一种太赫兹实验系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学探测领域，特别是涉及一种太赫兹实验系统及方法。
【背景技术】
[0002]太赫兹(THz)是频率介于微波和红外波段之间的电磁波，其频率范围在0.1?ΙΟΤΗζ范围(波长在30 μπι?3mm范围)，具有频率高、分辨率高、能量小、不会对物质产生破坏作用等优点，可用来分析物质成分、结构及内部分子间相互作用。THz光谱的多种独特性质决定了它成为傅立叶变换红外光谱、X射线技术及近红外光谱技术的互补技术，甚至在某些方面取代这些技术，因此近年来被广泛应用于探测物质在该波段的光学特性、材料组成和结构变化的鉴定中。
[0003]太赫兹实验属于光学实验，对实验环境的要求较高。由于THz对水分等极性分子、有毒气体大分子和空气中固体颗粒物等存在较强的吸收、散射等相互作用，在开展太赫兹光谱测量实验时，环境中的水分等极性分子、有毒气体大分子和空气中固体颗粒物都会对测量实验结果造成影响，因此如何顺利的开展太赫兹实验，有效降低太赫兹实验误差是目前急需解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是如何保证太赫兹实验的顺利开展，有效降低太赫兹实验误差，提高实验结果的准确度。
[0005]为此目的，本发明提出以下技术方案。
[0006]一方面，本发明提供一种太赫兹实验系统，包括太赫兹探测装置、罩在所述太赫兹探测装置外侧的密封罩以及用于对所述密封罩内的实验环境进行调节的实验环境调节装置；所述实验环境调节装置包括:
[0007]至少一种环境传感器，所述环境传感器设置在所述密封罩内，用于检测密封罩内环境因子对应的环境数据；
[0008]数据采集单元，连接所述环境传感器，用于采集所述环境传感器检测的环境数据；
[0009]环境调节单元，连接所述密封罩，用于对密封罩内的实验环境进行调节；
[0010]智能控制单元，分别连接所述数据采集单元和环境调节单元，用于根据环境采集单元采集的环境数据，判断所述密封罩内环境因子达标情况，控制所述环境调节单元对所述密封罩内的实验环境进行调节。
[0011]可选地，所述环境传感器包括温度传感器、湿度传感器和固体颗粒物浓度传感器，所述温度传感器、湿度传感器和固体颗粒物浓度传感器分别与数据采集单元相连。
[0012]具体地，所述密封罩的罩体上设置有空气出口和空气入口 ；
[0013]所述环境调节单元包括气栗、多根空气管路和至少一个空气过滤模块，所述气栗、空气过滤模块两端均设有空气管路，所述气栗的进气端与所述空气出口连接，气栗的出气端与所述空气过滤模块的一端相连，空气过滤模块的另一端与所述空气入口相连。
[0014]优选地，所述空气过滤模块为三个，包括第一空气过滤模块、第二空气过滤模块和第三过滤模块，所述气栗的出气端与所述第一空气过滤模块的输入端相连，第一空气过滤模块的输出端与第二空气过滤模块的输入端相连，第二空气过滤模块的输出端与第三空气过滤模块的输入端相连，第三空气过滤模块的输出端连接所述空气入口。
[0015]优选地，所述第二空气过滤模块的输出端还连接所述空气入口，所述第二空气过滤模块的输出端与所述空气入口之间设有第一电磁阀；所述第三空气过滤模块的输出端与所述空气入口之间设有第二电磁阀。
[0016]具体地，所述智能控制单元包括:
[0017]环境因子阀值设置模块，用于设置环境因子的阀值；
[0018]判断模块，用于判断所述密封罩内太赫兹探测装置中样品测定区的环境因子达标情况；
[0019]环境调节控制模块，用于控制环境调节单元对所述密封罩内的实验环境进行调T ；
[0020]环境调节单元故障检测模块，用于检测环境调节单元的故障情况，并在环境调节单元出现故障时，控制报警。
