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基于LED的近红外水分测量研究
资料介绍
物质的水分含量是决定其物理、化学和生物特性的重要指标，水分含量的准确测定具有重要的意义。水分仪作为物质水分含量检测的常用装置，其研制与开发受到人们的广泛重视，其中近红外水分仪因其具有连续测量、非接触测量、响应速度快等优点在多个领域都得到了广泛的应用。传统近红外水分仪多以白炽灯、卤素灯等作为发光光源，利用电机和切光盘对光信号采用机械调制。传统近红外水分仪具有功耗大、可动部件多、调制频率受机械转速限制等不足。
本文针对传统红外水分仪的不足，提出一种应用红外LED光源代替传统光源，电调制光信号取代机械调制的水分检测方案，省去了切光盘、电机等可动部件。在此基础上完成近红外水分检测系统硬件和软件平台的搭建，并进行了相关测试与实验。本文主要做了如下研究内容:
(1)研究了近红外水分检测相关理论，分析了传统红外水分仪的不足，在此基础上根据LED光源和铟镓砷探测器特性，提出了无可动部件的新型LED近红外水分检测方案;
(2)针对LED光源功率低、光信号微弱、干扰强的情况，研究并采用了锁相放大技术对微弱光信号进行检测;
(3)设计并制作了光源驱动电路、前置放大电路、滤波电路、锁相放大电路等硬件电路，并进行了系统调试;
(4)编写了信号采集、去噪、滤波等单片机程序。在LabVIEW开发环境下完成了上位机软件设计，编写了数据显示，数据存储等程序;
(5)搭建了水分测量检测平台并对水分检测系统进行了标定。对烧结混合料等物质进行了水分检测实验，对于水分含量在2％～9％的烧结混合料，测量误差小于0.32％水分绝对含量。
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