【正文】 相敏檢波器輸出信號(hào)Uo(t)中得到了被測(cè)信號(hào)Us(t)。Ul采用了一片TLC2274四運(yùn)算放大器，TLC2274是一款性能優(yōu)良、價(jià)格低廉的通用運(yùn)算放大器，具有高輸入阻抗、高共模擬抑比、低輸入偏置電流(最大50pA)、低溫漂、低噪聲等優(yōu)良性能。本系統(tǒng)采用了峰值相敏檢測(cè)技術(shù)來解決這一問題。與普通的有源濾波器相比，MAX275組成的濾波器具有外接元件少，結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)調(diào)整方便和不受運(yùn)算放大器本身頻率特性影響等優(yōu)點(diǎn)。普通有源濾波器還因?yàn)榉€(wěn)定性較差，較難實(shí)現(xiàn)窄帶寬的設(shè)計(jì)，不易獲得高的Q值，難滿足系統(tǒng)的要求。G=1時(shí)它的增益帶寬為120kHz，建立時(shí)間為15us。第一級(jí)放大關(guān)鍵在于抑制噪聲。當(dāng)光信號(hào)變?yōu)轭l率域的信號(hào)后，產(chǎn)生的電信號(hào)也相應(yīng)的變?yōu)榻涣餍盘?hào)。顯然，采用全分離的方式已經(jīng)過時(shí)，而采用通用的運(yùn)放芯片和555定時(shí)器芯片再配合外圍比較的分離元件也可以實(shí)現(xiàn)所要求的信號(hào)處理功能，但那樣至少需要兩塊芯片，上比較高，而且由于外圍電路復(fù)雜，其干擾、噪聲增加，穩(wěn)定性降低。熱釋電紅外傳感器有陶瓷型及高分子薄膜型兩種。這種現(xiàn)象在欽酸鋇之類的強(qiáng)介電質(zhì)材料上表現(xiàn)得特別顯著。根據(jù)不同物體及不同溫度體發(fā)出的紅外光譜不同，可同目標(biāo)進(jìn)行紅外檢測(cè)和判別。.l/f噪聲在所有的半導(dǎo)體中均存在1/f噪聲，一般認(rèn)為這種噪聲主要是器件制備過程中所造成的。但其一般需在低溫下工作，探測(cè)波段較窄。熱探測(cè)器是利用探測(cè)元件吸收入射的紅外輻射能量而引起溫升，在此基礎(chǔ)上借助各種物理效應(yīng)把溫升轉(zhuǎn)變成電量的一種探測(cè)器。這樣不同波長的同一級(jí)主最大，自零級(jí)開始向左右兩側(cè)按波長次序由短波長向長波長散開。 現(xiàn)以反射式平面衍射光柵為例，介紹光柵的分光原理。調(diào)制后的光由分光系統(tǒng)進(jìn)行分光，形成一系列按波長大小順序排列的各譜段的光譜。經(jīng)調(diào)制器發(fā)過來的光束集中在可見和近紅外光譜區(qū)，因此本系統(tǒng)選用的是石英池，為了更加符合朗伯一比爾定律，要求吸收池應(yīng)具有一對(duì)相互平行并垂直于光束的潔凈光學(xué)窗，理想的吸收池本身不吸收輻射，實(shí)際上各種材料對(duì)輻射都有不同程度的吸收，因而一般只要求它們有恒定而均勻的吸收。通常取d/b=，可得到近似的正弦波，其中d為光源像點(diǎn)直徑，b為切光片扇形寬度。由鹵鎢燈調(diào)節(jié)工作臺(tái)l、散熱支架聚焦透鏡及其安裝筒4等三個(gè)部分組成，均通過螺釘安裝固定。為了滿足熱釋電紅外探測(cè)器的線性范圍在3一10毫瓦，因此我們將使用的“6V，6W”。通常，體現(xiàn)液層厚度的吸收池內(nèi)部透光面垂直距離也稱為吸收池的光徑。對(duì)于特定種類的油，其組分穩(wěn)定，且各組分的含量也一定，所以特定種類的油有穩(wěn)定的吸收光譜，對(duì)特定波長的光有確定的吸收能力，即確定的吸光系數(shù)。 Optics Principlel聚光鏡 系統(tǒng)測(cè)量的基本原理非分散紅外光度法是基于光學(xué)中的朗伯一比爾定律。(2)設(shè)計(jì)最佳的分光系統(tǒng)，滿足系統(tǒng)對(duì)光線的要求。此方法適用于樣品中芳香烴含量不高的情形。由于測(cè)定方法長期沒有得到統(tǒng)一，因此一直存在方法與方法之間，以及數(shù)據(jù)之間的不可比性，從而影響了判斷油質(zhì)的準(zhǔn)確性。由于各種物質(zhì)的紫外吸收強(qiáng)度差異較大，對(duì)于組成變化較大的工業(yè)廢水和成分復(fù)雜的環(huán)境水體，采用紫外分光光度法，數(shù)據(jù)可比性和準(zhǔn)確性都較差，因此國外己不再使用。