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随着我国重金属污染越来越严重，大气重金属的检测受到越来越多的关注。目前我国的大气重金属检测方法仍然以现场富集、实验室检测为主，对大气重金属自动检测装置的研究具有非常重要的现实意义。 X射线荧光光谱(XRF)大气重金属检测方法是以重金属的X射线荧光特征峰作为标识，进行大气重金属检测的一种方法。XRF大气重金属自动检测过程包括样本的富集、富集样本的自动传送以及XRF光谱的采集与解析。 富集样本的自动传送是实现大气重金属自动检测的关键，本文就XRF大气重金属的样本传送过程中的样本定位方法进行了研究。传统的样本定位方法使用接触式位移传感器进行样本位移的检测，大大降低了样本传送系统的稳定性。本文对利用光电位移传感器对滤纸上的富集样本位移进行检测，进而实现样本定位的方法进行了研究。利用光电位移传感器进行样本位移的检测，其理论检测精度可达10um左右，但检测结果的准确性受到滤纸表面粗糙度、光源光强等因素影响。利用ADuC841作为控制芯片，ADNS3080为传感器对样本定位装置进行了设计，并通过实验对其性能进行了验证。实验结果显示，利用该样本定位装置进行多次定位控制的相对标准偏差为0.5％，同时，进行100mm位移精确定位控制的绝对误差小于1.2mm，能够满足XRF大气重金属在线监测装置的要求。 XRF大气重金属自动检测仪器中，控制系统负责实现整个仪器的过程控制。控制系统由上位机与下位机组成，上位机以S3C2440为控制核心，负责系统的总体过程控制以及样本检测过程的实现，下位机以ADuC841作为控制核心，负责样本富集与传送过程的具体控制。控制系统的设计工作包括硬件设计与软件设计，本文详细介绍了上位机与下位机的软硬件设计的设计思路与实现过程。为了对控制系统性能进行测试，利用VB.NET编写了XRF光谱自动采集程序，结果显示，控制系统能够准确完成样本的自动采集与自动传送，以及样本XRF光谱的自动获取。