达50帧/s,能够满足高时间分辨应用下的实时调焦与动态信息捕获的需求。     

MOEMS阿达玛变换光谱仪的可动光栅光开关阵列

根据微弱光谱信号的快速检测原理,构建了一种适用于阿达玛变换光谱仪的MOEMS(微光机电系统)可动光栅光开关阵列。对一种适用于补偿光栅光调制器件加工误差的阿达玛变换算法进行了分析,设计了以Al膜为主的表面微加工工艺流程,制作出MOEMS可动光栅光开关阵列。实验测试结果表明,可动光栅光开关阵列可以在低至8.1V的电压下进行光调制,开关频率达到140Hz,完全可以满足阿达玛变换光谱仪调制速度快、光谱范围宽、机械磨损小和误差小等要求。     

快速阿达玛变换

本文探讨了快速阿达玛变换,编写了单编码、双编码和光谱成象的FHT程序。双编码阿达玛变换光谱仪HTS—_(255-15)有3825个测量数据,在DJS—6机上用FHT程序解码仅需大约一分钟,而用常规算法则需耗费三个多小时。FHT为实时测量提供了重要方法。     

基于CAN总线井下人员定位系统的设计

基于无线通信和嵌入式技术,设计一种煤矿井下人员定位系统。采用微功率固定收发模块,实时采集井下工作人员佩戴的微功率定位信号发射器发出的数据,然后固定收发模块将采集到的信息通过CAN总线和以太网传送到上位机,上位机通过对数据信号的分析,实现对井下人员的定位。此系统具有功耗低、可靠性高的特点,满足了矿井人员定位的要求。     

光栅型高速扫描近红外光谱仪的研发

针对现有光栅型光谱仪无法同时达到高速与高精度要求的问题,提出了一种采用齿轮传动结构代替传统丝杆传动结构的波长扫描方案,研制了光栅型高速扫描近红外光谱仪。下位机采用STM32微处理器作为主控芯片,实现了步进电机驱动控制、A/D转换控制、与上位机通讯等功能,设计了光电转换电路、信号调理电路及探测器制冷控制电路;在上位机软件中实现了光谱数据的采集、处理以及图形化显示等功能。对样机进行了性能实验并分析。试验结果表明:该仪器光谱扫描速度达到240nm/s,光谱分辨率6nm,光谱范围为1000nm～2500nm,波长准确性,基线稳定性0.0005A/h,主要性能参数达到国家标准。     

基于Android系统的微型光谱仪数据传输及图形化显示

为了满足光谱仪数据采集显示一体化、操作控制智能化的要求,提出了一种基于Android系统的微型光谱仪数据传输及图形化显示的设计方案。该方案是在Android系统平台上进行光谱仪数据采集与嵌入式设备间的串口通信,将采集得到的数据以光谱图的形式显示,并支持数据及图片的保存功能。实验结果表明,该光谱仪可以在Android系统下以115 200bit/s的速度高效采集光谱数据,实时地将数据以光谱图的形式显示出来,并支持数据保存及读取的操作。     

分步式谐波分析系统在铝厂整流站中的应用

针对铝厂整流站的设备特点和谐波测量的实际问题,提出了分步式谐波分析系统.分步式结构能满足整流站多点测量、实时分析的要求,而且扩展容易.系统中由上位计算机对数据采集板进行控制,并将数据采集板采集的数据传送给上位机进行数据分析.     

基于数字微镜器件的中阶梯光栅光谱仪的光学系统设计

研究了一种基于数字微镜器件(DMD)具有新型光路结构的中阶梯光栅光谱仪,并采用新的谱图信息接收方式来降低其使用成本和数据处理过程的复杂程度。将具有单波长选通功能的DMD与一维探测器光电倍增管(PMT)相结合接收中阶梯光栅光谱仪的光谱信息,在降低仪器成本的同时将中阶梯光栅光谱仪谱图还原算法与DMD扫描驱动算法相整合,提高了算法效率。由于DMD的填充因子比CCD稍低,该类光谱仪对成像质量和能量集中度提出了更高的要求。本文根据DMD型中阶梯光栅光谱仪特点,在有限的可挑选的光学材料下,采用多重优化的方式合理设计了中阶梯光栅光谱仪准直镜、中阶梯光栅、棱镜、聚焦镜等各个光学元件的光路结构参数,并且在Czerny-Turner结构中加入校正透镜和场镜,校正了系统所有像差,提高了整个光学系统的成像质量和光谱分辨率。最终设计的光谱仪系统分辨率达0.01nm,单个微反射镜内的光斑能量聚集度达到70%。     