重量法是用有機(jī)萃取劑(石油醚或正己烷)提取酸化了的樣品中的油類，萃取劑通過氧化鋁柱(或佛羅里硅藻土)除去動(dòng)植物油類，將溶劑蒸發(fā)掉，稱重后計(jì)算石油類含量。由于不同物質(zhì)的熒光發(fā)射強(qiáng)度差異很大，測(cè)定結(jié)果受油品組成影響較大，其物理意義為物質(zhì)的熒光強(qiáng)度。這兩種方法都是基于油品中某些特性基團(tuán)對(duì)紅外光的特征吸收行為進(jìn)行測(cè)定的，符合最基本的光的吸收規(guī)律——“比爾定律”。適應(yīng)國家制定區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、城市化發(fā)展規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境保護(hù)建設(shè)規(guī)劃的迫切需要。研究高精度、低消耗的測(cè)量算法。1852年，比爾(Beer)作了類似實(shí)驗(yàn)，指出光強(qiáng)度變化與溶液中溶液濃度也存在類似關(guān)系。 需要補(bǔ)充說明的是:液層厚度在概念上有別于光路長度和光程。有特征吸收峰，而用作從水樣中萃取油份的四氯化碳()，透過率在80%以上。 Prineiple of oil infrared measuring systerm3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 光源系統(tǒng)儀器的光源系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括光源、濾光片等關(guān)鍵部件的選擇。通過這種再生循環(huán)過程，燈絲的使用壽命不僅得到了大大延長(幾乎是白熾燈的4倍)，同時(shí)由于燈絲可以工作在更高溫度下，從而得到了更高的亮度，更高的色溫和更高的發(fā)光效率[6]。 Machine frame of the lamphouse 切光器將光源發(fā)出的直流光信號(hào)轉(zhuǎn)換為交流信號(hào)以便于放大和抑制噪聲，光譜儀器對(duì)調(diào)制器的尺寸以及加工和安裝精度有嚴(yán)格要求【12】。由于屬于氟氯烷烴類，破壞臭氧層，是國際公約《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》限制生產(chǎn)和禁止大量使用的化學(xué)物質(zhì)。射入比色皿的光必須是平行光，否則光程不一致將影響測(cè)量精度。1 分光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)儀器采用光柵分光系統(tǒng)，以平面光柵為分光元件。當(dāng)一束平行的復(fù)合光入射到光柵上，光柵能將它按波長在空間分解為光譜，這是由于多縫衍射和干涉的結(jié)果。紅外傳感器是系統(tǒng)中一個(gè)很重要的部分。根據(jù)熱效應(yīng)的不同，可把熱探測(cè)器分為測(cè)輻射熱計(jì)、測(cè)輻射熱電偶和熱電堆、熱釋電探測(cè)器和高萊管(氣動(dòng)型)[8]。 紅外傳感器主要性能指標(biāo)(一)響應(yīng)度光電探測(cè)器的響應(yīng)度定義為單位光輻射功率在光電探測(cè)器上所產(chǎn)生的光電壓Vs或光電流Is，即 或者 (3—5)P為光輻射功率，、分別為電壓和電流響應(yīng)度。.溫度噪聲溫度噪聲是環(huán)境溫度升降引起的，隨著通過探測(cè)器電流的增加而增加。在整個(gè)光波范圍率響應(yīng)均勻。因此，用熱釋電效應(yīng)制成的紅外線傳感器往往需要在元件的前面加機(jī)械式的周期遮光裝置，以使此表面電荷周期出現(xiàn)才能實(shí)現(xiàn)測(cè)量。另外其內(nèi)部還有匹配噪聲結(jié)型場效應(yīng)晶體管，用以實(shí)現(xiàn)阻抗變換、直流電平轉(zhuǎn)移【3】。是在室溫下使用、探測(cè)率最高、頻率響應(yīng)最寬、紅外光范圍內(nèi)響應(yīng)幾乎與波長無關(guān)的熱探測(cè)器。然后再進(jìn)入相敏檢測(cè)器，進(jìn)一步抑制噪聲，并經(jīng)過低通濾波后把信號(hào)變?yōu)橹绷餍盘?hào)，從而便于A/D處理。