光纤传感式红外水分测量方法的研究

作     者：赵奕阳 

作者单位：华东师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张为民

授予年度：2006年

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

主      题：水分测量 近红外光谱检测技术 锁定放大原理 定标模型建立 

摘      要：随着人民生活水平的提高，人们更关心吃的食物中含有的营养成分是否充足，居住的环境是否舒适等等问题。以往我们总是依靠经验来得出以上问题的结论。而依靠智能化仪器来帮助人类解答难题的梦想，在检测技术日益先进的今天正在逐步实现。本文对光纤传感式红外水分测量方法的研究属于这种智能化仪器的基础理论探讨。它不同于传统的光学水分测定仪，采用了一系列创新技术，在不影响测量精度的情况下能简化传统系统的复杂度并使整个系统变得更廉价。 本文首先讨论了近红外光谱检测法的原理，以及其在水分测量中的应用，根据这个理论确定了系统结构，以及测量水分的光波长和参考光波长。其次不同于以往的光路设计方案，本文设计了一种独特的光纤传感器来实现发射光和接收的光路。为了能够驱动发射LED，必需设计与之匹配的驱动电路，而传送到探测光电二极管上的信号是一个微弱的小信号，需要采用微弱信号检测理论来对该信号作放大处理，在本系统中采用锁定放大原理设计接收信号的调理电路。调理电路之后的微机系统对转换的信号采样，采样得到的数据通过分析，得到水分与比值的拟合曲线，从而获知这两者之间的大致对应关系。 这种智能化仪器的实现方法不仅仅能应用于水分测量领域，只要找到其他物质成分的吸收光谱，应用现代光谱检测技术就能对其他成分进行检测，这也是研究本课题的潜在意义。