棱鏡攝譜儀智能分析系統(tǒng)

1、棱鏡攝譜儀智能分析系統(tǒng) 光譜技術(shù)是一種重要的科學(xué)研究手段，在近代科學(xué)和工業(yè)上有著普遍而重要的應(yīng)用。光譜實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，為了解原子、分子和晶體等結(jié)構(gòu)提供了重要的材料，是建立原子結(jié)構(gòu)模型和發(fā)展量子理論的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。由于任何物質(zhì)的光譜分布規(guī)律直接反映物質(zhì)內(nèi)部的微觀信息，因此，光譜分析不僅是研究原子結(jié)構(gòu)的重要手段，而且還被廣泛用來對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性或定量分析。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 了解攝譜儀的結(jié)構(gòu)，掌握其分光原理。2. 學(xué)習(xí)CCD的工作原理。3. 學(xué)習(xí)用攝譜儀的使用，通過軟件計(jì)算出光譜波長(zhǎng)、驗(yàn)證里德堡常數(shù)以及完成曲線擬合。實(shí)驗(yàn)儀器WPL小型棱鏡攝譜儀、光源、樣品及電弧放電電源。1.WPL小型棱鏡攝譜儀平行光管狹縫會(huì)聚

2、透鏡會(huì)聚透鏡出射物鏡狹縫調(diào)節(jié)鈕恒偏棱鏡鼓輪目鏡狹縫光源棱鏡攝譜儀的結(jié)構(gòu)原理如圖一所示?？煞殖伤牟糠郑?.平行光管：由入射狹縫（2）和透鏡（3）組成，當(dāng)入射狹縫位于透鏡（3）的焦平面上時(shí)，聚光透鏡（1）把光源的光集中照射在狹縫上，便能使從狹縫發(fā)出的光變成平行光。2.恒偏棱鏡：棱鏡（4）是一塊恒偏向棱鏡，又稱為阿貝棱鏡，它有90o定偏向特性，能保證入射光與出射光始終相互垂直，并且由于色散作用，不同波長(zhǎng)的平行光束經(jīng)棱鏡折射后成為不同方向的平行光。3.光譜的觀測(cè)部分：觀測(cè)部分與平行光管方向垂直，是由出射物鏡把光束的每種單色平行光會(huì)聚在它的焦平面上的不同位置上 ，形成一排不連續(xù)的(或連續(xù)的)狹縫像，這就

3、是光源的光譜。每一條細(xì)線般的狹縫像對(duì)應(yīng)一定的波長(zhǎng)，叫作光譜線。4.譜線采集器與圖像采集卡：自動(dòng)采集觀測(cè)到的譜線信息，并且傳送給計(jì)算機(jī)顯示出來。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.調(diào)節(jié)聚光鏡和光源使其與狹縫共軸，接通光源，使其燈光正對(duì)著平行光管的入射狹縫，調(diào)節(jié)聚光鏡，使投射到狹縫處的光斑最亮。 2. 調(diào)節(jié)看譜管的目鏡使市場(chǎng)清晰。 3. 在目鏡中觀察，轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪，使要測(cè)量的譜線位于視場(chǎng)內(nèi)，移動(dòng)聚光鏡，使視場(chǎng)中光最亮。4. 安裝譜線采集器，打開軟件進(jìn)行采集。 1）采樣前，要進(jìn)行光柵的調(diào)整，起始位置的定標(biāo)，和比例系數(shù)的獲取。a. 單擊“顯示”按鈕可以實(shí)現(xiàn)圖像的實(shí)時(shí)顯示，如果不能正常顯示，檢查連線是否正確，采集卡是否成功安裝。b

4、. 調(diào)節(jié)光柵，不能太小也不能太大?？梢酝ㄟ^“<<”和“>>”按鈕移動(dòng)顯示各個(gè)位置的光柵強(qiáng)度。c. 光柵調(diào)節(jié)后，標(biāo)定起始位置。具體做法是：顯示汞燈，把汞燈開始的兩條譜線（波長(zhǎng)為579.1和577nm）調(diào)整到和顯示窗口的兩條灰線盡量重合，并能夠垂直，這樣做可以盡可能的減少誤差。d. 在上步完成后，單擊“定標(biāo)”按鈕，步進(jìn)電機(jī)開始工作，停止時(shí)，顯示窗口會(huì)看到兩條譜線，如果不是，單擊“復(fù)位”，然后重新開始，直到出現(xiàn)為止。如果步進(jìn)電機(jī)不工作，檢查串口連線是否正確，單擊“復(fù)位”，看看是否工作。“復(fù)位”：主要功能是自動(dòng)倒退到起始位置，使每次采樣的開始位置相同，這樣可以減少誤差。e. “

5、定標(biāo)”完成后，單擊“求系數(shù)”按鈕，會(huì)把顯示的圖像采集下來，并根據(jù)采集的圖片求出，采集圖片的比例系數(shù)并保存在文件中，為以后的采樣做準(zhǔn)備。這一步是很重要的，因?yàn)槟看握{(diào)節(jié)硬件時(shí)都可能改變采樣的放大倍數(shù)，如果不在改變后及時(shí)的調(diào)整放大倍數(shù)，系統(tǒng)會(huì)按上次的系數(shù)進(jìn)行采樣，這樣可能會(huì)出現(xiàn)誤差。成功后會(huì)顯示求得的系數(shù)。如出現(xiàn)錯(cuò)誤，檢查采集卡是否正確安裝。3 圖像采集在上一步完成后，便可以對(duì)光譜進(jìn)行采集。在采樣以前必須選擇采樣的“譜線種類”，然后單擊“采樣”按鈕。采樣的圖片會(huì)放在可執(zhí)行文件同目錄下的image目錄中。如果是鐵，汞和氫，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)采樣13幅圖片，并可進(jìn)行實(shí)時(shí)地采樣顯示，在image中的文件名為img1-img13。當(dāng)采樣鈉時(shí)，會(huì)把采樣的圖片放在image下的na1，這都是臨時(shí)的文件，如果您希望保存采樣的圖片，必須把它們拷貝到您自己要保存的目錄中去，因?yàn)檫@些圖片在下一次采樣時(shí)就會(huì)被覆蓋掉。5.數(shù)椐處理要求 通過軟件的功能鍵，計(jì)算出光譜波長(zhǎng)、驗(yàn)證里德堡常數(shù)以及完成曲線擬合。注意事項(xiàng)1光譜儀中的狹縫是比較精密的機(jī)械