[发明专利]准实时光电倍增管扣背景装置及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号测量技术领域，尤其指准实时光电倍增管扣背景装置及其实现方法。

背景技术

光电倍增管(PMT)是一种灵敏度极高的光电转换器件，且有较高的频率响应，常用来实现微弱光信号的探测，应用于光谱分析、遥感卫星测量、高能物理、医学影像诊断、环境监测、天文研究等领域。

光电倍增管具有10⁵~10⁸的电流增益，其阴极噪声对测量有较大影响，所以人们用常闭模式减少PMT的噪声，同时还可以减少PMT的前历效应。

实际检测中，由于背景光变化对信号光的影响，会给测量造成较大误差。因此，考虑设计一种具有扣背景功能的门控电路，利用该电路实现两次采样：一次采样信号光与背景光的叠加，一次仅仅采样背景光，再利用差分的方式扣除背景光对信号的影响，从而达到提高测量准确性的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供结构简单，且能够有效提高测量准确性的准实时光电倍增管扣背景装置，其实现方法简单，测量准确性高，稳定性好。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

准实时光电倍增管扣背景装置，包括有光电倍增管，光电倍增管的管座与双脉冲触发电路以及数据采集卡，双脉冲触发电路与激光器以及数据采集卡信号连接，激光器发出的激光照射样品池内的样品使样品发出荧光，光电倍增管接收荧光和背景光，转换为光电信号后输出至数据采集卡；激光器开启时，发出Q开关同步信号至双脉冲触发电路，双脉冲触发电路发出双脉冲门控，第一个门控脉冲使光电倍增管工作接收荧光和背景光，同时，Q开关同步信号使脉冲电路的一路产生数据采集卡触发脉冲，使数据采集卡处于工作状态，采集光电倍增管转换的电信号；第二个门控脉冲发出时，激光器消失，光电倍增管启动工作只接收背景光信号，同时，数据采集卡仍处于工作状态，采集光电倍增管转换的电信号。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的双脉冲触发电路接收Q开关同步信号后产生两路脉冲：

一路：Q开关同步信号经U11A、U11B后输出脉冲信号触发数据采集卡工作；

另一路：Q开关同步信号经U11C、U11D后与单稳态触发器U12A的第2引脚信号连接，单稳态触发器U12A的第13引脚与单稳态触发器U13A的第2引脚信号连接，单稳态触发器U12A的第4引脚与单稳态触发器U13B的第10引脚信号连接，单稳态触发器U13A的第13引脚和单稳态触发器U13B的第5引脚分别与U14A的第2引脚和第3引脚对应连接，U14A的第1引脚经U11E的第10引脚输出，输入到U15三态收发器的第2~9引脚后，从U15的第11~18引脚输出双脉冲脉冲信号，触发光电倍增管的开启与关闭。

上述的单稳态触发器的型号为74LS221。

上述的三态收发器的型号为74LS245。

准实时光电倍增管扣背景装置的实现方法，包括以下步骤：

步骤一：启动激光器，激光器发出Q开关同步信号触发双脉冲触发电路发出脉冲信号，双脉冲触发电路发出两路脉冲，一路触发数据采集卡工作，另一路触发光电倍增管工作；

步骤二：双脉冲触发电路发出第一个门控脉冲使光电倍增管在激光到来前打开，激光器出发激光照射样品池内的样品产生荧光，光电倍增管接收荧光和背景光，并转换为光电信号后输出至数据采集卡，同时双脉冲触发电路发出的第一个门控脉冲触发数据采集卡接收叠加了背景光的荧光信号；

步骤三：双脉冲触发电路发出第二个门控脉冲使光电倍增管工作，这时激光消失，光电倍增管接收背景光，并转换为光电信号后输出至数据采集卡，同时双脉冲触发电路发出的第二个门控脉冲触发数据采集卡接收背景光信号；

步骤四：将步骤二得到的叠加了背景光的荧光信号扣除步骤三中得到的背景光信号，得到荧光信号，完成测量。

与现有技术相比，本发明准实时光电倍增管扣背景装置利用双脉冲触发电路产生两个门控脉冲，第一个门控脉冲使光电倍增管接收荧光和背景光，转换为光电信号后由数据采集卡进行采集，第二个门控脉冲使光电倍增管接收背景光，转换为光电信号后由数据采集卡进行采集，数据采集卡根据第一次得到的叠加了背景光的荧光信号以及第二次得到的背景光信号，处理后得到扣除了背景光的荧光信号而完成测量；本发明能够有效去除背景光对荧光信号的影响，从而大大提高测量的准确性。

附图说明

图1是本发明的结构方框图；

图2是图1中的双脉冲触发电路图；