基于双单管探测器的微型近红外光谱仪专用软件开发.pdf

中文摘要 摘 要 随着光谱检测技术的发展，微型近红外光谱仪以其体积小、成本低、便于二次 开发等优点，在航空航天、环境监测、工农业生产、石油化工、食品安全等领域 获得广泛应用。论文针对重庆大学微系统中心研制的基于双单管探测器的微型近 红外光谱仪的需求，进行基于双单管探测器的微型近红外光谱仪专用软件开发， 需求明确。 论文在分析国内外微型近红外光谱仪专用软件发展的基础上，进行基于双单管 探测器的微型近红外光谱仪专用软件的开发。提出了微型近红外光谱仪专用软件 的设计架构，重点开展了基于微型近红外光谱仪角传感器信号的光谱标定、双光 谱拼接和光谱信号处理等研究，完成了微型近红外光谱仪专用软件的设计、实现 以及测试。 论文主要研究工作： ① 分析微型近红外光谱仪专用软件的国内外研究现状以及存在的不足，确定 了论文的研究目标与研究内容； ② 研究基于双单管探测器的微型近红外光谱仪的工作原理、信号获取与处理 方法，提出了微型近红外光谱仪专用软件架构； ③ 分析光谱信号和角传感器信号的特点，研究了双单管探测器光谱信号和角 传感器信号的噪声抑制方法；基于微型近红外光谱仪角传感器信号，完成了双单 管探测器光谱信号的光谱标定和光谱拼接； ④ 基于 C++和 Python 混合编程的开发模式，搭建了编程开发环境，完成了微 型近红外光谱仪专用软件的各功能模块设计，发布了微型近红外光谱仪专用软件 的可执行程序； ⑤ 进行了微型近红外光谱仪专用软件各功能模块的测试，测试结果表明：论 文开发的微型近红外光谱仪专用软件基本满足基于双单管探测器的微型近红外光 谱仪的应用需求。 关键词：微型近红外光谱仪；软件架构；光谱信息处理；光谱拼接 I 英文摘要 ABSTRACT With the development of spectral detection technology, miniature near infrared spectrometer has been widely used in aerospace, environmental monitoring, food safety and other fields because of its small size, non-contact, high efficiency and convenience. In this paper, a two-tube wide-spectrum micro-NIR spectrometer based on MOEMS scanning grating micromirror developed by Chongqing University Microsystem Center is studied, and a special software system for the spectrometer is developed, which has a clear demand background. Based on the analysis of the development of micro near infrared spectrometer and its special software at home and abroad, the design scheme of the special software system for micro near infrared spectrometer with dual single-tube detection based on MOEMS sca