微光學(xué)、微電子、微機(jī)械的結(jié)合產(chǎn)生出一類(lèi)新的應(yīng)用范圍很廣的器件——微型光機(jī)電系統(tǒng)(MOEMS)，它也是機(jī)、電、光、磁、化學(xué)、傳感技術(shù)等多種技術(shù)的綜合。MOEMS日益成為新的光學(xué)工具，已經(jīng)對(duì)許多基于光學(xué)的儀器顯示出應(yīng)用前景。作為MOEMS的一種，微型光譜分析儀具有許多大型光譜儀所不具備的優(yōu)點(diǎn)，如重量輕、體積小、探測(cè)速度快、使用方便、可集成化、可批量制造以及成本低廉等，像普通光譜儀一樣微型光譜儀有著巨大的應(yīng)用市場(chǎng)，可以應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室化學(xué)分析、臨床醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、工業(yè)監(jiān)測(cè)、航空航天遙感等領(lǐng)域，因而引起了人們廣泛的興趣。

微型光譜儀的實(shí)現(xiàn)可以應(yīng)用多種技術(shù)，目前常用的方法包括：采用新型濾光技術(shù)制作微型光譜儀；利用光纖的化學(xué)傳感性制成光纖探針進(jìn)行光譜分析；使用微細(xì)加工制作集成式微型光譜儀等。

2采用新型濾光技術(shù)的微型光譜儀

聲光可調(diào)濾光片(AOTF)是一種微型窄帶可調(diào)濾光片，是光譜儀微型化的一個(gè)發(fā)展方向，它通過(guò)改變施加在某種晶體上的射頻頻率來(lái)改變通過(guò)濾光片的光波長(zhǎng)，而通過(guò)AOTF光的強(qiáng)度可利用改變射頻的功率進(jìn)行精密、快速的調(diào)節(jié)。它的分辨率很高，目前可以達(dá)到0.0125nm，沒(méi)有可動(dòng)部件，波長(zhǎng)調(diào)節(jié)速度快、靈活性高。

美國(guó)Brimrose公司和JetPropulsion實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合設(shè)計(jì)一種微型電晶體NIR光譜儀。這種基于A(yíng)OTF的反射型近紅外微型光譜儀主要造用于航天領(lǐng)域，使用發(fā)光二極管(LED)陣列作為光源，光纖作為光波傳輸介質(zhì)，該光譜儀重量<250克，尺寸小9.2×5.4×3.2cm，超快速(4000波長(zhǎng)/秒)，高可靠性并經(jīng)過(guò)美國(guó)國(guó)防核子局的防輻射測(cè)試。

美國(guó)HughesSantaMara研究中心研制的線(xiàn)性楔形光譜儀(專(zhuān)利產(chǎn)品)，是由一個(gè)微小模狀濾光片和一個(gè)陣列檢測(cè)器組成，可以對(duì)多個(gè)光譜頻帶進(jìn)行檢測(cè)。模形光譜儀內(nèi)有一個(gè)模形的多層薄膜介電材料構(gòu)成的干擾濾光片，濾光片與兩維檢測(cè)器緊臨，這樣根據(jù)濾光片在不同位置的帶通，每一列檢測(cè)器可以接收不同光譜波段的能量，所以單獨(dú)一個(gè)模形光譜儀可以覆蓋很寬的光譜范圍。模形光譜儀的光譜范圍受到濾光片、探測(cè)器材料特性的限制，還需要使用多種阻擋濾光片。工作光譜范圍分布在可見(jiàn)光和近紅外區(qū)(從400nm到1030nm)。該光譜儀在實(shí)驗(yàn)中還獲得了線(xiàn)性色散率，色散率與點(diǎn)帶寬無(wú)關(guān)，而且濾光片可以根據(jù)檢測(cè)器陣列設(shè)計(jì)成不同的幾何形狀。

摘要：隨著采礦業(yè)不斷的發(fā)展，原子吸收光譜儀得到了廣泛應(yīng)用。在此對(duì)原子吸收光譜儀在礦山地質(zhì)勘查中的應(yīng)用流程以及在實(shí)際礦山地質(zhì)勘查過(guò)程中儀器的維護(hù)進(jìn)行了詳細(xì)地分析和研究，為合理使用該檢測(cè)儀器提供了一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞:采礦業(yè)；原子吸收光譜儀；應(yīng)用流程；實(shí)際勘查

原子吸收光譜儀是檢測(cè)化學(xué)元素含量的重要儀器[1]。由于其具有精確度高、研究速度快、穩(wěn)定性好、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在食品、化學(xué)工業(yè)、礦山地質(zhì)勘查等多種領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

