[發明專利]多通道積分電路模塊、多通道積分電路模塊組及光譜儀

在審

• 申請號: 201210309482.X
• 申請日: 2012-08-27
• 公開（公告）號: CN102857193A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 付國余;王彥東;樓巧蘭;辛會成;曲紅靜;常偉;趙艷秋;吳冬梅
• 申請（專利權）人: 北京瑞利分析儀器有限公司
• 主分類號: H03H17/00
• 分類號: H03H17/00
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 馬佑平

技術領域

本發明涉及原子發射光譜分析儀器領域，尤其涉及多通道積分電路模塊、多通道積分電路模塊組及光譜儀。

背景技術

電弧激發一米或兩米光柵光譜儀是原子發射光譜儀器中重要分支，該儀器的特點可直接對地質樣品中土壤、巖石、水系沉積物和高純金屬氧化物等粉末狀樣品進行分析，無需化學消解及稀釋過程，從而避免了消解后溶液中某些元素的含量被稀釋降低分析靈敏度，而且還極易帶入難以控制的污染。

長期以來，我國生產的電弧激發一米或兩米光柵光譜儀在地質領域全國開展地球化學找礦《1:5萬區域化探全國掃面計劃》中每年有幾十萬件地球化學樣品的分析任務，以及有色、冶金系統中大量的高純金屬氧化鎢、氧化鉬和其它貴金屬樣品中測定17～19種雜質元素含量，因此在我國眾多實驗室得到廣泛應用。而傳統的電弧激發一米或兩米光柵光譜儀通常采用相板記錄、洗相、測光等流程進行光譜分析，其操作程序繁鎖、工作效率低、勞動強度大和易污染環境等弊端，因此，廣大用戶十分期待新型的電弧激發光電直讀光譜儀的誕生。

電弧激發光電直讀光譜儀主要工作原理是：利用交流或直流電弧光源將試樣激發出特征光譜，特征光譜經過凹面光柵的分光系統衍射為不同波長的光譜線，而后將該光信號轉化為電信號，電信號經過放大及數據處理后得到試樣實驗數據，由于光譜線的強度與不同的元素的含量成一定的函數關系，因此，通過對試樣實驗數據進行處理可以計算出試樣中被測元素的含量，這種電弧激發光電直讀光譜儀具有操作簡單，且工作效率高等優點。

在光信號轉化為電信號時是以光電流的形式輸出的，光電流的大小隨特征譜線光強而變化，而特征譜線光強隨時間變化具有一定的波動性，因此，通常不是測量光電流的瞬時值，而是采用積分的方法，記錄一段時間內光電流在電容上的積分電壓值。在實際應用中，用戶對分析元素通道數量要求從幾個到幾十個，而且對上層應用方面的要求也不盡相同，而通道數量的增加會降低數據采集的速度，這就需要能快速集成、具有多種采集模式功能的積分電路。

發明內容

本發明的實施例提供了一種的多通道積分電路模塊，采集效率高，易于集成。

為實現上述目的，本發明實施例提供了如下技術方案：

一種多通道積分電路模塊，包括：

多個光電流輸入通道、多個積分及放大電路單元、處理器單元以及模塊地址編碼單元；

多個光電流通道分別連接至各自的積分及放大電路單元，每個積分及放大電路單元的輸出分別連接至處理器單元；

模塊地址編碼單元與處理器單元連接，用于設置該多通道積分電路模塊的地址信息；

處理器單元，用于采集各個輸入通道的積分數據，以及讀取地址編碼單元設置的地址信息。

可選地，還包括：繼電器、驅動器以及自檢電流信號；各個光電流輸入通道分別經繼電器的一端接至驅動器，驅動器連接至處理器單元，處理器單元控制驅動器驅動繼電器的動作，繼電器的另一端接自檢電流信號。

可選地，光電流輸入通道為8個，繼電器為4個雙聯繼電器，每個光電流輸入通道分別接到雙聯繼電器的一端。

可選地，每個積分及放大電路單元包括：第一運算放大器、第二運算放大器、第一電阻、第一電感、第一電容以及模擬開關；光電流輸入通道經第一電感接至第一運算放大器的第一相輸入端，第一運算放大器的第二相輸入端接地，第一運算放大器的第一相輸入端經第一電容接至第一運算放大器的輸出端；第一運算放大器的輸出端經第一電阻接至第二運算放大器的第二相輸入端，第二運算放大器的第一相輸入端接至第二運算放大器的輸出端；第一電容的兩端分別接模擬開關的一對通斷端，模擬開關的控制端接至處理器單元，處理器單元控制模擬開關的狀態。

可選地，在第二運算放大器的第二相輸入端接有穩壓二極管。

可選地，模塊地址編碼單元為撥碼開關。

可選地，撥碼開關為8位撥碼開關。

可選地，處理器單元采集各個通道的積分數據的采集模式包括分段采集、按頻率采集和按自由設定時間采集。

此外，本發明還提供了包含多個上述任一的多通道積分電路模塊的多通道積分電路模塊組，每個多通道積分電路模塊通過CAN總線與上位機連接。

此外，本發明還提供了包含上述任一多通道積分電路模塊的光譜儀。

本發明提供的多通道積分模塊，每個光電流輸入通道對應各自的積分及放大電路單元，采集效率高，并設置有模塊地址編碼單元，在通道數增加時，可以直接通過增加多通道積分模塊實現，而無需重新設計整個采集電路，該多通道積分模塊的采集效率高，易于集成。