[0021]另一方面，本发明还提供一种太赫兹实验方法，包括:在利用太赫兹探测装置进行太赫兹实验前，通过实验环境调节装置对所述密封罩内的实验环境进行调节，当所述密封罩内太赫兹探测装置中样品测定区的环境因子对应的环境数据在预设环境因子阀值范围内时，进行太赫兹实验。
[0022]具体地，所述通过实验环境调节装置对所述密封罩内的实验环境进行调节的步骤包括:
[0023]通过固体颗粒物浓度传感器、温度传感器、湿度传感器分别检测密封罩内空气中的固体颗粒物浓度、空气温度、空气湿度，得到固体颗粒物浓度数据、温度数据、湿度数据；
[0024]数据采集单元采集所述固体颗粒物浓度数据、温度数据、湿度数据，并将所述采集的数据转发至智能控制单元；
[0025]智能控制单元中的判断模块根据所述采集的固体颗粒物浓度数据、温度数据、湿度数据，计算密封罩内太赫兹探测装置中样品测定区的固体颗粒物浓度数据、温度数据、湿度数据，并与预设的固体颗粒物浓度阀值、温度阀值、湿度阀值进行比较，当密封罩内太赫兹探测装置中样品测定区的固体颗粒物浓度数据、温度数据、湿度数据中有至少一种数据未在预设的环境因子阀值范围内时，控制环境调节单元中的气栗运行，结合空气过滤模块对所述密封罩内的实验环境进行调节。
[0026]优选地，所述智能控制单元中的判断模块计算密封罩内太赫兹探测装置中样品测定区的固体颗粒物浓度数据、温度数据、湿度数据是采用流体力学模型进行计算的，包括:
[0027]对所述密封罩内的空间区域进行网格化，并设置边界条件；
[0028]采用与所述环境因子对应的流体力学模型，计算所述密封罩内任一区域的参数分布；
[0029]根据所述计算出的参数分布以及传感器所在位置采集的固体颗粒物浓度数据、温度数据、湿度数据，计算密封罩内太赫兹探测装置中样品测定区的固体颗粒物浓度数据、温度数据、湿度数据。
[0030]优选地，所述在通过实验环境调节装置对所述密封罩内的实验环境进行调节的过程中，还包括:
[0031]检测实验调节装置中环境调节单元的故障情况，当所述环境调节单元出现故障时，控制报警。
[0032]本发明的有益效果为:
[0033]本发明提供的太赫兹实验系统及方法，由于设置了实验环境调节装置，在开展太赫兹实验前，先通过环境传感器检测密封罩内的环境因子，得到相应的环境数据，再由智能控制单元根据环境采集单元采集的环境数据，判断密封罩内环境因子达标情况，控制环境调节单元对密封罩内影响实验的环境因子进行反复调节，有效改善了太赫兹实验环境，为后续太赫兹实验数据的有效获取提供了保障，使太赫兹实验误差得到有效降低，提高了实验结果的准确度。
【附图说明】
[0034]通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中:
[0035]图1示出了本发明太赫兹实验系统的原理图；
[0036]图2示出了图1中实验环境调节装置的原理图；
[0037]图3示出了图2中环境调节单元的原理图；
[0038]图4示出了本发明太赫兹实验方法的流程图；
[0039]图中，1-密封罩，2-太赫兹探测装置，
[0040]3-湿度传感器，4-固体颗粒物浓度传感器，
[0041]5-温度传感器，6-数据采集单元，
[0042]7-智能控制单元，8-环境调节单元，
[0043]9-第一空气过滤单元， 10-第二空气过滤单元，
[0044]11-第三空气过滤单元，12-触摸显示屏，
[0045]13-空气出口，14-空气入口，
[0046]15-气栗，16-第一电磁阀，
[0047]17-第二电磁阀，18-报警器。
【具体实施方式】
[0048]下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。
[0049]图1为本发明太赫兹实验系统的原理图，如图1所示，该系统包括太赫兹探测装置
2、罩在太赫兹探测装置2外侧的密封罩1以及用于对密封罩1内的实验环境进行调节的实验环境调节装