1原子吸收光譜儀

在礦山地質(zhì)勘查中的應(yīng)用流程原子吸收光譜儀的實(shí)際應(yīng)用流程為（見(jiàn)圖1）：打開(kāi)光源，發(fā)射出相應(yīng)的波長(zhǎng)。采用火焰法，對(duì)于樣品利用霧化器進(jìn)行處理，并且送到燃燒端口，在乙炔的作用下，樣品通過(guò)進(jìn)樣器將樣品送至石墨管，并在高溫條件下形成氣態(tài)原子。如果被測(cè)元素的波長(zhǎng)照射到被測(cè)氣態(tài)原子，其中少量輻射由基態(tài)原子所吸收，并通過(guò)分光系統(tǒng)進(jìn)行選擇，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)器對(duì)原子的檢測(cè)，獲得輻射削弱狀況，將弱化的相應(yīng)程度作為原子的吸光度[2]。在特定的濃度比例下，原子的吸光度和樣品中所測(cè)元素濃度之間存在線(xiàn)性關(guān)系，見(jiàn)公式（1）。lg/lgoB=−kk=−AE=×G×M（1）其中，k是指透射光的輻射程度，ok是指發(fā)射光的輻射程度，A指投射光程度的比值，E即摩爾吸收輻射光的系統(tǒng)，G是指所測(cè)試驗(yàn)樣品的濃度，M值輻射光的射程。要注意在原子吸收輻射光儀器中，M的值是固定的。綜上所述，采用原子的固有性質(zhì)和光的特性，在特定的樣品濃度下，輻射光的削弱程度和樣品濃度兩者之間呈正比關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)所測(cè)元素的定量測(cè)定。

2原子吸收光譜儀在礦山地質(zhì)勘查中的應(yīng)用維護(hù)

微光學(xué)、微電子、微機(jī)械的結(jié)合產(chǎn)生出一類(lèi)新的應(yīng)用范圍很廣的器件——微型光機(jī)電系統(tǒng)(MOEMS)，它也是機(jī)、電、光、磁、化學(xué)、傳感技術(shù)等多種技術(shù)的綜合。MOEMS日益成為新的光學(xué)工具，已經(jīng)對(duì)許多基于光學(xué)的儀器顯示出應(yīng)用前景。作為MOEMS的一種，微型光譜分析儀具有許多大型光譜儀所不具備的優(yōu)點(diǎn)，如重量輕、體積小、探測(cè)速度快、使用方便、可集成化、可批量制造以及成本低廉等，像普通光譜儀一樣微型光譜儀有著巨大的應(yīng)用市場(chǎng)，可以應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室化學(xué)分析、臨床醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、工業(yè)監(jiān)測(cè)、航空航天遙感等領(lǐng)域，因而引起了人們廣泛的興趣。

微型光譜儀的實(shí)現(xiàn)可以應(yīng)用多種技術(shù)，目前常用的方法包括：采用新型濾光技術(shù)制作微型光譜儀；利用光纖的化學(xué)傳感性制成光纖探針進(jìn)行光譜分析；使用微細(xì)加工制作集成式微型光譜儀等。

2采用新型濾光技術(shù)的微型光譜儀

聲光可調(diào)濾光片(AOTF)是一種微型窄帶可調(diào)濾光片，是光譜儀微型化的一個(gè)發(fā)展方向，它通過(guò)改變施加在某種晶體上的射頻頻率來(lái)改變通過(guò)濾光片的光波長(zhǎng)，而通過(guò)AOTF光的強(qiáng)度可利用改變射頻的功率進(jìn)行精密、快速的調(diào)節(jié)。它的分辨率很高，目前可以達(dá)到0.0125nm，沒(méi)有可動(dòng)部件，波長(zhǎng)調(diào)節(jié)速度快、靈活性高。

美國(guó)Brimrose公司和JetPropulsion實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合設(shè)計(jì)一種微型電晶體NIR光譜儀。這種基于A(yíng)OTF的反射型近紅外微型光譜儀主要造用于航天領(lǐng)域，使用發(fā)光二極管(LED)陣列作為光源，光纖作為光波傳輸介質(zhì)，該光譜儀重量<250克，尺寸小9.2×5.4×3.2cm，超快速(4000波長(zhǎng)/秒)，高可靠性并經(jīng)過(guò)美國(guó)國(guó)防核子局的防輻射測(cè)試。

