一种微量元素红外光谱测量系统的制作方法

本发明涉及检测技术领域，具体是一种微量元素红外光谱测量系统。

背景技术：

红外光谱是分子能选择性吸收某些波长的红外线,而引起分子中振动能级和转动能级的跃迁，检测红外线被吸收的情况可得到物质的红外吸收光谱。在有机物分子中，组成化学键或官能团的原子处于不断振动的状态，其振动频率与红外光的振动频率相当。所以，用红外光照射有机物分子时，分子中的化学键或官能团可发生振动吸收，不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱上将处于不同位置，从而可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。所以，红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。红外吸收峰的位置与强度反映了分子结构上的特点，可以用来鉴别未知物的结构组成或确定其化学基团；而吸收谱带的吸收强度与化学基团的含量有关，可用于进行定量分析和纯度鉴定。另外，在化学反应的机理研究上，红外光谱也发挥了一定的作用。但其应用最广的还是未知化合物的结构鉴定。分子中的某些基团或化学键在不同化合物中所对应的谱带波数基本上是固定的或只在小波段范围内变化。

技术实现要素：

发明的目的在于提供一种微量元素红外光谱测量系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，发明提供如下技术方案：

一种微量元素红外光谱测量系统，包括采集部分和数据处理输出模块，所述采集部分包括微量元素分析仪主板、开关电源、红外光谱小黑盒和显示驱动板，所述微量元素分析仪主板分别连接开关电源、红外光谱小黑盒和显示驱动板，所述数据处理输出模块为电脑，电脑与微量元素分析仪主板相连接。

作为发明的优选方案：所述采集部分还包括功能按键，所述功能按键连接在微量元素分析仪主板上。

作为发明的优选方案：所述显示驱动板上还连接有lcd显示模块。

作为发明的优选方案：所述电脑上还连接有打印机。

作为发明的优选方案：所述电脑上还连接有显示器。

作为发明的优选方案：所述微量元素分析仪主板的核心元件为at89c51单片机。

作为发明的优选方案：所述显示器为液晶显示器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.简单方便，有不同的测样器件可直接测定液体、固体、半固体和胶状体等样品，检测成本低。2.分析速度快，一般样品可在1min内完成。3.适用于近红外分析的光导纤维易得到，故易实现在线分析及监测，极适合于生产过程和恶劣环境下的样品分析。4.不损伤样品可称为无损检测。5.分辨率高可同时对样品多个组分进行定性和定量分析等。

附图说明

图1是本发明的整体示意图

图2是微量元素分析仪主板的电路图

图3是显示驱动板的电路示意图

图4是本发明的操作方法流程图。

具体实施方式

下面将结合发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。

请参阅图1-4，实施例1：发明实施例中，一种微量元素红外光谱测量系统，包括采集部分和数据处理输出模块，所述采集部分包括微量元素分析仪主板、开关电源、红外光谱小黑盒和显示驱动板，所述微量元素分析仪主板分别连接开关电源、红外光谱小黑盒和显示驱动板，微量元素分析仪主板的功能是向红外光谱小黑盒提供各红外发光管稳定的激发电流，回读红外小黑盒的采集数据进行滤波，求平均，以得到更稳定精确的数据。同时通过串行通讯将计算结果传送给显示驱动板进行显示，显示驱动板功能是将微量分析主板发送来的数据显示在人机交互界面中，内部存储了汉字字库，输入法，图形绘制驱动，提供lcd模块的人机交互操作，所述数据处理输出模块为电脑，电脑与微量元素分析仪主板相连接。

具体测量流程如下：

利用光谱吸收比色皿可进行血液锌、铁、锰、钙、镁、的检测分析。当要进行锌、铁、锰、钙、镁检测时，将样品放入微量测试杯中，在仪器上通过按键里填写编号、名称方便入档打印，然后选择锌、铁、锰、钙、镁检测，按测量。

红外微量主板板u得到命令后按上位机发送的参数进行操作：

1.控制ux驱动蠕动泵进行吸液进入比色皿。当吸入设置体积的溶液后自动停止，红外微量主板u1将数据发送给显示驱动板ua1操作完毕。

2.红外微量主板u1指令根据参数进行测量操作：通过i2c总线控制比色皿采样电路，设置比色皿光源波长，等1s，询问一次比色皿采集的ad值，使用多次采集软件滤波求平均值减少误差。根据物质在不同波长吸收不同波长和吸光度的的特点可以进行物质的定性和定量。

3.调入空试剂参数算出每种元素的的浓度。并通过串口把结果数据发送给人机界面板显示。人机界面板ua1接到信息，会把结果显示在机载显示屏上。

微量元素分析仪可与电脑系统联机，安装微量元素分析软件后，使用电脑系统强大的计算能力和存储功能，实现数据计算，建立病历档案，数据查询，档案管理，历史数据查询。

微量元素的定性定量分析：

红外光谱是物质定性定量的重要的方法之一。它的解析能够提供许多关于官能团的信息，可以帮助确定部分乃至全部分子类型及结构。其定性分析有特征性高、分析时间短、需要的试样量少、不破坏试样、测定方便等优点。

计算方法

红外微量元素分析可以进行终点法、多点定标法进行测量。

测量前应设置好测量方法并把所有项目的参数参照试剂说明书修改好，同时按说明书比例配好空白管、测试管，如果需要定标，也应该把标准管配好。

1.终点法

①按项目键进入项目界面，用方向键移动光标到要进行测量的项目上按确认键检查参数是否正确。

②按调零键进入调零界面，再按吸液键吸入空白液。仪器会根据空白液的吸光度自动调整零点。

③初次测量或更换试剂时按定标键进入定标界面，把标准液放在吸液管下，吸入标准液，仪器会根据标准液的吸光度计算出定标因子并保存。使用的试剂稳定，操作人员固定时，不必每次测量都定标。

④按测量键进入测量界面，输入样品编号，把待测液放在吸液管下，仪器自动吸入待测液，延迟一段时间后屏幕会显示待测液的浓度值并保存在该编号下。

⑤继续测试下一个待测样本。

⑥全部测完后按打印键进入打印界面打印综合报告。

2.多点定标法

在有些方法中，样本的吸光度的变化和浓度的变化不成线性，就要用到多个标准值来确定一条标准曲线，通过对比曲线上的点来计算不同吸光度的浓度值。测量步骤如下：

①调零：按调零键进入调零界面，按吸液键吸入空白液，由仪器自动调零并排出。

②定标：按定标键进入定标界面，根据试剂说明书配出3-8个不同浓度的标准管，按浓度值从小到大的顺序依次吸入标准液。如：

标准值1＝100；标准值2＝200；标准值3＝300；标准值4＝400标准值5＝500；标准值6＝600；标准值7＝700；标准值8＝800

③测量：按测量键进入测量界面，吸入待测液，延迟一段时间后，仪器会自动根据吸光度计算出相应的浓度值。

实施例2：在实施例1的基础上，本设计的微量元素分析仪主板的核心元件为at89c51单片机，at89c51单片机作为信号处理终端具有高集成度，体积小，高可靠性的优点，单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高，体积自然也是最小的。单片机程序指令，常数及表格等固化在rom中不易破坏，许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高。=控制功能强为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件:分支转移能力，i/o口的逻辑操作及位处理能力，非常适用于专门的控制功能。低电压，低功耗，便于生产便携式产品。

对于本领域技术人员而言，显然发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。