為了提供一種體積盡可能小的拉曼光譜化學成分分析裝置，本發明專利技術提出了一種基于拉曼光譜的化學成分的便攜式遠程分析裝置，包括：MCU、拉曼光譜儀、編碼開關、通信單元，以及遠程處理單元。本發明專利技術能夠在的數據庫容量更大且實時更新，保存多個化學元素的拉曼譜圖的數據庫不斷升級完善，可以解決便攜式拉曼光譜儀自帶的數據庫或應用軟件無法滿足現場數據處理、分析、管理的部分缺陷，擴展便攜式拉曼光譜儀的功能，使之更適應現場快速檢測的現實需求。
【技術實現步驟摘要】
一種基于拉曼光譜的化學成分便攜式遠程分析裝置
本專利技術涉及拉曼光譜測量裝置，更具體地，涉及一種基于拉曼光譜的化學成分便攜式遠程分析裝置。
技術介紹
在分析實驗室中用光譜來測量材料的物理和分析性質是一種成熟的技術。拉曼光譜是這類技術中的一種，它能提供有關化學物質的組成或分子結構的定性和定量方面的信息。當入射輻射和物質相互作用時它可以發生一種稱為散射的過程。經散射的射線可以是彈性的，這時入射線的波長在散射輻射中沒有改變，也可以是非彈性的，其中散射輻射的波長與入射輻射不同。在非彈性散射的一種形式中，稱它為拉曼散射，入射的光子在散射時或者獲得能量，或者失去能量。散射與入射輻射能量的差別一般被稱為拉曼遷移。得到的拉曼遷移光譜提供了各種分子振動運動的能量訊息并傳達了有關所研究的物質的化學和分子結構方面的訊息。通過檢測樣品的拉曼光譜，可以定性甚至半定量地分析樣品中的物質組成。拉曼光譜的檢測周期相對于質譜法和色譜法等方法要短得多，在一些場合還可以基本達到實時的檢測。傳統的拉曼光譜儀體積龐大、結構復雜且造價昂貴，還需要專業的人員才能進行操作和分析。隨著激光器、光電探測器和集成電路等相關部件和技術的發展，拉曼光譜儀目前已經在想小型化低成本方向發展。 便攜式拉曼光譜儀自帶數據庫的容量是有限的，自帶譜庫判別軟件的功能也是有局限的，而作為一個理想的便攜式拉曼光譜測量裝置最好具有很高的光譜采集效率，不斷擴容的數據庫，以及不斷升級完善的譜庫判別軟件。這些因素決定了現場快速檢測裝置或系統是否真正具有生命力。
技術實現思路
為了提供一種體積盡可能小的拉曼光譜化學成分分析裝置，本專利技術提出了如下的技術方案。 一種基于拉曼光譜的化學成分的便攜式遠程分析裝置，包括: MCU,其控制拉曼光譜的數據采集和該分析裝置的數據傳輸； 拉曼光譜儀，其用于選用激光光源發射波長為785nm的近紅外激光，激光能量參數選擇100?200mw,積分時間參數選擇5?20s,用所述兩個參數得到最佳拉曼峰強度,通過連續掃描得到平均拉曼光譜； 編碼開關，其通過由雙向編碼開關SW1、單穩態觸發器74LS123，雙D觸發器745LS74和反相器組成編碼開關電路連接所述MCU，所述編碼開關電路發出不同的編碼信號送至所述MCU; 通信單元，其用于向遠程處理單元傳輸上述拉曼光譜儀采集到的平均拉曼光譜的數據，并接收遠程處理單元返回的處理結果； 遠程處理單元，其具有保存多個化學元素的拉曼譜圖的數據庫，根據上述平均拉曼光譜的數據進行化學成分的分析。 進一步地，所述分析裝置還包括熱敏打印機，用于打印所述處理結果的數值和圖形記錄；所述熱敏打印機連接MCU，所述邏輯控制器控制所述熱敏打印機的使能。 進一步地，所述分析裝置上還設有電源指示燈，用于指示電源是否接通；所述電源指示燈連接MCU，所述邏輯控制器控制所述電源指示燈的使能。 進一步地，所述分析裝置上還設有激光指示燈，用于指示所述拉曼光譜儀上的激光頭是否工作；所述激光指示燈連接MCU，所述邏輯控制器控制所述激光指示燈的使能。 進一步地，所述MCU 選用 C8051F020U1。 本專利技術具有如下的有益效果:本專利技術能夠在的數據庫容量更大且實時更新，保存多個化學元素的拉曼譜圖的數據庫不斷升級完善，可以解決便攜式拉曼光譜儀自帶的數據庫或應用軟件無法滿足現場數據處理、分析、管理的部分缺陷，擴展便攜式拉曼光譜儀的功能，使之更適應現場快速檢測的現實需求。 【附圖說明】 圖1示出了根據本專利技術的優選實施例的基于拉曼光譜的化學成分的便攜式遠程分析裝置的結構框圖。 【具體實施方式】 參見圖1，是本專利技術基于拉曼光譜的化學成分的便攜式遠程分析裝置的電路框圖，本專利技術基于拉曼光譜的化學成分的便攜式遠程分析裝置，MCU，其控制拉曼光譜的數據采集和該分析裝置的數據傳輸；拉曼光譜儀，其用于選用激光光源發射波長為785nm的近紅外激光，激光能量參數選擇100?200mw,積分時間參數選擇5?20s,用所述兩個參數得到最佳拉曼峰強度，通過連續掃描得到平均拉曼光譜；編碼開關，其通過由雙向編碼開關SW1、單穩態觸發器74LS123，雙D觸發器745LS74和反相器組成編碼開關電路連接所述MCU，所述編碼開關電路發出不同的編碼信號送至所述MCU;通信單元，其用于向遠程處理單元傳輸上述拉曼光譜儀采集到的平均拉曼光譜的數據，并接收遠程處理單元返回的處理結果；遠程處理單元，其具有保存多個化學元素的拉曼譜圖的數據庫，根據上述平均拉曼光譜的數據進行化學成分的分析。 