時間分辨熒光光譜測硼儀研制.pdf

1、硼元素廣泛存在于大氣、水體、巖石、土壤、動植物體內(nèi)，并廣泛使用于各種合金和材料中，在農(nóng)業(yè)、生物、環(huán)境、地質(zhì)和工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的實際應(yīng)用價值。時間分辨熒光光譜技術(shù)是一種直接的測量方法，具有靈敏度高、抗干擾能力強、試樣用量少和測量手續(xù)簡單等突出的優(yōu)點，越來越受到研究者的重視。
　　 本文對硼元素含量測量方法的現(xiàn)狀進行了調(diào)研，分析了各種方法的優(yōu)缺點。研究了時間分辨熒光技術(shù)的基本原理，提出了將時間分辨熒光光譜技術(shù)應(yīng)用于硼元素含量的測量中

2、。對現(xiàn)有的時間分辨熒光光譜儀的整體結(jié)構(gòu)進行了分析，采用模塊化的設(shè)計思想，提出了具體的解決方案。整個系統(tǒng)由光路部分、光電轉(zhuǎn)換、模擬信號調(diào)理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、前端采集控制、數(shù)掘存儲、數(shù)據(jù)處理以及USB數(shù)據(jù)通信接口組成。光路部分負責(zé)分離出熒光信號和光源信號，降低強光源信號對微弱熒光的干擾，光電轉(zhuǎn)換部分采用光電倍增管將微弱的熒光信號轉(zhuǎn)換成電流信號，模擬信號調(diào)理將電流信號調(diào)理成具有適當(dāng)幅值的電壓信號，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進行數(shù)字化。數(shù)據(jù)處理以DSP為核心，

3、控制整個系統(tǒng)工作的流程，完成數(shù)據(jù)的處理和與上位機通信。前端采集控制以FPGA為核心，接受DSP的命令，控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作，多路選擇開關(guān)的選通，存儲模數(shù)轉(zhuǎn)換后的結(jié)果。
　　 最后設(shè)計并實現(xiàn)各個模塊的軟硬件。文中詳細的介紹了各個模塊設(shè)計的軟硬件設(shè)計過程，并結(jié)合具體情況，介紹了設(shè)計過程中使用的硬件設(shè)計技術(shù)。對于FPGA內(nèi)部的邏輯設(shè)計，引入了有限狀態(tài)機的設(shè)計方法，并對設(shè)計結(jié)果進行了功能仿真。
　　 在完成軟硬件設(shè)計之后，分別對