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面向近红外光谱速测的卤钨灯光源控制系统设计

2021-04-14舒韵涛吴海云艾成龙杨仁杰曾雅楠赵依烽王展鸿

农业开发与装备 2021年3期

舒韵涛,吴海云*,卫 勇,艾成龙,杨仁杰,曾雅楠,赵依烽,王展鸿

(1.天津农学院工程技术学院,天津市 300384;2.中科国技(天津)智能系统工程有限责任公司,天津市 300384)

0 引言

近红外光谱分析技术是20世纪80年代后期以来发展最快、最引人注目的快速高效现代分析技术。作为一种快速的无损检测技术,目前已在许多领域特别是农业领域得到了广泛的应用[1-2]。

光源是光谱检测装置中的重要组成部分,对于近红外光谱仪器而言,光源的稳定性直接影响仪器的稳定性[3]。光源光强在工作过程中会随着温度、电压等因素的变化而变化,进一步导致红外光谱仪的基线发生漂移,严重影响仪器采集数据的重复性和再现性[4-6]。卤钨灯是近红外波段的理想光源,其工作电压为24 V,一般采用变压器将220 V市电降压使用[7-9]。利用变压器降压较笨重,并且没有稳压功能。本文针对近红外光谱仪的应用需求,主要进行卤钨灯驱动电路设计、输出光强的监控及暗室温度监控的研究。利用微控制器使得输出光强可调且输入电压稳定,降低卤钨灯受电压波动的影响。从而弥补卤钨灯对电压波动敏感这一缺点,不断完善改进卤钨灯的使用性能。对近红外光谱仪的开发具有重要意义。

1 硬件系统组成及工作原理

系统以Arduino为控制核心,主要包括稳压电源驱动模块、光强监控模块、温度监控模块、风扇、继电器模块、按键模块及液晶显示模块,系统框图如图1所示。稳压驱动模块接入市电,通过降压、稳压为卤钨灯提供稳定的电源。……

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