论文部分内容阅读
傅立叶变换红外(简称FTIR)光谱仪是继棱镜式红外分光光度计,光栅式红外分光光度计后的第三代红外光谱仪。由于其高分辨率、高信噪比、高通量、高测量精度以及研究光谱范围宽等优点,FTIR光谱仪目前已广泛应用于各行各业,对国民经济的发展起到了重要作用。针对目前日益突出的环境污染问题,在国家863计划的支持下,开展了FTIR光谱仪研发工作,以满足国家对大气污染、温室气体排放以及颗粒污染物的监测技术需求。
本文研究的内容主要包括以下几个部分:
(1)通过调研相关文献,总结了傅立叶变换红外光谱技术的发展、特点与优势,重点介绍了傅立叶变换红外光谱技术在环境监测领域的应用。分析了FTIR光谱仪数据采集系统的设计原理,并从光学系统、电路系统、计算机系统这三部分介绍了FTIR光谱仪数据采集系统的详细设计方案。
(2)基于ATMEL系列单片机的光谱仪显示与控制系统的电路设计和软件设计。通过键盘实现不同工作分辨率的选择,并通过显示系统显示光谱仪工作状态。
(3)基于PCI总线采集卡的光谱仪数据采集软件设计。采用ADLINK公司DAQ系列多功能数据采集卡,以光学系统干涉仪的转向信号作为采集开始触发信号,以激光干涉信号作为同步触发信号采集红外干涉图信号。利用VC++6.0设计编写了相关的数据采集、处理与显示软件,实现了干涉图数据采集与保存、实时显示干涉图信号及利用FFT算法反演得到光谱图等功能。
(4)最后通过实验对FTIR数据采集系统进行了检验,并对实验数据进行了分析和讨论,验证了系统的可行性。