所述分析裝置還包括: 熱敏打印機，用于打印所述處理結果的數值和圖形記錄；所述熱敏打印機連接MCU,所述邏輯控制器控制所述熱敏打印機的使能； 電源指示燈，用于指示電源是否接通；所述電源指示燈連接MCU，所述邏輯控制器控制所述電源指示燈的使能； 激光指示燈，用于指示所述拉曼光譜儀上的激光頭是否工作；所述激光指示燈連接MCU，所述邏輯控制器控制所述激光指示燈的使能。 其中，CPU選用51系列的C8051F020U1，這是一個高速8位多功能MCU，可以在線編程。 該MCU周圍設置有EEPR0M24WC08U3，數據存儲器628128U5，實時時鐘電路PCF8563U4，顯示器接口 J5，熱敏打印機接口 J6，編碼開關電路、指示燈和激光功率控制電路。 由于接口及周邊電路眾多，還有一由3-8線解碼器SN74HC138N U2構成的片選電路。 片選電路U2連接MCU Ul的Ρ5.4-P5.7腳。 EEPROM U3連接MCU Ul的P0.2、P0.3腳，選用二線串口方式連接。 數據存儲器U5的地址線為14位，連接MCU Ul的P6 口、P5 口及P2.0、P2.1腳，數據線為8位，連接MCU Ul的數據口 P7 口，讀寫控制0E、WE連在MCU Ul的P4.6、P4.7腳。 實時時鐘電路U4選用三線串口方式連接MCU Ul的P0.2、P0.3、P0.5三腳。 熱敏打印機接口 J6連接MCU的數據口 P7 口，其選中端通過與門MC74HC32AN的一組U14分別連接片選電路U2的Y2和MCU Ul的P4.7腳，其BUZY端連接MCU Ul的P4.3腳。 激光功率控制電路由運算放大器LM358組成，其正輸入端連接MCU Ul的DACO腳，其輸出端通過插頭J4連接拉曼光譜儀的激光控制信號鍵。 電源電路主的接口 J7、J8連接交流輸入，輸出JlO連接顯示器、輸出Jll連接熱敏打印機，輸出J12連接拉曼光譜儀的電源輸入。 指示燈Dl、D2通過接口 J13分別連接MCU Ul的P3.5、P3.6腳，分別指示電源開和激光開。 上述通信單元采用移動通信技術，例如3G/4G技術，與遠程處理單元進行通信，其向遠程處理單元發送待分析的譜圖，并接收分析結果。 所述數據庫中存儲有大量的標準拉曼光譜譜圖，作為參考拉曼光譜，與由遠程處理單元接收到的平均拉曼光譜數據進行比較，判斷所述平均拉曼光譜代表的是何種化學成分。比較的方法包括聚類分析、人工神經網絡、支持向量機等。 以上的實施例僅儀是對本專利技術的優選實施方式進行描述，并非對本專利技術的范圍進行限定，在不脫離本專利技術設計精神的前本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于拉曼光譜的化學成分的便攜式遠程分析裝置，包括MCU，其控制拉曼光譜的數據采集和該分析裝置的數據傳輸；拉曼光譜儀，其用于選用激光光源發射波長為785nm的近紅外激光，激光能量參數選擇100～200mw，積分時間參數選擇5～20s，用所述兩個參數得到最佳拉曼峰強度，通過連續掃描得到平均拉曼光譜；編碼開關，其通過由雙向編碼開關SW1、單穩態觸發器74LS123，雙D觸發器745LS74和反相器組成編碼開關電路連接所述MCU，所述編碼開關電路發出不同的編碼信號送至所述MCU；通信單元，其用于向遠程處理單元傳輸上述拉曼光譜儀采集到的平均拉曼光譜的數據，并接收遠程處理單元返回的處理結果；遠程處理單元，其具有保存多個化學元素的拉曼譜圖的數據庫，根據上述平均拉曼光譜的數據進行化學成分的分析。
【技術特征摘要】
1.一種基于拉曼光譜的化學成分的便攜式遠程分析裝置，包括 MCU,其控制拉曼光譜的數據采集和該分析裝置的數據傳輸； 拉曼光譜儀，其用于選用激光光源發射波長為785nm的近紅外激光，激光能量參數選擇100?200mw,積分時間參數選擇5?20s,用所述兩個參數得到最佳拉曼峰強度,通過連續掃描得到平均拉曼光譜； 編碼開關，其通過由雙向編碼開關SW1、單穩態觸發器74LS123，雙D觸發器745LS74和反相器組成編碼開關電路連接所述MCU，所述編碼開關電路發出不同的編碼信號送至所述MCU ; 通信單元，其用于向遠程處理單元傳輸上述拉曼光譜儀采集到的平均拉曼光譜的數據，并接收遠程處理單元返回的處理結果； 遠程處理單元，其具有保存多個化學元素的拉曼譜圖的數據庫，根據上述平均拉曼光譜的數據進行化學成分的分析。2.根據權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：許馳，
申請(專利權)人：成都鼎智匯科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51
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