光纤液滴传感器系统设计

论文摘要

光纤液滴传感器是一种用于液体特性研究的新型仪器，该仪器是利用被测液滴的形成过程与液体成份之间的关系而制成的一种测试传感器。提取随着液滴下降过程而变化的光强变化轨迹，获得反映液体的物理、化学性质的“光纤液滴指纹图”。通过分析液滴指纹图，可以得到一些相关的信息，用来鉴别液体。本文首先概述了光纤液滴分析技术的原理及其发展历程，论证了其运用于实践的可能性，阐述信号相关理论在液滴分析中的作用。然后根据光纤液滴传感器的基本原理进行了传感器的具体结构、光路、电路设计，搭建了光纤液滴传感器的试验平台——光纤液体成分分析演示仪。最后提出了光纤液滴传感器在线监测的思想，并利用市面上一款通用的可编程DSP芯片TMS320C5409实现了实时信号处理模块的设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 液滴分析技术的发展概况
• 1.2 光纤液滴分析技术
• 1.3 光纤液滴传感器原理分析
• 1.4 本课题的研究内容
• 第2章 相关理论在液滴分析中的作用
• 2.1 互相关函数
• 2.1.1 互相关函数简介
• 2.1.2 互相关函数在液滴指纹图中的应用
• 2.1.3 互相关系数应用于光纤液滴指纹图分析
• 2.2 互功率谱密度函数峰值法
• 2.2.1 互功率谱密度函数简介
• 2.2.2 互功率谱密度函数峰值法应用于液滴指纹图分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 光纤液滴传感器硬件系统设计
• 3.1 光纤液滴传感器的整体设计
• 3.2 光纤液滴传感头的设计
• 3.3 供液系统设计
• 3.3.1 供液系统结构设计
• 3.3.2 供液系统电路设计
• 3.4 LED驱动电路设计
• 3.5 信号检测电路设计
• 3.5.1 光电转换和前置放大器
• 3.5.2 第二级放大电路
• 3.6 信号采集电路及计数触发电路设计
• 3.6.1 单片机的选择
• 3.6.2 单片机晶振连接及复位电路设计
• 3.6.3 数据采集系统设计
• 3.6.4 计数触发电路设计
• 3.6.5 串行接口电路设计
• 3.7 供电电源的设计
• 3.8 本章小结
• 第4章 实验测试
• 4.1 光纤液滴传感器实验系统的搭建
• 4.2 显示界面设计
• 4.3 电路的防干扰措施
• 4.3.1 屏蔽措施
• 4.3.2 接地技术
• 4.3.3 印刷板抗干扰措施
• 4.4 部分实验结果
• 4.5 本章小结
• 第5章 DSP电路设计
• 5.1 DSP芯片简介
• 5.1.1 DSP芯片的特点
• 5.1.2 DSP芯片的基本结构
• 5.2 信号处理电路设计
• 5.2.1 DSP芯片的选择
• 5.2.2 DSP芯片时钟电路与复位电路图
• 5.2.3 外部存储器与DSP芯片接口电路
• 5.2.4 A/D与DSP芯片的连接
• 5.2.5 JTAG仿真口的连接
• 5.2.6 串口电路的设计
• 5.3 供电电路设计
• 5.4 部分实验结果
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