深海原位激光诱导击穿光谱仪软件的设计与实现

更新时间：2020-03-25 03:14:59 大小：8M 上传用户：zhengdai 查看TA发布的资源 标签：光谱仪 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

海洋以其丰富的自然资源成为人类经济发展的重要保证。海底热液区金属元素经理化反应沉积并聚集海底，形成矿产。人类对其开采之前必须进行预先探测。近年来，水下运载平台技术迅速发展，调查船、深潜器、水下机器人等相继问世，这为深海原位探测提供了重要条件，加快了深海探测的步伐。激光诱导击穿光谱技术作为深海原位探测的一门新兴技术，因其原位、快速、多成分、非接触等特点引起了人们的关注。

在国家863计划的支持下，针对深海热液环境金属离子探测需求，中国海洋大学开始建立一套基于激光诱导击穿光谱技术(LIBS)的深海原位探测系统。LIBS系统可搭载在深海探测载体上，实现正常环境或极端环境下，对深海液体和沉积物中K、Na、Ca、Fe、Mn等金属离子的探测，这对目前深海阳离子探测技术形成有效补充，有助于提高我国在深海探测领域的竞争力。

作为深海原位LIBS金属离子原位探测系统(LIB S-sea)研究工作的一部分，本论文针对深海原位激光诱导击穿光谱的探测特点，初步搭建深海LIBS金属离子原位探测系统的硬件，并基于Visual Studio2010开发环境采用C＃语言编制相关软件，已实现对激光诱导击穿光谱的探测和光谱数据的记录，及光谱仪工作环境的监控与环境参数的记录，同时实现激光器通断等功能。

论文的主要研究内容为以下五个部分:

第一部分主要介绍了深海原位探测的研究背景及意义，同时阐述了LIBS技术的原理、产生和发展历史;目前海水中金属离子分析方法及其优缺点;LIBS技术的在海洋研究领域的应用现状。

第二部分主要对激光诱导击穿光谱仪探测系统关键技术进行分析，整体介绍了系统的硬件组成，并分别介绍甲板控制和水下探测两部分;介绍了系统所涉及的硬件设备（光谱仪、激光器、工控机、单片机、传感器等）的选取，并对相关器件的技术指标和性能进行了较为全面的阐述和分析。

第三部分介绍了软件的开发环境;软件功能模块的编制（激光器开关控制，光谱采集，光谱显示，光谱记录，串口通信）;通信协议的应用，RTU帧格式，CRC校验，功能码定义，及读取温湿度、姿态、电压、电流功能的实现;下位机程序的编制。

第四部分主要介绍软件的性能测试，并通过浅海实验进行验证，试验时，通过远程桌面控制来显示...