制；
[0091]SDRAM控制器，用于控制數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)緩存等；
[0092]Flash控制器，用于控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序的存儲；
[0093]USB控制器，用于實現(xiàn)系統(tǒng)與USB設(shè)備(如U盤或者PC機)之間的物理數(shù)據(jù)傳輸；
[0094]程控高壓交、直流控制器，用于控制程控高壓交流電源模塊、程控高壓直流電源模塊輸出所需的交、直流電源；
[0095]N1S II軟核處理器、電源管理控制器、Keyboard控制器、LCD控制器、PffM控制器、微氣閥控制器、Avalon流模式采集控制器、微型抽氣栗控制器、SDRAM控制器、Flash控制器、USB控制器以及程控高壓交、直流控制器通過SOPC技術(shù)封裝在單一 FPGA芯片中。
[0096]工作前，在N1S II軟核處理器的控制下，控制微氣閥、微型電動抽氣栗，盡可能地將檢測腔及原子化腔排空；并開啟接載氣(如Ar)的進氣口接口氣閥，然后通過程控高壓交、直流控制器控制程控高壓交流電源模塊輸出頻率為35KHz，幅值為4kV左右交流電，使在原子化腔內(nèi)形成穩(wěn)定的低溫等離子體，然后開啟接待分析氣態(tài)揮發(fā)性組份(如SeH2)的進氣口接口氣閥，使分析氣態(tài)揮發(fā)性組份進入低溫等離子體區(qū)域原子化，隨后產(chǎn)生的自由原子被載氣(如Ar)流導(dǎo)入檢測室內(nèi)，開啟空心陰極燈及光電倍增管，并設(shè)定相應(yīng)參數(shù)，SP可進行測定。
[0097]最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項】
1.微型DBD-AFS集成分析系統(tǒng)，其特征在于:包括微型DBD原子化器及AFS檢測器，檢測與控制接口模塊以及基于SOPC的微型DBD-AFS檢測及控制系統(tǒng)； 所述微型DBD原子化器用于實現(xiàn)微體積條件下氣態(tài)揮發(fā)性組份在放電等離子體區(qū)域被原子化;AFS檢測器用于激發(fā)原子化后的待測定元素，并檢測檢測腔內(nèi)待測定元素所發(fā)射的焚光光譜； 所述檢測與控制接口模塊連接在微型DBD原子化器及AFS檢測器和基于SOPC的微型DBD-AFS檢測及控制系統(tǒng)之間，用于提供激勵DBD原子化器的高頻交流電壓，形成低溫等離子體；提供激活空心陰極燈、光電倍增管所需電源，并檢測空心陰極燈燈電流，確?？招年帢O燈處于正常工作狀態(tài)；還用于微弱原子熒光光譜檢測；保證微型DBD原子化器及AFS檢測器處于恒溫工作狀態(tài)；控制各氣體管道處于正常開/關(guān)狀態(tài)； 所述基于SOPC的微型DBD-AFS檢測及控制系統(tǒng)用于產(chǎn)生微型DBD原子化器及AFS檢測器控制和檢測功能的控制信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型DBD-AFS集成分析系統(tǒng)，其特征在于:所述微型DBD原子化器及AFS檢測器包括原子化微腔、ITO微等離子體激勵電極、氣體接入接口、檢測腔、溫度傳感器、激發(fā)光纖以及檢測光纖、空心陰極燈、光電倍增管； 所述原子化微腔為微體積條件下形成穩(wěn)定的低溫放電等離子體區(qū)域，用于氣態(tài)揮發(fā)性組份的原子化； 所述ITO微等離子體激勵電極，用于在原子化微腔內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的放電； 所述氣體接入接口，實現(xiàn)待測氣態(tài)揮發(fā)性組份以及載氣的載入；所述載氣用于傳輸待測分析物，同時還作為DBD產(chǎn)生低溫等離子體的介質(zhì)； 所述檢測腔，用于安裝激發(fā)光纖、檢測光纖，實現(xiàn)待測原子所發(fā)射的熒光光譜檢測；所述溫度傳感器，用于檢測檢測腔內(nèi)的溫度，實現(xiàn)微型DBD原子化器及AFS檢測器溫度恒定； 所述激發(fā)光纖及檢測光纖，用于傳輸激發(fā)光和收集熒光信號； 所述空心陰極燈，用于輻射出具有特征譜線的銳線光譜； 所述光電倍增管，用于探測微弱原子熒光光譜信號。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微型DBD-AFS集成分析系統(tǒng)，其特征在于:所述ITO微等離子體激勵電極采用MEMS制備工藝加工而成，上電極為ITO絲網(wǎng)電極、下電極為ITO平板電極，用于保證原子化微腔內(nèi)放電等離子體分布均勻。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微型DBD-AFS集成分析系統(tǒng)，其特征在于:所述激發(fā)光纖及檢測光纖安裝在檢測腔內(nèi)，且激發(fā)光纖與檢測光纖形成夾角90度的熒光檢測。