美國(guó)HughesSantaMara研究中心研制的線(xiàn)性楔形光譜儀(專(zhuān)利產(chǎn)品)，是由一個(gè)微小模狀濾光片和一個(gè)陣列檢測(cè)器組成，可以對(duì)多個(gè)光譜頻帶進(jìn)行檢測(cè)。模形光譜儀內(nèi)有一個(gè)模形的多層薄膜介電材料構(gòu)成的干擾濾光片，濾光片與兩維檢測(cè)器緊臨，這樣根據(jù)濾光片在不同位置的帶通，每一列檢測(cè)器可以接收不同光譜波段的能量，所以單獨(dú)一個(gè)模形光譜儀可以覆蓋很寬的光譜范圍。模形光譜儀的光譜范圍受到濾光片、探測(cè)器材料特性的限制，還需要使用多種阻擋濾光片。工作光譜范圍分布在可見(jiàn)光和近紅外區(qū)(從400nm到1030nm)。該光譜儀在實(shí)驗(yàn)中還獲得了線(xiàn)性色散率，色散率與點(diǎn)帶寬無(wú)關(guān)，而且濾光片可以根據(jù)檢測(cè)器陣列設(shè)計(jì)成不同的幾何形狀。

關(guān)鍵字：技術(shù)使用光纖儀器波長(zhǎng)微型濾光片光譜儀

微光學(xué)、微電子、微機(jī)械的結(jié)合產(chǎn)生出一類(lèi)新的應(yīng)用范圍很廣的器件——微型光機(jī)電系統(tǒng)(MOEMS)，它也是機(jī)、電、光、磁、化學(xué)、傳感技術(shù)等多種技術(shù)的綜合。MOEMS日益成為新的光學(xué)工具，已經(jīng)對(duì)許多基于光學(xué)的儀器顯示出應(yīng)用前景。作為MOEMS的一種，微型光譜分析儀具有許多大型光譜儀所不具備的優(yōu)點(diǎn)，如重量輕、體積小、探測(cè)速度快、使用方便、可集成化、可批量制造以及成本低廉等，像普通光譜儀一樣微型光譜儀有著巨大的應(yīng)用市場(chǎng)，可以應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室化學(xué)分析、臨床醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、工業(yè)監(jiān)測(cè)、航空航天遙感等領(lǐng)域，因而引起了人們廣泛的興趣。

微型光譜儀的實(shí)現(xiàn)可以應(yīng)用多種技術(shù)，目前常用的方法包括：采用新型濾光技術(shù)制作微型光譜儀；利用光纖的化學(xué)傳感性制成光纖探針進(jìn)行光譜分析；使用微細(xì)加工制作集成式微型光譜儀等。

一、采用新型濾光技術(shù)的微型光譜儀

聲光可調(diào)濾光片(AOTF)是一種微型窄帶可調(diào)濾光片，是光譜儀微型化的一個(gè)發(fā)展方向，它通過(guò)改變施加在某種晶體上的射頻頻率來(lái)改變通過(guò)濾光片的光波長(zhǎng)，而通過(guò)AOTF光的強(qiáng)度可利用改變射頻的功率進(jìn)行精密、快速的調(diào)節(jié)。它的分辨率很高，目前可以達(dá)到0.0125nm，沒(méi)有可動(dòng)部件，波長(zhǎng)調(diào)節(jié)速度快、靈活性高。

美國(guó)Brimrose公司和JetPropulsion實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合設(shè)計(jì)一種微型電晶體NIR光譜儀。這種基于A(yíng)OTF的反射型近紅外微型光譜儀主要造用于航天領(lǐng)域，使用發(fā)光二極管(LED)陣列作為光源，光纖作為光波傳輸介質(zhì)，該光譜儀重量<250克，尺寸小9.2×5.4×3.2cm，超快速(4000波長(zhǎng)/秒)，高可靠性并經(jīng)過(guò)美國(guó)國(guó)防核子局的防輻射測(cè)試。

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)的地質(zhì)找礦勘查技術(shù)準(zhǔn)確性低的問(wèn)題，提出淺析地質(zhì)找礦勘查技術(shù)原則與方法創(chuàng)新。在地質(zhì)找礦技術(shù)應(yīng)用中，應(yīng)該遵循統(tǒng)籌全局、科學(xué)布局、技術(shù)創(chuàng)新、制度管理、共同合作原則，通過(guò)對(duì)機(jī)載成像光譜技術(shù)的大氣誤差、定標(biāo)誤差以及地形誤差的矯正，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)找礦技術(shù)方法的創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)找礦勘查技術(shù)；原則；方法創(chuàng)新；機(jī)載成像光譜技術(shù)；誤差

