光谱仪的电子学系统及控制软件设计.pdfVIP

摘 要 超声分子束技术是分子光谱学、光解离、化学反应动力学、新物质与材料制备 等领域非常重要的研究方法，这种技术与其他技术相结合己经成为物理学与化学等 领域重要且广泛的研究工具。 采用高压直流脉冲放电与脉冲分子束方法相结合，获得荧光光谱，研究自由基 的光谱和结构，对于了解化学反应机理和分子光谱是目前常用的有效方法之一。本 文在现有超声分子束激光光谱仪的结构框架下，设计了其中的电子学系统及控制软 件，实现了高压脉冲放电、激光光谱技术和脉冲分子束技术有机地结合，设备控制 和光谱数据采集软件自动化。 电子学系统设计包括两方面内容:文章首先分析了分子束实验对脉冲放电系统 的具体要求，综合考虑了系统的安全及尽可能减少设备间的串扰等环节，设计了一 套脉冲幅度、宽度、延时都可以方便调节的大电流可控高压脉冲电源。然后结合被 测光谱信号的特点和信号采集所要达到的性能指标，组建了一套基于PXI总线虚拟 仪器的数据采集系统. 控制软件设计方面，文章介绍了软件编程环境LabVIEW在测控领域程序设计 中的优势。围绕本课题要开发的控制软件的要求，并充分利用LabVIEW提供的强 大的1/O接口函数库(VISA)和仪器驱动程序(NI-Scope)，设计了光谱仪系统的激光器 电流调节和数据采集与处理软件。 本文设计的光谱仪电子学系统及控制软件己应用于分子束光谱实验，系统运行 稳定，实验效果比较理想，基本达到预期设计要求。后期工作可在电磁干扰、电路 布局和软件结构等方面作进一步的改进 关键词:超声分子束;脉冲放电;数据采集:PXI总线;LabVIEW Abstract Supersonicjetisafairlysignificanttechnicalapproachofdoingresearchinthefields ofmolecularspectrum,photolysis,chemicaldynamics,andnewmaterialpreparation,etc Itscombinationwithsomeothertechniqueshasbecomeabroadlyapplied,importanttool ofphysicalandchemicalresearch. Presentlyoneofthesimple,effectiveaswellasessentialmethodtofindoutthe organismofchemicalreactionandmolecularspectrumistocombinethepulsedDC dischargeandpulsedjetstogethertoobtainthefluorescentspectrum,thustostudyrfee radicalsspectrumandstructure.Inthestructuralrfameofthelaserspectrometerfor supersonicjets,thispassagedemonstratesadesignofelectronicssystemandcontrol software,andwiththetechniquesofvirtualinstrument,realizestheautomationof instrumentalcontrolandspectraldatacollectionsoftware. Ontheaspectofthedesignofelectronicssystem,thispassageanalyzesthe requirementoftheexperimenttopulseddischargesystem.Andconcerningtheneedof keepingthesystemsafeandcuttingdownsegmentslikecrosstalkbetweeninstrumentsas manyaspossible,designedasetofhighvoltagepulsedgeneratorwhichcansendpulse thatcanchangetheirrange,widthanddelayconveniently.Thenweconstructadata collectingsystembasedonPXI-busvirtualinstrument,whichcombinesboththefeatures ofspectrumsignals