本系統(tǒng)工作在低頻段，傳感器的原電阻是純電阻，用A/D公司的儀用放大器AD620做第一級(jí)放大器。帶通濾波器的設(shè)計(jì)原則是頻帶內(nèi)的頻率要以相同的比例通過，而信號(hào)頻帶外的干擾要能有效地抑制。每個(gè)二階節(jié)的中心頻率F0、轉(zhuǎn)折頻率、品質(zhì)因數(shù)Q、帶寬增益HOBP都由4個(gè)外部電阻確定，不需要外接電容。 The circuits of strap open and strain wave各電阻的計(jì)算可按以下步驟進(jìn)行:R2=2*109/F0R4=R2*5KR3=2Q*109*Rx/F0*R1=R3/HOBP文中設(shè)計(jì)取=500Hz，取Q=，濾波器FC接5v，則=。它不但能進(jìn)一步抑制與有效信號(hào)不同頻率的噪聲干擾外，還能有效地抑制與有效同頻率而不同相位的各種信號(hào)。即，它的輸入或輸出電壓幅度即使達(dá)到電源電壓的上下限，此時(shí)放大器也不會(huì)像常規(guī)運(yùn)放那樣發(fā)生飽和與翻轉(zhuǎn)。 phase sensing Detcetor circuit 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，主要由單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換器、時(shí)鐘電路、看門狗電路、液晶顯示器、打印機(jī)、串行通信接口電路、控制面板、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等幾個(gè)部分組成。 單片機(jī)設(shè)計(jì)(l)單片機(jī)選型單片機(jī)(SingleChip Mieroeomputer)是將中央處理器CPU、程序存儲(chǔ)器ROM、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、I/O接口電路、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行通信接口、中斷控制器及其它控制部件集成在一個(gè)芯片中的微型計(jì)算機(jī)。全靜態(tài)操作:0Hz一24MHz采用CMOS工藝，低功耗，寬二作電壓，工作頻率可達(dá)33MHz設(shè)計(jì)中采用的是美國AD公司生產(chǎn)的一△型高精度模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD7705. A/D轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu) Strueture of A/D converting circuit(一)AD7705功能介紹A/D轉(zhuǎn)換器選用美國AD公司生產(chǎn)的藝一△型高精度模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD7705。RSRSRS0器選擇位。3)時(shí)鐘寄存器時(shí)鐘寄存器是一個(gè)8位讀/寫寄存器。7)滿標(biāo)度校準(zhǔn)寄存器AD7705包含幾組獨(dú)立的滿標(biāo)度寄存器，每個(gè)滿標(biāo)度寄存器負(fù)責(zé)一個(gè)輸入通道。DS1302是美國Dallas公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它可以實(shí)時(shí)的對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月等進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償功能。實(shí)時(shí)時(shí)鐘舊歷還包括了閏年矯正功能。位5至位1指示操作單元的地址。 的日歷、時(shí)鐘寄存器及其控制字 Calcendar clock Register and control word of the DS1302寄存器名命令字寫操作 讀操作取值范圍各位內(nèi)容7 5 4秒寄存器 80H 81H 00—59 CH 10SEC SEC分鐘寄存器 82H 83h 00—59 0 10MIN MIN小時(shí)寄存器 84H 85H 0112,00230128,29,30,312/24 10/AP HR HR日期寄存器 86H 87H 1 0 10 DATE DATE月份寄存器 88H 89H0112 0 0 10M MONH周日寄存器 8AH 8BH 0107 0 0 0 DAY年份寄存器 8CH 8DH 009910YEAR YEAR當(dāng)Vcc2高于Vccl時(shí)，由Vcc供電，當(dāng)VCC2低于Vccl ，由備用電池供電。