地質(zhì)找礦勘查技術(shù)在地質(zhì)找礦勘查中始終占有主導(dǎo)地位，對(duì)資源的合理開(kāi)發(fā)具有直接關(guān)系，在應(yīng)用過(guò)程中需要遵循一定的原則，保證地質(zhì)找礦勘查順利進(jìn)行。但是目前地質(zhì)找礦勘查技術(shù)存在一些問(wèn)題，比如管理機(jī)制不完善、技術(shù)落后、存在誤差等[1]。所以需要對(duì)原有的地質(zhì)找礦勘查技術(shù)進(jìn)行方法創(chuàng)新，以此保證找礦勘查的效率和質(zhì)量，通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)來(lái)不斷矯正勘查誤差，促進(jìn)礦產(chǎn)資源的深層次開(kāi)發(fā)，推動(dòng)地質(zhì)找礦勘查技術(shù)的創(chuàng)新和改革。

1淺析地質(zhì)找礦勘查技術(shù)原則

地質(zhì)找礦勘查技術(shù)是礦產(chǎn)研究及開(kāi)采的一項(xiàng)重要技術(shù)，它直接關(guān)系到找礦勘查最終結(jié)果的準(zhǔn)確度[2]。所以在勘查過(guò)程中對(duì)勘查技術(shù)的應(yīng)用需要遵守一定的原則，來(lái)保證找礦勘查的順利進(jìn)行，根據(jù)大量的地質(zhì)找礦勘查經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，提出了以下地質(zhì)找礦勘查技術(shù)原則。統(tǒng)籌全局原則。地質(zhì)找礦勘查技術(shù)是保證地質(zhì)勘查質(zhì)量和效率的重要因素，勘查人員需要在實(shí)際勘查之前統(tǒng)籌好規(guī)劃和部署工作，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況制定合理的地質(zhì)勘查技術(shù)實(shí)施方案，確立地質(zhì)找礦勘查工作的最終目標(biāo)，符合以人為本的科學(xué)發(fā)展觀(guān)，貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，使地質(zhì)找礦勘查既要滿(mǎn)足環(huán)境發(fā)展的公益性需求，又要滿(mǎn)足礦床勘查的商業(yè)性需求，統(tǒng)籌全局發(fā)展，實(shí)施科學(xué)布局，保證后續(xù)礦床開(kāi)采工作的順利進(jìn)行。科學(xué)布局原則。礦產(chǎn)資源在分布上具有不均勻特點(diǎn)，并且每個(gè)礦床的地質(zhì)特征、地貌特征、自然環(huán)境都存在較大的差異，所以在找礦地質(zhì)勘查過(guò)程中，要根據(jù)每個(gè)礦床的實(shí)際情況來(lái)合理選取所用到的找礦地質(zhì)勘查技術(shù)，對(duì)地質(zhì)找礦勘查技術(shù)進(jìn)行科學(xué)布局分配，保證地質(zhì)找礦勘查的效率和質(zhì)量，減少冗余作業(yè)。技術(shù)創(chuàng)新性原則。隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)地質(zhì)找礦勘查要求越來(lái)越高，并且大量的加大地質(zhì)找礦任務(wù)，增加了地質(zhì)勘查難度，所以地質(zhì)找礦勘查技術(shù)要進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，在正確的理論指導(dǎo)下，多方面融合物探技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)找礦技術(shù)的創(chuàng)新，推動(dòng)地質(zhì)找礦勘查工作的發(fā)展，促進(jìn)找礦勘查任務(wù)高效進(jìn)行。制度管理性原則。在地質(zhì)找礦勘查過(guò)程中，對(duì)地質(zhì)找礦勘查技術(shù)的應(yīng)用實(shí)施有效處理管理制度，建立中央和地方政府聯(lián)合管理機(jī)制，維護(hù)地質(zhì)找礦勘查技術(shù)模型的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)地質(zhì)找礦勘查技術(shù)的應(yīng)用效率具有根本上提高作用，同時(shí)也對(duì)找礦勘查工作效率和品質(zhì)具有全過(guò)程優(yōu)化作用，有效促進(jìn)地質(zhì)找礦勘查良性發(fā)展。共同合作性原則。隨著經(jīng)濟(jì)全球化體制的提出和發(fā)展，為各國(guó)地質(zhì)找礦勘查技術(shù)的融合提供了良好的合作環(huán)境。通過(guò)借鑒和引進(jìn)先進(jìn)勘查技術(shù)和設(shè)備，使傳統(tǒng)地質(zhì)找礦勘查技術(shù)有了質(zhì)的提升，推動(dòng)地質(zhì)找礦勘查技術(shù)“引進(jìn)來(lái)，走出去”，棄舊迎新，取長(zhǎng)補(bǔ)短，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的合理勘查及開(kāi)發(fā)利用。

