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激光拉曼光谱 | 量子荧光|微型光纤光谱仪-ag贵宾会

自容式深海原位激光拉曼光谱系统的软件设计与实现

自容式深海原位激光拉曼光谱系统的软件设计与实现

海洋以其广阔的空间、丰富的资源和特殊的政治地位日益成为各国关注的重要战略区域。海洋探测的关键点在于实时、实地了解海洋的状况,为研究海洋提供可靠的第一手资料。因此,实现原位、实时、连续探测是开展海洋研究,尤其是异常海洋环境探测工作的重要发展趋势,并成为在海洋竞争中取得优势的关键。基于激光光谱技术的深海原位化学传感器在这种趋势下应运而生。在国家863计划的支持下,中国海洋大学开展了自容式深海原位激光拉曼光谱系统(deep ocean compact automatic raman spectrometer, 简称docars)的研制工作,作为研发工作的一部分,本论文侧重于系统软件的研究与开发,以达到光谱探测、图像采集、工作环境监控等目的。

21世纪是海洋的世纪,覆盖地球表面积71%的海洋,不但蕴藏这丰富的资源,而且作为地球表面面积最大的自然环境单元,与人类生活的各个方面息息相关。海洋中,尤其是深海蕴藏着巨大的、丰富的资源,是人类生存的最后资源宝库【1-2】。这些资源主要有【3-5】。

小型水下连续激光拉曼光谱探测控制系统设计与实现

小型水下连续激光拉曼光谱探测控制系统设计与实现

深海以其广阔的空间、丰富的资源和特殊的政治地位日益成为各国关注的重要战略区域。深海探测,尤其是原位、实时、连续探测,是开展深海研究、在深海竞争中取得优势的关键。目前,大部分深海实时、原位探测技术针对的是海底物理环境参数,对于海底化学成分的实时、原位分析基本依靠对特定组分的传感器的开发,非常缺少针对海底多种环境和多种成分的化学分析测试手段。

伴随科学技术的迅猛发展,人类赖以生存的地球陆地面临严重的挑战。人口膨胀、环境污染、资源枯竭等问题的出现,迫使世界各国把发展目光转移到海洋资源开发。水深超过2000m的深海约占海洋总面积的90.3%,是海洋的主体部分。深海海底蕴藏着丰富资源,到目前为止,人类对大洋海底的了解却非常有限。许多深海海域还有待于更深入的调查、探测。谁先掌握了深海调查探测与资源开发的先进技术,谁就掌握了本世纪发展的主动权。

水下激光拉曼光谱探测控制系统的设计与实现

水下激光拉曼光谱探测控制系统的设计与实现

研制一套应用于海洋环境的小型低功耗原位激光拉曼光谱探测的控制系统, 可满足深海海底多种物质化学成分的激光拉曼原位分析的控制要求。该控制系统分为水上甲板控制子系统和水下数据采集子系统两部分。水上甲板控制子系统通过8 芯电缆和水下数据采集子系统相连, 通过rs485 总线实现对水下部分的监测和控制;水下数据采集子系统以pc104 计算机为平台, 用atmega16 单片机进行辅助控制, 整个控制系统的软件开发基于c #。浅海试验表明, 该系统能够可靠的完成水下激光拉曼光谱探测的控制和通讯要求, 实现水下化学成分的原位测量。

深海化学成分原位探测对深海资源的开发具有非常重要的意义, 以往深海探测基本上都采用采集样品送回实验室进行分析, 远远不能适应大洋考察的需要[1].海洋化学原位探测技术一直是海洋研究与开发中的“瓶颈”,尤其是高温高压环境下的化学传感器[2]?近年来, 激光光谱技术由于其原位?实时?无接触测试和多组份同时测量等优点, 在适合于海洋环境的光学类传感器设计中得到了广泛使用?这项应用愈来愈受到发达国家的重视, 尤其是深海极端条件下的原位激光拉曼光谱系统的设计,已成了各国科学家竞相研究的焦点?2004 年美国monterey bay 海洋研究所成功研制了深海激光拉曼光谱系统doriss ?这个系统曾经被用在2700m深海热液喷口附近,成功获得光谱数据,并且在深海3600m ,1.6℃条件下,也取得了较为理想的结果[3-4]?欧洲科学家的水下激光拉曼系统研究也取得了重要进展, 并在波罗的海完成了浅海激光拉曼样机性能测试, 深海激光拉曼样机目前正在研制中[5]?

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