A Computer Interface for Data Acquisition from a Pulsed Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer

ABSTRACT

A interface is described for rapid data acquisition from a pulsed nuclear magnetic resonance (NMR) spectrometer. The system is built using an IBM compatible PC/XT and a commercial data acquisition card. The computerization has been accomplished without making any changes in the commercial spectrometer. The data acquisition program is written in Basic using the driver routines supplied along with the data acquisition card. The data analysis is carried out using a non-linear, least square curve fitting procedure.     

面向微纳材料的激光扫描二维成像系统

在对微纳材料光学特性表征中,需要获得分辨率更高的波长和强度的荧光图像。普通的显微镜无法满足测试的要求,因此将普通的成像显微镜、光谱仪以及纳米移动台组成激光扫描显微镜成像系统,并利用LabVIEW开发了一套完整的集二维扫描采集与信号图像处理一体的系统上位机软件。扫描采集过程使用了低通滤波等数字信号处理方法消除光谱仪信号噪声的影响。利用本系统测量硒化镉纳米带、单层二硫化钼得到了荧光强度图像以及荧光峰值波长图像,能分辨出最小波长为0.03 nm的荧光。将采集长度与实际长度进行比较并分析荧光强度差异,取得了较好的效果。     

基于PC／104＋的多通道数据采集系统的设计

提出了一种基于PC／104＋规范CPU模块的多通道数据采集系统。简要介绍了PC／104＋技术规范及其优势,提出以自定义内部总线为基础的多通道同步数据采集系统的硬件设计结构,以及数采软件设计思想。经多次现场测试表明。系统工作稳定,性能可靠。数据处理速度快,非常适于工业现场数据采集。     

基于VxBus的高速数据采集卡驱动程序开发

介绍了嵌入式操作系统VxWorks 6最新设备驱动模式VxBus的原理,分析了在该驱动模式下数据采集卡ADT650的驱动程序开发过程,ADT650数据采集卡是基于PC104总线的扩展板。通过PC104总线可将其与PC104嵌入式系统构成一个高性能的数据采集与控制系统,适用于结构紧凑,高可靠地嵌入式应用。设计并实现了数字量、模拟量信号采集的驱动程序和应用编程接口。在VxWorks嵌入式系统下实现了ADT650高速数据采集卡的驱动程序,对系统的扩展应用带来了极大方便。     

基于开放式数控系统的车刀磨损监控技术研究

研究了采用工业PC机、电机控制卡和数据采集卡构成的开放式数控系统的体系结构和功能。在加工过程中，数据采集单元实时采集刀具的振动信号，经过数字滤波，运用多元回归建模技术，建立了车削过程刀具磨损监测模型。该方法也可以方便地建立适合不同切削过程要求的监控模块。实验表明，在开放式数控系统平台上，可实现车刀磨损程度监控技术，保证了加工过程的稳定性。     

单总线与PC机USB接口的实现与应用

单总线结构简单、I／O口线少，适于多点数据采集，借助PC机USB口灵活方便、快速稳定的优势，可以实现比传统方式更经济有效的人机交互操作。介绍了单总线与PC机USB接口电路的硬件与软件设计，并分析了其在单总线分布式数据采集系统中的应用。其难点在于时序匹配关系，应用USB与单总线协议转换器DS2490S可较好地解决USB与现场1-Wire器件的通信问题。     

基于FPGA的数字化冲击试验机的研制

介绍了一种基于FPGA的数字化冲击试验机的工作原理,并详细描述了系统的结构模块、数据采集模块和上位机软件模块。试验结果表明,该数字化冲击试验机性能稳定、可靠。