(三)DS1302接口電路[11]，DSl302與單片機(jī)的連接僅需三條線，將RST、SCLK、I/、用單片機(jī)的通用I/O口線模擬12C通信。其存儲(chǔ)器部分是4096位串行EEPROM，具有簡單的三線總線工作的串行外設(shè)接口SPI(serial perpheral interfaee)。(7)片內(nèi)異常事件寫保護(hù)(上電、掉電寫保護(hù)和提供寫鎖存)。X25045的特點(diǎn)是具有允許簡單的三線總線工作的串行外設(shè)接口(Seria Perpheral Interfacee，SPI）和軟件協(xié)議。3)狀態(tài)寄存器RDSR指令訪問狀態(tài)寄存器，任何時(shí)候都可以讀狀態(tài)寄存器。BL1和BL0位確定EPROM的塊保護(hù)地址范圍。該電路既支持手動(dòng)復(fù)位，同時(shí)提供看門狗控制的復(fù)位。MGLS一12864是使用兩片HD61202作為列驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)使用一片HD61203作為行驅(qū)動(dòng)器的128*64點(diǎn)陣的液晶顯示模塊。MGLS一12864的控制器HD61202有一系列操作指令，通過指令可以實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示屏的控制。 Connector Pin signal of TPup一162468101214161820135791113151719:為輸入數(shù)據(jù)線，為輸入選通信號(hào)線，BUSY為打印機(jī)忙標(biāo)志，為打印機(jī)輸出應(yīng)答信號(hào)，有效時(shí)表示打印機(jī)已取走數(shù)據(jù)，為打印機(jī)輸出出錯(cuò)信號(hào)，輸出有效寬度30ms，表示打印機(jī)出錯(cuò)[3]。(l)通信接口電路RS一232C是EIA(美國電子工業(yè)協(xié)會(huì))公布的異步串行通信接口，采用單端驅(qū)動(dòng)、單端接收電路。(2)單片機(jī)串口設(shè)置AT89C52內(nèi)部有一個(gè)全雙工增強(qiáng)型UART口，TXD()為發(fā)送端，RXD()為接收端。 PC機(jī)RS232C接口引腳說明 Interface Pin show of RS一232C引腳號(hào)信號(hào)說明1CD載波檢測(cè)2RXD接收數(shù)據(jù)3TXD發(fā)送數(shù)據(jù)4DTR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好5GND信號(hào)地6DSR通訊設(shè)備準(zhǔn)備好7RTS請(qǐng)求發(fā)送8CTS允許發(fā)送9RI響鈴指示本系統(tǒng)采用12V鉛酸蓄電池供電，采用LM2575開關(guān)穩(wěn)壓集成電路提供+5V電壓，由于運(yùn)放TLC2274和濾波器MAX275需要雙電源供電，采用MAX660生成5v電壓。4)振蕩頻率:52kHz。為了保證電源正常工作，減少干擾和噪聲，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)選擇電源外部元器件。(2)合理利用系統(tǒng)資源。之后，若用戶選擇了打印功能，則對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行打印輸出。選擇時(shí)鐘寄存器LCALL Write7705MOV A，0CH 。保存低位字節(jié) POP R7 POP PSW RET 外部中斷1的中斷例程，當(dāng)AD77OS的AD轉(zhuǎn)換結(jié)束后便會(huì)發(fā)生中斷。調(diào)用部分 RRC A LCALL Initl302 MOV I/O，C MOV A，OBFH NOP LCALL Writel302 SETB