[发明专利]一种基于脉冲氙灯的分光光度计数据采集系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据采集技术，具体涉及一种基于脉冲氙灯的分光光度计的数据采集技术。

背景技术

由于脉冲氙灯瞬时产生较大的光能量，所以现有的基于脉冲氙灯的数据采集方法不能够良好地适应脉冲氙灯辐射信号快速变化，无法快速准确的捕捉到较高的脉冲氙灯辐射信号，而且结构较为复杂，造成检测到的信号不稳定，使得A/D采集出来的数据不精确。

发明内容

针对现有基于脉冲氙灯的数据采集技术所存在的结构复杂、采集数据不精确的问题，本发明的目的之一在于提供一种基于脉冲氙灯的分光光度计数据采集系统；本发明的目的之二在于基于该数据采集系统提供一种基于脉冲氙灯的分光光度计数据采集方法。由此实现快速准确采集脉冲氙灯辐射信号，并且精度高，控制简单。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

目的1：一种基于脉冲氙灯的分光光度计数据采集系统，所述数据采集系统包括：

脉冲氙灯点灯模块，所述脉冲氙灯点灯模块受控于单片机，对分光光度计中的增益电路、点灯脉冲次数进行控制，以调整脉冲氙灯不同波长辐射信号；

电机驱动模块，所述电机驱动模块受控于单片机对光栅电机和滤光片电机进行控制；

数据采集模块，所述数据采集模块受控于单片机，进行快速准确采集脉冲氙灯辐射信号；

单片机，所述单片机协同控制脉冲氙灯点灯模块、电机驱动模块以及数据采集模块，完成脉冲氙灯辐射信号的检测及采集；

电源模块，所述电源模块电连接脉冲氙灯点灯模块、电机驱动模块、数据采集模块以及单片机。

优选的，所述脉冲氙灯点灯模块包括控制接口电路、数模转换电路、同步输入电路，其中同步输入电路与单片机相连接；单片机与控制接口电路相连接，所述控制接口电路与脉冲氙灯相接；单片机与数模转换电路相连接，所述数模转换电路与脉冲氙灯相接。

优选的，所述电机驱动模块包括波长电机，滤光片电机，狭缝电机，自动样品架电机，所述狭缝电机受控于单片机，驱动分光光度计中相应的狭缝转动；所述波长电机受控于单片机，带动光栅的转动；所述滤光片电机受控于单片机，同步与波长电机进行滤光片的相应切换；所述自动样品架电机受控于单片机，驱动样品架移动至放样品位置，使得样品对光信号进行吸收。

优选的，所述数据采集模块包括了精密积分放大电路，模数转换电路，单片机控制接口电路，其中精密积分放大电路与模数转换电路相连接，把脉冲氙灯放大后的辐射信号进行模数变换；单片机控制接口电路与模数转换电路相连接，把脉冲氙灯辐射信号数字化后通过移位寄存器方式传输给单片机。

目的2：一种基于脉冲氙灯的分光光度计数据采集方法，该采集方法由以下步骤实现：

(1)单片机控制光栅电机，转动到对应的波长，滤光片电机转动到波长相对的滤光片位置；

(2)单片机控制脉冲氙灯点灯模块，设置点灯脉冲氙灯点灯次数和电路增益，并用一个固定的周期重复氙灯点灯动作；

(3)单片机根据采样时序，控制数据采集模块的积分和数据转移，实现信号的采集；

(4)信号的采集结束后，单片机读取专用数据寄存器中的信号数据，保存到单片机内存变量中，供数据处理程序使用。

优选的，所述步骤(1)单片机通过电机驱动电路驱动波长电机带动光栅的转动，同时通过电机驱动电路驱动滤光片的相应切换。

优选的，所述步骤(2)中单片机根据波长固定设置好脉冲氙灯电灯次数，具体如下：

190nm≤波长＜200nm,脉冲次数：4

200nm≤波长＜220nm,脉冲次数：2

220nm≤波长＜325nm,脉冲次数：1

325nm≤波长＜750nm,脉冲次数：3

波长：≥750nm,脉冲次数：4

单片机调整增益电路将电信号调整在1V～4V之间。

优选的，所述步骤(3)中由数据采集模块中模数转换电路把脉冲氙灯辐射信号数字化后，通过单片机控制接口电路以移位寄存器方式传输给单片机。

本发明优点在于：

1.同步采集脉冲氙灯辐射信号，保证信号的正确性。

2.脉冲氙灯的点灯次数和电路增益可调，可最优化的平衡全波长段能量。

3.数据采集精度高，控制简单。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明中基于脉冲氙灯的分光光度计数据采集系统的系统框图；

图2为本发明中同步采集脉冲氙灯辐射信号的示意图；