基于dsp的四极质谱仪数据采集处理系统设计（可复制）.pdf

摘要质谱分析技术在现代军事、化工、医学、环境、制造等许多科学研究和生产领域己发挥着十分验室,扩大和普及质谱技术的应用范酮是近年来国际上从事质谱学研究的科研人员们一直关注的一个前沿课题。大型质谱设备小型化、便携化成为质谱仪今后发展的~个趋势。随着际醯牟欢发展与成熟,利用数字信号处理器替代传统的机对质谱仪器进行控制和数据处理成为质谱设备数据处理系统便携化的解决方案之一。利用数字信号处理芯片替代机对质谱数据进行处理具有减小数据处理系统体积、低成本、低能耗等优点。本文详细叙述了基于乃募势滓鞘莶杉及处理硬件系统的电路结构、电路原理、制作技术和程序设计,并对诸如本底扣除、数字滤波、数据定标,峰位置计算等质谱数据的处理和计算方法及这些处理和计算方法在械氖迪纸辛松入地研究。第一章首先概括了质谱数据采集及处理技术的发展概况,分析了质谱设备在向便携化方向发展时存在的闸题,阐明了在质谱设备便携化的课题研究中,采用的是娲鶳葱锌刂坪痛数据任务的解决方案以及这一方案的诸多优点。第二章介绍了硬件电路设计中采用的是电路结构以及使用这一结构组合的优点,介数据采集及处理系统的电路原理及制作技术,给出了硬件电路原理图及电路中主要模块的性能参数,阐述了电路设计中应注意的问题,分析了电路出现噪声和误差的原因并提出了解决的实现。为提高程序执行效率并避免数据采集和数据处理在时间上的冲突,提出了对程序进程的时间域和数据存储的空间域进行合理配置的方法。提出了放大器增益的自动设置方法。第四章在理论上研究了对质谱数据的各种处理及计算方法,分析了四极质谱仪质谱信号的频率范围。阐述了平均滤波、平滑滤波的滤波原理和相干平均降低噪声,提高信噪比的原理,在理论上分析了利用两种数字滤波和相干平均算法对质谱信号进行降噪处理的方法,给出了各自的优缺点。给出了数字滤波算法在械牟糠殖绦虼耄⒍匀质中藕糯矸椒ǖ氖导市Ч辛朔治觥提出了质谱数据的定标方法和峰位置计算的方法。硬件系统的上位机控制软件,简要介绍了软件界面设计和程序代码设计,并给出了实际运行结果。总结中,对硬件系统的性能指标进行了总结,对硬件电路中存在的问题进行了分析,并提出了改进方法。『;数据采集;数据处理;噪声;数字滤波;本底扣除;数据定标;峰位置计算重要的作用,但一直以来,质谱分析技术都只在高端的科学研究领域戍用。如何让质谱技术走出实绍了方案。第三章介绍了软件设计方法、软件流程和第五章介绍了作为功能验证,采用杓频腟关键词:东南人学硕士学位论文摘要
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第滦髀课题研究的背景及内容公司展示了商品化的便携质谱仪器——离成本低,操作简单,有望在现场环境监测、国防、刑侦、安检、产品检测等领域发挥作用吲。质谱分析是先将物质离子化,并通过电磁场的作用使离子按照质荷比分离,然后测量各种离子谱峰强度而实现分析目的的一种分析方法。通过质谱分析方法我们可以对被检测物质包含哪些成分V势滓亲晕适酪岳矗蚱淠芄环奖憧捷地提供被分析样品的大量信息而得到广泛应用,为人们认识自然、改造自然和保护自然提供了一种强有力的工具,丑益成为一种不可或缺的精密分析仪器。从年第一台质谱仪诞生至今,质谱分析技术获得极大的发展。复杂的、高性能的商品仪器不断推出,如离子探针质谱仪、三级四极杆串联质谱仪、四极杆飞行时间串联质谱仪、磁场四极串联质谱仪、离子回旋共振—傅里叶变换质谱仪等。质谱仪的质量分析范围也由最初的几十提高到现考丁4佣沟弥势准际醮油凰刂势追治觯藁镏势追治鐾卣沟接谢镏势追治领域。大型质谱分析设备发展至今已比较完备和成熟,并且已在军事、化工、医学、环境、制造等许多科学研究和生产领域中起着十分重要的作用。但一直以来,质谱分析技术大都只在高端的科学研究领域中应用,如何让质谱技术走出实验室,扩大和普及质谱技术的应用范围是近年来国际上从事质谱学研究的科研人员们一直关注的一个前沿课题。大型质谱设备小型化、便携化成为质谱仪今后发展的趋势。目前,国外己出现了中低分辨率小型便携质谱仪的成熟技术,如年在匹兹堡举行美国普度大学淌谘芯孔榭7⒌睦胱于逯势滓牵鲇幸桓鲂写笮。卦离子阱质谱仪和四极杆质谱仪。但没有出现相关的研究成果。现在国内几乎所有的高档质谱仪和便现代一个完整的质谱分析系统一般由五个部分组成:质谱仪、数据采集系统、仪器控制系统、图现代质谱分析系统的结构组成进行定性分析,以及对这些成分所占的比例进行定量分析在的的第届分析化学与应用谱学会议上,子芯片。该离子芯片采用技术将离子源、四极杆质量分析器和检测器进行集成。这种质谱的离子芯片可用于固体、液体或气体样品的分析。该离子芯片的重量仅有公斤,占地纸的大小。在国内,年代末,国内拥有的质谱仪仅嗵ǎ浇裉欤夜延涤惺中秃诺募甘台质谱仪,分析测试仪器行业获得了前所未有的发展。中低档质谱技术