2淺析地質(zhì)找礦勘查方法創(chuàng)新

摘要：用國(guó)產(chǎn)儀器設(shè)備實(shí)現(xiàn)了特種水泥生料和熟料成分的快速分析和自動(dòng)配料，介紹了光譜儀、配料微機(jī)和失重秤三者之間如何實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，以及水泥配料專(zhuān)家系統(tǒng)軟件：實(shí)現(xiàn)了分析數(shù)據(jù)傳送．配料計(jì)算和下料的自動(dòng)化，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品級(jí)率。

關(guān)鍵詞：快速分析自動(dòng)配料水泥生產(chǎn)局域網(wǎng)

1前言

我廠(chǎng)的特種水泥生產(chǎn)工藝處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，但是由于自動(dòng)化技術(shù)和裝備較落后，生料和熟料的成分分析一直沿用傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法，定時(shí)取樣，手工分析，配料僅根據(jù)CaCO3的滴定值，人工計(jì)算，人工下料。方法原始，時(shí)間滯后，不能及時(shí)精確地捐導(dǎo)生產(chǎn)，致使配料合格率較低．產(chǎn)品品級(jí)率不高，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)的發(fā)展。

特種水泥配料原料主要由石灰石、鋁礬土和部分返回熟料(晶種)組成。我們采用X熒光光譜分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了各種物料成分的快速分析，建立了各種分析數(shù)據(jù)庫(kù)：按照數(shù)學(xué)模型，編制了水泥配料專(zhuān)家系統(tǒng)軟件：建立了光譜儀、配料微機(jī)和失重秤3者之間的聯(lián)網(wǎng)，完成了分析數(shù)據(jù)的傳送、配料的自動(dòng)計(jì)算和失重秤下料量的自動(dòng)控制，滿(mǎn)足了特種水泥生產(chǎn)的要求，提高了特種水泥生產(chǎn)控制分析和過(guò)程控制的自動(dòng)化水平。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

摘要：航空遙感中經(jīng)常需要實(shí)現(xiàn)多傳感器同步工作。利用GPS接收機(jī)Jupiter－T設(shè)計(jì)了一種同步工作方式，成功地實(shí)現(xiàn)了GPS接收機(jī)與成像光譜儀、激光測(cè)距系統(tǒng)同步工作。

關(guān)鍵詞：GPS成像光譜儀CPLD單片機(jī)

全球定位系統(tǒng)GPS（GlobalPositioningSystem）是利用美國(guó)的24顆GPS地球衛(wèi)星所發(fā)射的信息而建立的導(dǎo)航、定位、授時(shí)系統(tǒng)。Jupiter－TGPS接收機(jī)是CONEXANTSYSTEMS公司的OEM產(chǎn)品，并行12通道，時(shí)間精度達(dá)25ns，同時(shí)帶有與1PPS上升沿對(duì)齊的10kHz頻率輸出，水平定位精度優(yōu)于2．8m。

航空遙感中，經(jīng)常需要聯(lián)合多個(gè)傳感器同步工作，以便一次得到地物更多更完善的信息。例如，成像光譜儀能夠采集地物的光譜信息，但是沒(méi)有位置信息；激光測(cè)距系統(tǒng)能夠精確采集地物高度信息，但是沒(méi)有地物水平位置信息；GPS接收機(jī)可以接收全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)從而得到載體三維位置，但是高度信息比較差；如果把三者結(jié)合起來(lái)，就可以得到同時(shí)帶有光譜信息和位置信息的地物圖像數(shù)據(jù)。但是三者結(jié)合起來(lái)，就必然存在一個(gè)工作同步的問(wèn)題，本文講述的就是用GPS接收機(jī)Jupiter－T實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)系統(tǒng)的同步工作。

1系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)框圖如圖1所示。

本研究基于光纖傳感技術(shù)和氣體光譜吸收檢測(cè)技術(shù)，初步研究設(shè)計(jì)了氣態(tài)烴光纖傳感器，提出了裝置設(shè)計(jì)的總思路，建立了相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)模塊。海洋化探烴類(lèi)檢測(cè)的野外工作需要有相應(yīng)的航次配合，重復(fù)采集樣品幾率很小，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)也就提出了更高要求…。

1基于光纖傳感技術(shù)的氣體吸收檢測(cè)技術(shù)

