國(guó)家srtp結(jié)題答辯-最終

1、,,,,,激光吸收光譜實(shí)驗(yàn)中的信號(hào)采集系統(tǒng),SRTP,指導(dǎo)老師：李 劍 小組長(zhǎng)：鄭 順 成員：郭 沖 凌森銀 陸鵬宇,背景,環(huán)境保護(hù)（溫室氣體）工業(yè)過(guò)程控制 （燃煤發(fā)電）生物醫(yī)學(xué)（胃病檢測(cè)）……,化學(xué)法氣相色譜法紅外光譜法（FTIR，TDLAS

2、）,3,,,,技術(shù)路線,激光驅(qū)動(dòng)電路,半導(dǎo)體激光器,氣體吸收池,光電探測(cè)器,前置放大與濾波,A/D轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)處理,數(shù)據(jù)顯示,數(shù)據(jù)繪圖,數(shù)據(jù)存儲(chǔ),,,,,,,,,,,發(fā)射單元,接收單元,中央處理單元,,,,我們的方案,利用8位DA產(chǎn)生鋸齒波，輸入到激光溫度電流控制器；選用LDTC0520作為激光二激光溫度電流控制器；光電探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)；利用12位AD實(shí)現(xiàn)電壓信號(hào)的采集；利用樹(shù)莓派實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理、優(yōu)化、顯示等

3、。,5,原理（朗伯比爾定律）,根據(jù)比爾-朗伯定律（Beer-Lambert Law）：,可推出：,,,當(dāng)激光頻率處于目標(biāo)氣體的吸收中心時(shí)，有：,激光器及控制電路,控制電路：1）8位DA產(chǎn)生鋸齒波；2）LDTC0520控制激光器的溫度和電流。,激光二極管：中心波長(zhǎng)：1392nm,,2024/3/28,激光器及控制電路,基于FPGA的模數(shù)轉(zhuǎn)換,選用12位AD，采樣率66.7kS/s協(xié)調(diào)AD的采集時(shí)序，安排緩沖空間等將數(shù)據(jù)

4、打包封裝以方便傳輸,2024/3/28,基于FPGA的模數(shù)轉(zhuǎn)換,FPGA頂層視圖,2024/3/28,改進(jìn)前后的AD效果,基于FPGA的模數(shù)轉(zhuǎn)換,2024/3/28,中央處理單元,控制系統(tǒng)的運(yùn)行接受AD數(shù)據(jù)計(jì)算光譜曲線等交互界面與通訊,DA & AD模塊,DA：8位的DA產(chǎn)生 50HZ鋸齒波，峰-峰值400mV。,AD：12位的AD，采樣速率66.7 kHZ,激光溫度電流控制器,通過(guò)改變溫度電流，控制激光二激光的輸

5、出波長(zhǎng)在水的特征譜線附近變化。,數(shù)據(jù)處理模塊：樹(shù)莓派,樹(shù)莓派：相當(dāng)于微型計(jì)算機(jī)。功能：實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的處理、優(yōu)化、結(jié)果顯示等功能。,采樣點(diǎn),吸光度,數(shù)據(jù)處理模塊：樹(shù)莓派,吸收譜線測(cè)量與計(jì)算,總結(jié)與展望,測(cè)量對(duì)象：H2O測(cè)量范圍：0~30%測(cè)量精度：0.01%響應(yīng)時(shí)間：10s,2024/3/28,總結(jié)與展望,氣體對(duì)象：H2O、CO2、CO、CH4、H2S、NH3、C2H2……測(cè)量量：濃度、溫度、壓力、速度、流量……應(yīng)用：