[发明专利]基于负反馈调节的荧光光谱检测系统

说明书

本发明公开了一种基于负反馈调节的荧光光谱检测系统，包括：下位机、光源、激发单色器、分束器、监测端光电倍增管、放大电路、光栅、荧光检测区、发射单色器、检测端光电倍增管和上位机；由下位机控制光源发出激光，经过激发单色器筛选后在分束器形成相同的两路光线，一路光经过监测端光电倍增管和放大电路传输返回至下位机，下位机控制光源输出，形成负反馈控制；另一路光经过光栅照射在荧光检测区上激发产生荧光，经过发射单色器和检测端光电倍增管，检测端光电倍增管进行强度检测，经过放大电路将电信号传输至下位机，下位机将检测采集的电信号传输至上位机，最终在上位机得到完整的荧光光谱图。

技术领域

本发明涉及光谱检测技术领域，更具体的说是涉及一种基于负反馈调节的荧光光谱检测系统。

背景技术

由于荧光光谱检测具有灵敏度高，选择性强，样用量少等优点，所以在工程应用中有着广泛的应用，如在食品加工过程中用于食品安全的监测、地质学中用于石油矿物勘探、土壤矿物成分的测定以及物质中微量元素的检测等等。

目前，常见的荧光光谱检测系统都是直接对激光激发的荧光进行采集。但在大多数检测中，荧光检测易受到外界环境的干扰。由此可见，荧光光谱检测系统的稳定性很大程度上决定了荧光检测结果的正确和高精度。

因此，如何降低荧光检测时受到的外界干扰，提高荧光光谱检测的稳定性是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于负反馈调节的荧光光谱检测系统，

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于负反馈调节的荧光光谱检测系统，包括：下位机、光源、激发单色器、分束器、监测端光电倍增管、放大电路、光栅、荧光检测区、发射单色器、检测端光电倍增管和上位机；所述下位机连接所述光源，控制所述光源发射激光；按照所述激光光路方向依次设置有所述激发单色器和所述分束器；所述激光在所述分束器处分成两路，一路所述激光照射至所述监测端光电倍增管；另一路所述激光通过所述光栅照射至所述荧光检测区；所述荧光检测区生成荧光，按照所述荧光光路方向依次设置有所述发射单色器和所述检测端光电倍增管；所述放大电路与所述监测端光电倍增管和所述检测端光电倍增管连接，并与所述下位机通过导线连接；所述下位机与所述上位机连接通讯。

优选的，所述光源发射激光至所述激发单色器，所述激发单色器对所述激光进行筛选，筛选后的所述激光照射至所述分束器，所述分束器产生两路光强和波长完全一致的所述激光，一路所述激光进入所述监测端光电倍增管转换成电流，经过所述放大电路传输至所述下位机，另一路光经过所述光栅，照射于所述荧光检测区产生荧光，荧光经过所述发射单色器，在所述检测端光电倍增管转换成所述电流，再经由所述放大电路传输至所述下位机。

优选的，所述监测端光电倍增管传输所述电信号至所述放大电路，所述放大电路对采集到的微弱的所述电流转换为所述下位机可采集到的电压信号并传输至所述下位机，所述下位机根据所述电压信号采取PID算法动态保持所述下位机输出恒定电流控制所述光源强度。

优选的，所述下位机、所述光源、所述激发单色器、所述分束器、所述监测端光电倍增管和所述放大电路构成光强反馈系统，所述光强反馈系统通过光电转换并与所述下位机进行通讯，所述下位机采集所述放大电路的所述电压信号，对所述电压信号进行拟合得到系统光强，将所述系统光强与所述下位机原设定信号进行比对；若所述系统光强偏大，通过所述下位机控制减小输出到所述光源的驱动电流；反之，则增大输出到所述光源的所述驱动电流；所述光强反馈系统进行反馈调整过程采取所述PID算法。

优选的，所述荧光通过所述发射单色器，所述发射单色器改变通过所述荧光的波长，得到窄波荧光；所述窄波荧光传输至所述检测端光电倍增管转换成所述电流，所述电流通过所述放大电路转换为所述电压信号传输至所述下位机；所述下位机记录所述对应窄波荧光的所述电压信号并传输至所述上位机，所述上位机根据所述电压信号及其对应的所述窄波荧光形成荧光光谱图。