光纖傳感器是一種把被測(cè)量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)的光信號(hào)的裝置。其原理為：由光發(fā)送器發(fā)出的光經(jīng)源光纖引導(dǎo)至敏感元件。光的某一性質(zhì)受到被測(cè)量的調(diào)制，已調(diào)光經(jīng)接收光纖耦合到光接收器，使光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，最后經(jīng)信號(hào)處理得到所期待的被測(cè)量。本文中使用的為傳光型光纖傳感器1。非對(duì)稱(chēng)雙原子和多原子分子氣體(如CH4、H20、C2H，、NOz等)在紅外波段均有特征吸收峰，當(dāng)激發(fā)光源覆蓋一個(gè)或多個(gè)氣體吸收線(xiàn)，光通過(guò)氣體時(shí)將發(fā)生衰減：部分光被氣體吸收，一部分光被氣體散射，其衰減符合比爾一朗伯定律¨】：c=爿其中三為傳感長(zhǎng)度；a為摩爾吸收系數(shù)(與溶液濃度無(wú)關(guān)的一個(gè)常數(shù))；Io、I為入射光強(qiáng)和出射光強(qiáng)。此時(shí)如果和己知，那么通過(guò)檢測(cè)J『和厶就可以測(cè)得氣體的濃度[～?；谝陨侠碚摚狙芯繉?duì)氣態(tài)烴光纖傳感器進(jìn)行了技術(shù)路線(xiàn)的選擇和初步設(shè)計(jì)。

2氣態(tài)烴光纖傳感器的初步設(shè)計(jì)

本研究設(shè)計(jì)的氣態(tài)烴光纖傳感器與其配套裝置，可實(shí)現(xiàn)海洋烴類(lèi)快速探測(cè)與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理一體化，可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺度、不同精度數(shù)據(jù)的綜合解釋和烴類(lèi)異常的現(xiàn)場(chǎng)圈定。

2．1技術(shù)的總體思路

本文作者：張恕遠(yuǎn)陳廷成工作單位：西華大學(xué)

系統(tǒng)的組成及工作原理該系統(tǒng)主要由小樣分檢系統(tǒng)、近紅外檢測(cè)系統(tǒng)、稱(chēng)重系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)及檢測(cè)系統(tǒng)組成，如圖1所示。糧食小樣通過(guò)導(dǎo)向管流向分檢盤(pán)，在分檢盤(pán)的外圓周?chē)鶆蚍植贾?0個(gè)存粒穴，每個(gè)存粒穴通過(guò)配氣溝與真空泵相連，當(dāng)小樣顆粒注入存粒穴時(shí)，由于負(fù)壓作用使每個(gè)存粒穴中存入一粒小樣，從而將小樣顆粒分檢成單粒態(tài)，這樣可保證被測(cè)物能一個(gè)不漏地被檢測(cè)。在分檢盤(pán)的頂端A處安裝一近紅外光源發(fā)射頭和光源接收頭，分檢盤(pán)沿順時(shí)針?lè)较蛟诓竭M(jìn)電機(jī)帶動(dòng)下步進(jìn)回轉(zhuǎn)，當(dāng)小樣顆粒步進(jìn)到光源發(fā)射頭和光源接收頭之間的間隙A處時(shí)，單片機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)光源接收頭接收到的光譜信號(hào)進(jìn)行采樣和判別，如屬正常光譜，則小樣顆粒繼續(xù)在負(fù)壓下順時(shí)針轉(zhuǎn)到圖中C位，在C位分檢盤(pán)的存粒穴開(kāi)始與真空配氣閥脫離，粒料在脫粒刷的作用下自動(dòng)落入收料箱中;如果光譜為非正常光譜，則判定為雜質(zhì)，在分檢盤(pán)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至距離頂端42°的方向上設(shè)置一個(gè)高壓配氣閥，當(dāng)雜質(zhì)轉(zhuǎn)到42°時(shí)通過(guò)單片機(jī)控制系統(tǒng)打開(kāi)高壓配氣閥，此時(shí)壓縮空氣將雜質(zhì)射出，并由雜物回收箱收集。雜質(zhì)排出后，斷開(kāi)壓縮空氣，當(dāng)分檢盤(pán)在連續(xù)回轉(zhuǎn)中無(wú)雜質(zhì)時(shí)，正常顆粒也會(huì)通過(guò)42°無(wú)負(fù)壓區(qū)B，但粒料在42°處時(shí)由于重力原因不會(huì)自動(dòng)脫離穴位，粒料通過(guò)42°位后，進(jìn)入負(fù)壓區(qū)則不會(huì)掉落，只有當(dāng)進(jìn)入C區(qū)時(shí)才會(huì)脫落。

