[發明專利]時間分辨熒光光譜測硼儀控制單元及應用其的測硼方法

有效

• 申請號: 201110045231.0
• 申請日: 2011-02-24
• 公開（公告）號: CN102650596A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發明（設計）人: 石春;儲著林;呂飛;吳剛;秦琳琳;凌青
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G05B19/042
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明;王寶筠

1.一種時間分辨熒光光譜測硼儀控制單元，其特征在于，包括：DSP、PWM信號調理電路、數模轉換模塊、模擬量濾波放大電路、模數轉換模塊、存儲器和FPGA；

DSP，用于控制事件管理模塊輸出PWM信號；

PWM信號調理電路，用于將所述PWM信號進行調理后通過PWM輸出接口輸出PWM信號給脈沖光源，所述PWM信號用于啟動脈沖光源發出激發光并控制激發光的閃爍頻率；

DSP還用于通過第一IO端口發送用于控制光電倍增管的數字控制信號和用于控制脈沖光源的數字控制信號給數模轉換模塊；

數模轉換模塊，用于將兩個所述數字控制信號分別轉換為模擬信號后發送給對應的所述脈沖光源和所述光電倍增管；

模擬量濾波放大電路，用于通過模擬量輸入接口接收光電倍增管發送的熒光信號和光電池發送的激發光信號，對所述熒光信號和激發光信號進行濾波和兩級放大，并將放大后的熒光信號和激發光信號發送給模數轉換模塊；

模數轉換模塊，用于將放大后的熒光信號和激發光信號進行模數處理，將數字熒光信號和數字激發光信號發送給FPGA；

FPGA，用于為模數轉換器提供工作時鐘，并控制模數轉換器的啟停，將模數轉換器輸出的數據緩存在FPGA的FIFO中，并將FIFO中的數據在存儲于存儲器中；

DSP，用于判斷激發光是否穩定，待激發光穩定后，從存儲器中讀取采樣數據，并對采樣數據進行處理后發送給PC機。

2.根據權利要求1所述的控制單元，其特征在于，還包括USB芯片和USB通信接口，DSP依次通過USB芯片和USB通信接口將數據傳送給PC機。

3.根據權利要求2所述的控制單元，其特征在于，還包括SPI串行通信模塊和液晶屏接口，DSP依次通過SPI串行通信模塊和液晶屏接口將用戶設置參數傳送到液晶屏上進行顯示。

4.根據權利要求3所述的控制單元，其特征在于，還包括數字量輸入接口和第二IO端口，DSP依次通過第二IO端口和數字量輸入接口接收按鍵產生的數字量信號。

5.根據權利要求4所述的控制單元，其特征在于，所述存儲器包括FLASH、片內RAM和外擴SRAM；

FLASH，用于存儲用戶程序；

片內RAM，用于程序運行的開銷和存儲實時數據及變量；

外擴SRAM，用于存放樣品熒光強度信號和光源強度信號。

6.根據權利要求5所述的控制單元，其特征在于，還包括電源模塊，

用于為所述模擬量濾波放大電路提供±15V直流電；

用于為所述數模轉換模塊提供15V直流電；

用于為模數轉換模塊、PWM信號調理電路、PWM輸出接口和液晶屏提供5V直流電；

用于為DSP、FPGA、USB芯片、JTAG調試接口和存儲器提供3.3V直流電；

用于為DSP核和FPGA核提供1.2V直流電。

7.根據權利要求1所述的控制單元，其特征在于，所述兩級放大中的第一級放大為跨導放大，第二級放大為電壓放大。

8.一種應用權利要求1所述的控制單元的測硼方法，其特征在于，包括以下步驟：

用PWM信號啟動脈沖光源發出激發光并控制激發光的閃爍頻率；預先設置所述PWM信號的周期和占空比；

采集光電倍增管發送的熒光信號和光電池發送的激發光信號，并對熒光信號和激發光信號進行處理；

經過預定的延遲時間，判斷熒光信號是否滿足模數轉換模塊的要求，如果否，則通過調節數模轉換模塊的輸出信號控制光電倍增管的負高壓電源和脈沖光源的激發光強度直至采集的熒光信號滿足要求；

采集熒光信號，并將采集的熒光信號存儲于存儲器中，經過處理后上傳至PC機。