基于CCD的光譜光強在線檢測技術的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、CCD(Charge Coupled Device,電荷耦合器件)線陣傳感器因為能在一次曝光時間內探測一定波長范圍內的所有譜線,因而在現(xiàn)代光譜測量技術中獲得了越來越廣泛的應用。國外許多公司已經(jīng)研制出基于CCD的光譜光強在線檢測系統(tǒng),并且廣泛應用于農(nóng)業(yè)、生物技術、化學、繪畫、醫(yī)學等各個領域,但國內基于CCD光譜光強的在線檢測技術發(fā)展緩慢,主要是由于生產(chǎn)工藝限制和檢測技術落后,導致產(chǎn)品精度低,實時性差,可靠性下降。本論文對CCD的光譜光強在

2、線檢測技術做了詳盡的分析與研究,內容分為兩部分。 第一部分開發(fā)和設計了一個用于光譜測量的高靈敏度、高分辨率、基于USB2.0高速實時傳輸?shù)木€陣CCD光譜光強信號采集系統(tǒng)。針對光譜測量的需要,選擇了適于光譜測量的線陣CCD器件。通過實驗驗證,確認了利用減除背景噪聲的方法可以大大擴展CCD器件的有效動態(tài)范圍。根據(jù)CCD器件實際可獲得的有效動態(tài)范圍,給出了確定A/D轉換器件分辨率的依據(jù)。采用USB2.0接口器件和無外部緩沖存儲器結構,

3、實現(xiàn)了光譜數(shù)據(jù)的實時傳輸。 第二部分以光學薄膜寬光譜在線監(jiān)控為應用背景,研究利用數(shù)字信號處理技術去除所采集到光譜信號的噪聲。光譜波長范圍在400~800nm,根據(jù)雜散光產(chǎn)生隨機噪聲的特點,對采集到的數(shù)據(jù)進行FFT(快速傅立葉變換)、Savitzky-Golay、Boxcar以及小波變換的濾波處理,并比較幾種方法的實際效果。結果表明,根據(jù)信號與隨機噪聲在小波變換下各尺度不同,設計小波閾值優(yōu)化方法,同時減小拒真概率和虛報概率,在有效

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