自動(dòng)分檢控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)以上工作原理設(shè)計(jì)出基于單片機(jī)的自動(dòng)分檢控制系統(tǒng)(如圖2所示)，該系統(tǒng)主要由單片機(jī)系統(tǒng)、近紅外光譜檢測(cè)系統(tǒng)、分檢盤(pán)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電子秤稱(chēng)重系統(tǒng)、壓縮空氣控制系統(tǒng)以及鍵盤(pán)、顯示器和打印機(jī)等部分組成。設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)，在對(duì)目前通用和流行的單片機(jī)芯片進(jìn)行了大量的比較和論證的基礎(chǔ)上選擇Cygnal公司的C8051F020單片機(jī)，它具有和51系列單片機(jī)完全兼容的指令系統(tǒng)，同時(shí)它的體積小、功耗低、速度快且自身集成了64kFLASH，4kRAM，8CH12位A/D以及Watchdog等，具有片內(nèi)JTAG測(cè)試電路，可進(jìn)行全速在線(xiàn)調(diào)試。由單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)分檢盤(pán)順時(shí)針步進(jìn)回轉(zhuǎn)，使小樣顆粒按照光譜儀檢測(cè)要求有節(jié)奏地通過(guò)紅外光源發(fā)射頭與光源接收頭之間的間隙，近紅外光譜儀通過(guò)檢測(cè)顆粒的近紅外光譜的變化，并將檢測(cè)的光譜數(shù)據(jù)經(jīng)RS232串行接口傳遞到單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)分析、比較，從而分辯出當(dāng)前的小樣顆粒為糧食或雜質(zhì)。若為雜質(zhì)，單片機(jī)控制步進(jìn)機(jī)在分檢口B處作慢速步進(jìn)，并通過(guò)控制電磁鐵換向閥接通壓縮空氣將雜質(zhì)射入雜質(zhì)導(dǎo)向管;否則，步進(jìn)電機(jī)均勻運(yùn)動(dòng)使糧食顆粒在脫離穴位C處送入收料箱中，從而將顆粒中雜質(zhì)分檢開(kāi)來(lái)。雜質(zhì)進(jìn)入雜質(zhì)收集箱，電子秤稱(chēng)出雜質(zhì)質(zhì)量，并將量值通過(guò)RS232串口送入單片機(jī)系統(tǒng)分析處理，其結(jié)果通過(guò)LCD顯示并通過(guò)報(bào)表打印機(jī)打印，以提供給用戶(hù)。同時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)能對(duì)空氣壓縮機(jī)、真空泵進(jìn)行啟停控制，并通過(guò)壓力傳感器檢測(cè)空氣壓縮機(jī)和真空泵壓力。

從計(jì)算機(jī)應(yīng)用角度出發(fā)，該控制系統(tǒng)為一數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)。輸入信號(hào)有:模擬信號(hào)輸入(如壓力傳感器)，數(shù)據(jù)量輸入(如光譜儀和電子秤的串行數(shù)據(jù)輸入);輸出信號(hào)有:數(shù)字量輸出DO(如步進(jìn)電機(jī)、壓縮機(jī)等)。為便于開(kāi)發(fā)調(diào)試，軟件采用模塊化設(shè)計(jì)思路，對(duì)于不同硬件模塊，有相應(yīng)的軟件子程序與之對(duì)應(yīng)，主要包括:步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，近紅外光譜儀數(shù)據(jù)采集，電子秤數(shù)據(jù)采集，壓縮機(jī)及近紅外光源控制，數(shù)據(jù)分析和處理液晶顯示，鍵盤(pán)，打印等。在軟件編制時(shí)應(yīng)注意:1)近紅外技術(shù)是依據(jù)某一化學(xué)成分對(duì)近紅外區(qū)光譜的吸收特性而進(jìn)行的測(cè)定，所以該技術(shù)的關(guān)鍵是在糧食小樣和近紅外光譜之間建立一種關(guān)系。其基本流程包括:首先收集具有代表性的樣品(其組成及其變化范圍接近于要分析的樣品)，然后采集樣品的光學(xué)數(shù)據(jù)。由于小樣雜質(zhì)檢測(cè)只需要將雜質(zhì)從樣品中分離出來(lái)，不需要定量分析，因此，直接將樣品的光學(xué)數(shù)據(jù)作為檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)值，不需要對(duì)小樣成分作定量分析;在分析未知樣品時(shí)，先對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行掃描，根據(jù)掃描光譜值同標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行成分含量比較，從而可將小樣中的雜質(zhì)分離出來(lái)。由于定標(biāo)的好壞直接關(guān)系到雜質(zhì)識(shí)別的準(zhǔn)確性，因此，定標(biāo)軟件是檢測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的核心。2)近紅外光譜儀對(duì)小樣顆粒的檢測(cè)時(shí)間約為100ms，因此需使小樣顆粒慢速通過(guò)紅外光源發(fā)射頭與光源接收頭之間A處的間隙。但為了提高分檢效率，分檢盤(pán)的速度又不能太慢，所以，分檢盤(pán)應(yīng)實(shí)現(xiàn)變速回轉(zhuǎn)，即當(dāng)小樣顆粒通過(guò)紅外光源發(fā)射頭與光源接收頭之間A處的間隙時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速變慢，降到大約1r/min，其余時(shí)間轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速為10r/min。同時(shí)，也保證了當(dāng)小樣顆粒慢速通過(guò)頂端檢測(cè)位置A處時(shí)，剛好有一已檢顆粒慢速通過(guò)雜質(zhì)分檢位B，若該顆粒為雜質(zhì)，單片機(jī)控制系統(tǒng)有足夠的時(shí)間去控制換向閥換向，接通壓縮空氣將雜質(zhì)分檢出來(lái)。這樣回轉(zhuǎn)盤(pán)在回轉(zhuǎn)中速度是“快—慢”交替回轉(zhuǎn)，從而即滿(mǎn)足了雜質(zhì)檢測(cè)、分檢慢的要求，也滿(mǎn)足了高的檢測(cè)效率。

