便携式拉曼光谱仪现状及进展

拉曼光谱仪广泛应用于化学研究、高分子材料、生物医学、药品检测、宝石鉴定等领域,如何进一步小型化、现场化是其未来发展的重要方向。便携式拉曼光谱仪具有体积小、检测方便等特点,为药品检测、环境检测、安检等实时检测领域提供了一种无损快速检测方法。对便携式拉曼光谱仪的组成原理做了简要介绍,并对国内外产业化便携式拉曼光谱仪的现状及技术的进展进行了综述。     

肿瘤拉曼光谱检测的影响因素分析

利用激光显微拉曼光谱仪对40例肿瘤患者样品进行检测,分析和探讨了激发光源、组织样品离体时间、样品形态、切片厚度、样品保存条件等因素对样品拉曼光谱的影响,对肿瘤的早期诊断具有重要的参考价值和指导意义。     

拉曼光谱技术的新进展

新的科学仪器可促使科研更加深入地发展,使化学和物理学的研究能深入到物质的内部.激光器的出现对进一步了解分子结构及其动力学状态所起的作用,也许是说明仪器的开发与科学进步之间密切关系的一个最好的例子.新型激光源的不断发展,促进了新的光谱学方法的开发,并使经典的光谱技术再生,指导着新的概念、材料和技术的开发.     

远距离物质拉曼光谱探测系统

为了实现远距离物质的识别检测,设计和建立了脉冲门控非接触式的拉曼光谱探测系统,利用强脉冲激光的高能量密度（~106 W）增强被探测物质的拉曼散射信号,通过大口径透镜系统提高拉曼光收集效率,同时采用同步延时系统控制ICCD的开启和积分时间,有效地去除背景光和荧光的干扰,提高信噪比,从而显著增加拉曼光谱探测距离。初步研究了不同通光口径对探测能力的影响,以及在950 mm的探测距离上获得了清晰的硫元素和纯净水的拉曼光谱信号。     

肺癌组织拉曼光谱的统计分析

使用统计的方法,应用激光显微拉曼光谱法对肺癌变及癌旁正常组织冰冻切片进行了分析研究.结果表明,肺癌组织和癌旁正常组织的拉曼光谱有显著的差异性正常肺组织切片的1392 cm-1附近的C-H变形振动在癌变组织光谱中向高波数移动约6 cm-1;1523 cm-1脂类类胡萝卜素的C=C振动谱带在癌变组织光谱中向高波数移动约3 cm-1;体现在肺癌组织中细胞形态和组织结构发生的变化,说明拉曼光谱法可以用于对良、恶性肺部组织进行鉴别诊断.     

小型化拉曼光谱仪的优化设计及应用

研制了一种基于Czerny-Turner(C-T)交叉式分 光光路结构、以半导体制冷线阵CCD为探测器的高分辨率 小型化拉曼光谱仪;分析了影响光 谱成像质量的主要像差,并进行了消彗差和消象散优化设计与验证;利用Tracepro光学追迹 软件对整体光路进行了模拟调整,对样机的性能进行了初步测试。测试结果表明, 波 数范围为200～2700cm－1,光谱分辨率 为6～8cm－1,信噪比(SNR)为300∶1。将其应用于药品、玉石等样品的 鉴别,取得了满意的结果。     

便携式苹果糖度光谱检测仪的设计与试验

为快速、便捷地利用近红外光谱检测苹果糖度,设计了以ARM9处理器为核心、以微型光谱仪和自制果托作为光谱检测装置、以Win CE为操作系统的便携式苹果糖度光谱检测仪。以80个苹果样品作为试验对象,采用平滑、多元散射校正、标准正态变量变换等方法对原始光谱进行预处理,结合无信息变量消除法和连续投影算法进行有效波长的筛选,建立基于所选特征波长和全波段的苹果糖度近红外光谱偏最小二乘模型。结果表明,偏最小二乘结合原始光谱信息建模效果最好,其预测相关系数Rp=0.853,预测均方根误差RMSEP=0.534。该检测仪能较好地满足苹果糖度的快速无损检测。该研究为快速、便携的苹果糖度光谱检测仪设计提供了参考。     

Raman spectroscopic detection using a two-dimensional echelle spectrometer

In order to meet the high-resolution and wide spectrum range of the backscattering Raman system, this paper designs and builds a Raman test system based on the echelle spectrometer. In the optical splitting system, compared with the ordinary planar grating spectrometer, the use of the echelle improves the resolution of the system without increasing the volume of the system. The use of intensified charge-coupled device (ICCD) in the detection system improves the signal-to-noise ratio (SNR) and the detection limit of weak spectrum. Finally, the Raman system was spectrally calibrated. The broadband backscattering Raman experimental results are given and discussed. The experimental results show that the system has an excellent application prospect for broadband and high-resolution Raman spectrum measurement.     

