摘要：介绍了基于STM32为核心的双光束分光光度计控制系统的设计,硬件电路实现信号采集和处理,其主要功能是将光信号转换为模拟电信号并放大,再通过AD转换将采集到的模拟信号转换为数字信号,主芯片STM32F103RBT6对采集到的信号进行分析处理,并控制步进电机来实现光路定位,最后通过终端显示装置输出被测样品的谱图与分析结果。

摘要：通常测色分光光度计均由两个独立且完全相同的分光系统组成,为实现测色分光光度计小型化、轻量化,提出一种双光束分光系统设计。将传统的分光系统进行改进,使一个分光系统实现双光束分光系统的功能,用两个小狭缝代替一个狭缝,即可实现两束光谱同时探测。分析了双光束分光系统的工作原理及设计要求,设计了一个用于便携式测色分光光度计的分光系统。设计的Czerny-Turner结构双光束分光系统采用超环面成像镜,可以较好的校正像散,防止两束光谱串扰,两束光谱在探测器上完全没有重叠,光谱分辨率小于10nm,谱面长度9.12mm,体积仅为57mm×54mm×23mm,满足设计指标要求。通过与相同设计指标的单光束分光系统比较得出,采用双光束分光系统的改进型测色分光光度计比传统的测色分光光度计减少了一整套分光系统,从而使体积大幅缩小。该方法特别适用于便携式测色分光光度计,也可适用于其他双光束分光光度计。

摘要：暗电流作为光电探测器的固有噪声,是影响双光束分光光度计检测性能的重要因素。为消除此影响,提出自适应滤波双光束分光光度计。首先,设计实时暗电流检测系统,能在每个检测周期内捕获样品信号、参考信号和暗电流信号。其次,针对时域差异引起的暗电流消除问题,引入自适应级联滤波算法(Recursive Least Squares and Normalized Least Mean Squares,RLS-NLMS),算法采用三级级联滤波模型,一级局部均值(Local Mean,LM)降低暗电流与检测信号之间的相关性,二级低阶RLS滤波器用于检测信号滤波,三级高阶NLMS滤波器用于处理RLS输出信号。实验结果显示,自适应滤波双光束分光光度计的透射比相对误差仅为1.46%,较传统方法降低了66%,在暗电流消除方面表现出色,具有实际应用价值。