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质谱信号数据的处理与光谱仪的设计

作　者: 郭丽娟
导　师: 李西恭
学　校: 北京工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: MATLAB 质谱数据处理光谱仪
分类号: TH843
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

农药检测主要是使用色谱/质谱仪来进行的,在精密的检测中使用的是大量的国外设备,但是由于分析仪器处理软件价格昂贵、技术保密,现有分析软件处理数据的效果远不及使用相同设备的国外专家得到的效果。因此对大量质谱信号数据的后续处理,进而得到更为精确的结果就成了当前要解决的问题,本课题旨在使用MATLAB的数据处理系统处理质谱数据。另外,光谱仪器在农药检测方面发挥越来越重要的作用,当前国内主要都是引进国外昂贵的高档设备,本课题为了在光谱仪国产化方面做一些工作,设计了简易光谱仪。本课题设计了基于VC平台的数据提取系统,实现了从设备文件数据到可读应用数据的解析,从中提取出需要的质谱数据;同时使用MATLAB可视化软件生成三维质谱图,针对质谱图进行图形信息提取和对质谱数据进行归一化处理;在光谱仪设计中,搭建了基于TCD1209D光电传感器为光电探测器,以MAX7000S系列CPLD和C8051F340为核心控制系统,以USB为传输方式的光谱仪系统平台,在Host PC主机环境下,用LabVIEW软件设计通过配置NI-VISA实现USB与上位机通信。通过验证表明,基于VC和MATLAB的数据处理系统进行质谱数据处理是可行的;光谱仪系统的设计方案,具有可行性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-14
  1.1 课题研究的意义  8-12
    1.1.1 分析数据处理软件的研究现状  8-9
    1.1.2 光谱技术及光谱仪器发展的历史背景及趋势  9-10
    1.1.3 小型化、现场应用的光谱仪的研究意义  10-12
  1.2 本课题主要的研究工作  12-14
第2章质谱数据处理系统软件设计  14-34
  2.1 软件系统总体设计  14-15
  2.2 文件转换  15-17
  2.3 数据解析  17-23
  2.4 生成质谱图  23-27
    2.4.1 数据绘图及处理软件选择  23-25
    2.4.2 三维质谱图的生成  25-27
  2.5 图形信息提取  27-31
    2.5.1 沿质量数切开  27-29
    2.5.2 沿时间轴切开  29
    2.5.3 沿丰度值切开  29-31
  2.6 谱峰强度归一化处理  31-33
  2.7 本章小结  33-34
第3章光谱仪系统硬件设计  34-50
  3.1 系统的总体设计  34
  3.2 光学系统的设计  34-39
    3.2.1 光源供电系统稳定性设计  35-37
    3.2.2 光栅的选取  37-39
  3.3 光电探测器系统设计  39-42
    3.3.1 TCD1209D的特性和工作原理  39-41
    3.3.2 CCD光电传感器系统电路设计  41-42
  3.4 CCD驱动电路设计  42-44
  3.5 A/D采集和信号处理电路设计  44-47
    3.5.1 AD9822 的结构和工作原理  44-46
    3.5.2 AD9822 电路设计  46-47
  3.6 微处理器系统电路设计  47-48
  3.7 硬件电路抗干扰设计  48-49
  3.8 本章小结  49-50
第4章光谱仪系统软件设计  50-62
  4.1 系统软件设计概述  50
  4.2 TCD1209D驱动程序设计  50-52
  4.3 AD9822 驱动程序设计  52-55
  4.4 数据采集、数据传输和显示程序设计  55-61
    4.4.1 单片机的USB固件设计  55-57
    4.4.2 驱动程序设计  57-60
    4.4.3 上位机系统程序设计  60-61
  4.5 本章小结  61-62
结论  62-64
参考文献  64-66
攻读学位期间发表的学术论文  66-67
致谢  67

质谱信号数据的处理与光谱仪的设计

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