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型DBD-AFS集成分析系統(tǒng)，其特征在于:所述檢測與控制接口模塊包括程控高壓交流電源模塊、程控高壓直流電源模塊、溫度采集電路、燈電流檢測電路、鎖定放大器電路、模擬電子開關(guān)及ADC電路、微氣閥驅(qū)動控制電路、微型抽氣栗控制電路、溫度控制電路； 所述程控高壓交流電源模塊，用于提供激勵DBD原子化器的高頻交流電壓，在原子化室形成低溫等離子體； 所述程控高壓直流電源模塊，用于提供激活空心陰極燈、光電倍增管所需負(fù)高壓電源； 所述溫度采集電路，用于實現(xiàn)微型DBD原子化器及AFS檢測器腔內(nèi)溫度實時檢測；所述燈電流檢測電路，用于對空心陰極燈燈電流實時檢測，保證光強輸出，空心陰極燈處于正常工作狀態(tài)； 所述鎖定放大器電路，用于放大、檢測PMT輸出信號； 所述模擬電子開關(guān)及ADC電路，用于對溫度數(shù)據(jù)、燈電流數(shù)據(jù)、PMT輸出數(shù)據(jù)切換檢測，并實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換； 所述微氣閥驅(qū)動控制電路，用于待測氣態(tài)揮發(fā)性組份以及載氣的載入控制，控制各氣體管道在工作時處于正常開/關(guān)狀態(tài)； 所述微型抽氣栗控制電路，用于對原子化微腔、檢測腔內(nèi)抽真空； 所述溫度控制電路，用于對微型DBD原子化器及AFS檢測器恒溫控制。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微型DBD-AFS集成分析系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度采集電路包括基準(zhǔn)穩(wěn)壓電路、電壓跟隨器、第一級放大電路、放大濾波電路。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微型DBD-AFS集成分析系統(tǒng)，其特征在于:所述鎖定放大器電路，包括前置放大電路、六階巴特沃斯帶通濾波器，相敏檢測器、低通濾波器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型DBD-AFS集成分析系統(tǒng)，其特征在于:所述基于SOPC的微型DBD-AFS檢測及控制系統(tǒng)包括N1S II軟核處理器、電源管理控制器、Keyboard控制器、IXD控制器、PffM控制器、微氣閥控制器、Avalon流模式采集控制器、微型抽氣栗控制器、SDRAM控制器、Flash控制器、USB控制器以及程控高壓交、直流控制器； 所述N1S II軟核處理器，用于實現(xiàn)各模塊的智能控制； 所述電源管理控制器，用于系統(tǒng)各模塊電源管理與控制； 所述Keyboard控制器，用于鍵盤輸入數(shù)據(jù)控制； 所述LCD控制器，用于實現(xiàn)系統(tǒng)中液晶顯示驅(qū)動的控制； 所述PffM控制器，用于對半導(dǎo)體制冷片電源控制，以實現(xiàn)恒溫控制； 所述微氣閥控制器，用于待測氣態(tài)揮發(fā)性組份以及載氣的載入氣通道控制； 所述Avalon流模式采集控制器，用于數(shù)據(jù)高速采集控制； 所述微型抽氣栗控制器，用于排空原子化微腔、檢測腔控制； 所述SDRAM控制器，用于控制數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)緩存； 所述Flash控制器，用于控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序的存儲； 所述USB控制器，用于實現(xiàn)系統(tǒng)與USB設(shè)備之間的物理數(shù)據(jù)傳輸； 所述程控高壓交、直流控制器，用于控制程控高壓交流電源模塊、程控高壓直流電源模塊輸出所需的交流電源、直流電源。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微型DBD-AFS集成分析系統(tǒng)，其特征在于:所述N1SII軟核處理器、電源管理控制器、Keyboard控制器、IXD控制器、PffM控制器、微氣閥控制器、Avalon流模式采集控制器、微型抽氣栗控制器、SDRAM控制器、Flash控制器、USB控制器以及程控高壓交、直流控制器通過SOPC技術(shù)封裝在單一 FPGA芯片中。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微型DBD-AFS集成分析系統(tǒng)，屬于微機電系統(tǒng)、介質(zhì)阻擋放電等離子體、微型原子熒光光譜檢測等技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括微型DBD原子化器及AFS檢測器，檢測與控制接口模塊以及基于SOPC的微型DBD-AFS檢測及控制系統(tǒng)；所述微型DBD原子化器用于實現(xiàn)微體積條件下氣態(tài)揮發(fā)性組份在放電等離子體區(qū)域被原子化；AFS檢測器用于激發(fā)原子化后的待測定元素，并檢測檢測腔內(nèi)待測定元素所發(fā)射的熒光光譜；檢測與控制接口模塊連接在微型DBD原子化器及AFS檢測器和基于SOPC的微型DBD-AFS檢測及控制系統(tǒng)之間。本發(fā)明提供的微型DBD-AFS集成分析系統(tǒng)架構(gòu)靈活、升級換代容易、控制方式便捷、功耗低、靈敏度高，可以滿足室外現(xiàn)場分析的需要。
【IPC分類】G01N21/64
【公開號】CN105021586
【申請?zhí)枴緾N201510482402
【發(fā)明人】廖紅華, 廖宇, 吳長坤, 黃聰, 付豪, 袁海林, 吳少尉, 喻偉闖
【申請人】湖北民族學(xué)院
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年8月7日