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1、数采与监测中文核心期刊《微计算机信息》(测控自动化)2008年第24卷第2-1期文章编号:1008-0570(2008)02-1-0100-02基于LabVIEW的近红外测量系统TheMeasuringSystemofNIRBasedonVirtualInstrument1吉海彦2(1.重庆邮电大学;2.中国农业大学)梁晓艳LIANGXIAOYANJIHAIYAN摘要:本文结合虚拟仪器技术和近红外光谱分析技术搭建一个快速无损检测整粒小麦成分含量的系统。此系统以890nm和940nm两个波长的LED以及14个窄带干涉滤光片为光源电路部分;以检测器和运放为信号转换和调理部分;以NI公司的数据采集卡
2、PCI-6040E为数据采集部分;数据的采集、显示、分析、保存均集成在同一个虚拟仪器面板上;此系统具有成本低廉、开发时间短、功能灵活、易扩展和维护且可进行现场无损检测等优点。关键词:虚拟仪器技术;近红外光谱分析;小麦成分;无损检测中图分类号:TP391文献标识码:BAbstract:Thepaperdesignedasystemofmeasuringtheproteincontentofintegritywheatquicklyandnon-destructivelyusingthevirtualinstrumenttechnologyandNIRStechnology.Inthissyste
3、m,the890nmand940nmNIRLEDandfourteeninterferencefilters技wereactasthelightsource,detectorandoperationalamplifierwereactasthesignalconversionandconditioncircuit,NI-DAQcardPCI-6040Ewasactasdigitalacquisition.Theacquisition,display,analysisandsaveofdatawereallintegratedonapanel.Andthe术systemischeaper,fle
4、xible,atlineandtakesshort-time,canbeeasilyexpendedandmaintained.Keywords:VirtualInstrumentTechnology,NIRS,ContentofWheat,Non-DestructiveDetection创模块化主要由光路、检测器及信号调理电路和虚拟仪器的数据引言新采集板卡组成;软件模块化主要由信号获取模块、I/O控制模块、近红外谱区是指位于可见谱区与中红外谱区之间的一段电数据分析模块、数据保存和显示模块组成。软件平台采用的是图磁波谱,即介于780-2526nm的光区。近红外光谱(Near-infrared形
5、化的编程语言LabVIEW,建模采用逐步回归分析方法。Spectroscopy,NIRS)可划分为短波长近红外波段和长波长近红1硬件设计外波段,其波段范围分别为780-1100nm和1100-2526nm。由于频率较高,NIR谱区分子对其吸收主要是分子振动的倍频与合1.1光路设计频吸收。NIRS分析技术是通过被分析物质中的含氢基团,如光源部分由14个近红外发光二极管(LED)组成,每个发光OH、CH、NH、SH、PH等在近红外区域内表现有特征吸收,利用二极管对应通过一个波长位于890nm～1050nm之间的近红外窄计算机技术及化学计量学方法,对扫描测试样品的光学数据进带干涉滤光片,形成单色的近
6、红外光,近红外光经菲涅尔透镜汇行一系列的分析处理,最后完成该样品有关成分的定量分析任聚到被测样品上,在样品中被散射吸收后,由检测器接收,由于务。由于它具有不破坏样品且快速、准确等优点,是20世纪90LED的电流决定了它的光强,每支LED都有单独可以调节的恒年代以来发展最快、最引人注目的光谱分析技术。目前它在谷流电路,以保证光源的稳定。物检测领域已有着广泛的应用,如水分、蛋白、脂肪和纤维等指窄带干涉滤光片的带宽为10nm,所使用的范围为890nm～标的测定,近红外检测技术已经成为了一种公认的标准检测方1050nm。测量的时候,先用各个波长依次照射样本,得到各波长法。但是现有的近红外光谱分析仪器大
7、多体积庞大,价格昂贵,样本的光谱数据,然后通过逐步回归算法挑出对待测成分有显不利于现场分析;或者功能单一,不易扩展和维护。著影响的波长。预测的时候,只需将所挑出波长的吸光度带入虚拟仪器的概念,是美国国家仪器公司(NationalInstru-模型计算。mentsCorp.简称NI)于1986年提出的,它是在以计算机为核心本系统采用单一的检测器,将14个波长的窄带滤光片尽可的硬件平台上,其功能由用户