由于糧食顆粒的產(chǎn)地與所含水份的不同，其近紅外光譜的波長(zhǎng)范圍也有一定的差別，為了提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，在對(duì)同一批糧食顆粒檢測(cè)之前，需進(jìn)行少量糧食樣品的學(xué)習(xí)，存儲(chǔ)本批糧食的近紅外光譜的波長(zhǎng)范圍，并在檢測(cè)過(guò)程中不斷修正系統(tǒng)數(shù)據(jù)，為提高小樣檢測(cè)的準(zhǔn)確性打下基礎(chǔ)。該檢測(cè)裝置檢測(cè)速度快，可靠性高，檢測(cè)誤差小，誤差范圍小于0．3%，本裝置適用于不同品種的稻谷、小麥、玉米、大豆4種原糧中雜質(zhì)的選取。

【摘要】目的分析比較成熟決明子種子和決明子芽的微量元素含量。方法用電感耦合等離子發(fā)射光譜儀分別測(cè)定成熟決明子種子和決明子芽中微量元素的含量,分析比較二者微量元素含量的差異。結(jié)果決明子種子和決明子芽都富含鎂、鐵、鋅、錳、銅等有重要生理活性的微量元素,是營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高的中草藥,但決明子芽的錳、銅、鋅的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于決明子種子。結(jié)論從微量元素角度分析,決明子芽比決明子更適合應(yīng)用于保健食品中。

【關(guān)鍵詞】決明子;決明子芽;微量元素

Determinationandcomparisonoftraceelementsintheseedandsproutofsemencassiae

【Abstract】ObjectiveTodetermineandcomparethecontentsoftraceelementsintheseedandsproutofsemencassiae.MethodsTraceelementsintheseedandsproutofsemencassiaeweredeterminedwithinductivecoupledplasmaemissionspectrometer.Thecontentsoftraceelementswereanalyzedandcompared.ResultsTheseedandsproutofsemencassiaebothcontainedalotofMg,Fe,Zn,Mn,Cu,andsoon,whichallpossesimportantphysiologicalactivity.Theybothpossessteepnutritionvalue.ThecontentsofMn,Cu,Zninthesproutofsemencassiaeweremorehigherthanthoseintheseedofsemencassiae.ConclusionThinkingoverthetraceelements,thesproutofsemencassiaewassuittobeselectedinthehealthyfood.

【Keywords】semencassiae;semencassiaesprout;traceelement

決明子為豆科植物草決明(CassiaobtusifoliaL.)或小決明(CassiatoraL.)的干燥成熟種子[1],因其有明目之功而得名。決明子始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,性味甘、苦、微寒,歸大腸經(jīng),具有清肝明目、潤(rùn)腸通便之功效[2]?，F(xiàn)代藥理研究表明,決明子具有降血脂、降血壓、抗炎、改善學(xué)習(xí)記憶功能、延緩和部分逆轉(zhuǎn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成等功效[3,4]。芽類(lèi)食品是指谷類(lèi)、豆類(lèi)種子等經(jīng)適當(dāng)?shù)陌l(fā)芽處理后,而制成的各類(lèi)食品,是近年來(lái)國(guó)外倍受消費(fèi)者歡迎的一類(lèi)新型食品。英國(guó)食品化學(xué)專(zhuān)家通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),谷類(lèi)、豆類(lèi)等經(jīng)適當(dāng)?shù)陌l(fā)芽處理后,其化學(xué)成分均有所改變,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得以提高,并可形成獨(dú)特的風(fēng)味及口感[5];基于這一設(shè)想,本實(shí)驗(yàn)室將成熟決明子種子在適宜條件下發(fā)芽,制成決明子芽,通過(guò)電感耦合等離子發(fā)射光譜儀分別測(cè)定分析決明子種子和決明子芽中微量元素的含量的變化,以期從微量元素角度為決明子的食用開(kāi)發(fā)提供一定的理論依據(jù)。