基于JAVA的软件故障自动检测系统设计

为了提高软件的故障自动检测能力,进行软件故障自动检测系统优化设计,提出基于JAVA的软件故障自动检测系统。系统由软件故障数据采集模块、故障信息融合模块、特征提取模块、信息集成处理模块和故障专家系统诊断模块组成。在DSP和逻辑PLC中进行故障检测系统的集成开发。采用数据融合滤波技术进行软件故障信息的多传感器采集,对采集的故障采用自适应功率放大进行信息增强处理,提高故障的类别属性诊断能力,在故障信息融合中进行故障特征挖掘,提取反映软件故障类别的关联特征量,在专家系统进行故障识别和智能诊断。在JAVA开发工具下进行软件故障自动检测系统的模块化开发设计。测试结果表明,设计的软件故障检测系统具有很好的故障诊断能力,故障检测的准确率较高。     

基于FPGA的可见光波段便携式光谱仪的设计

为了有效地实现光谱仪的便携式设计,文中采用FPGA便携式光谱仪。FPGA采用Altera公司的CLCLONE IV系列的EP4CE30F23C8N芯片,CCD采用东芝公司的TCD1304。系统机上的数据使用Matlab进行去噪处理,绘制成光谱曲线,系统选用汞灯作为标准光源进行系统校验,利用汞灯的5个标准光谱特征峰确定光谱仪的谱线校验系数。测试结果表明,光谱分辨率可以达到10 nm,系统可以实现可见光波段的光谱测量,具有较好的实用性。     

Mini-T系列便携式实时太赫兹光谱仪的设计与应用

采用自主设计的光纤飞秒激光器、高速光学延时扫描机构、太赫兹发射和探测模块,成功研制国内首台便携式实时太赫兹光谱仪工业产品(型号：mini-T)。光谱宽度覆盖0.1~7 THz,频谱分辨力9 GHz,波形采样速率达到500 Hz,动态范围优于70 dB,支持透射式、反射式和衰减全反射3种测量模式。采用高度集成的一体化设计方案,整机尺寸仅300 mm×200 mm×120 mm,质量仅7 kg,支持内置锂电池工作(连续工作时间约2.5 h)。本产品能够在10~40℃环境温度范围内正常工作,并且具有良好的振动稳定性,可满足工业现场测量条件对太赫兹光谱仪实时性、便携式、环境适应性和可靠性的苛刻要求。     

喇曼光谱仪测定芳烃装置中各组分含量的研究

为了提高在线喇曼光谱仪在芳烃装置的组分检测中的实时性和精度,采用偏最小二乘法(PLS)结合粒子群算法(PSO)建立了预测模型。对一定的芳烃样品进行试验。先通过光谱仪获得芳烃成分的喇曼光谱,再运用PLS算法对喇曼数据进行主因子提取,从而降低数据间的冗余性,然后应用PSO算法对芳烃组分含量进行快速搜索,找到最优解,最后将样品的真实值与预测值进行相关性分析。结果表明,与传统方法相比,喇曼光谱结合PSO算法和PLS算法的模型具有精确度高、分析速度快的特点。该研究为芳烃装置中组分的检测提供了新方法。     

便携式拉曼光谱仪在寿山石检测中的应用

寿山石品种繁多,鉴别与分类是一大难题,本文 研究了采用便携式拉曼光谱仪进行 寿山石鉴别分类的可行性。利用自行研制的采用Czerny-Turner(C-T)交叉式光路结构和以 半导体制冷线阵CCD 为探测器的便携式拉曼光谱仪,观测了不同类别寿山石的拉曼光谱,讨论了拉曼峰的归 属, 并对样品进行了分类。结果表明,自行研制的便携式拉曼光谱仪可以准确鉴别寿山石的类别 。     

一种便携式故障检测系统的设计

供输弹机是武器上易发生故障的子系统,以往的故障检测设备体积庞大。针对这一问题,以某型火炮的供输弹机为对象,结合数据采集的思想,提出了一种基于嵌入式PC104控制总线的便携式故障检测系统。论述了该系统的工作原理,硬件设计,并阐述了基于Visual C++开发工具的系统软件实现。试验表明,该检测系统在保证供输弹机运转的同时,能够快速检测弹丸输送中的多路信号,为准确定位供输弹机的故障,提供了有效的解决方案。     

基于图像处理的胶囊外形快速检测系统设计

为了提高胶囊检测的速度和精度,提出了双通道胶囊外形快速检测技术及系统。运用基于图像处理方法的计算机视觉技术,实现对医用空心胶囊外形的快速准确检测。采用近红外以及可见光的双通道方法实现对胶囊360°、两个端面及内部缺陷全方位的自动检测。主要通过双阈值分割和方形滑块算法分别实现对胶囊轮廓和胶囊结合体的提取,通过边缘检测以及孔洞填充算法实现对胶囊缺陷的检测。胶囊外形快速检测系统可对多种类型胶囊的多种缺陷进行检测,同时具有速度快、准确率高、系统运行稳定等优点,在医用空心胶囊外形的检测中具有较好的应用性。