[发明专利]一种基于Labview的瞬态吸收光谱控制系统设计方法

权利要求书

1.一种基于Labview的瞬态吸收光谱控制系统设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过Labview建立物理通信的数据连接，为瞬态吸收光谱仪组件：CCD检测器、延迟线、快门和斩波器提供控制与数据采集命令的接收、发送通道；

设计Labview顺序结构，实现对瞬态吸收光谱仪的初始连接状态检查、操作界面指令输入与响应、光谱数据采集记录和计算结果显示；

所述Labview顺序结构包括：

第一步：检查与CCD检测器、延迟线、快门与斩波器的连接状态并初始化；

第二步：通过建立生产者/消费者架构实现对瞬态吸收光谱仪操作界面的指令输入与响应和数据采集，并计算得到瞬态吸收光谱图，将结果实时显示在光谱仪主界面上；

所述建立生产者/消费者架构的过程为：

在生产者循环中纳入CCD检测器、延迟线、快门和斩波器的参数设置控件，建立一个Event结构，包含7个事件，对应关系如下：事件0.显示实时光谱；事件1.开始测量；事件2.设置检测器参数；事件3.设置延迟线参数；事件4.设置快门参数；事件5.设置斩波器参数；事件6.退出程序；

在消费者循环中，建立一个Case结构，分别对应生产者循环中的7个事件；

所述消费者循环的开始测量事件中构建两层For循环结构：

第一层For循环控制扫描次数；

第二层For循环结构控制延迟线上所有位置点的扫描、判断斩波器电平、记录有无泵浦光时的检测器获得的光谱数据，并计算瞬态吸收光谱图，将结果显示在瞬态吸收光谱仪主界面上；

第三步：完成数据采集记录后自动保存数据，并退出与CCD检测器、延迟线、快门与斩波器的连接状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于Labview的瞬态吸收光谱控制系统设计方法，其特征在于，所述数据连接包括：

建立与延迟线的通信连接，获得延迟线的连接状态、移动范围、移动步长、当前位置、扫描位置点设置、错误状态、错误源、错误代码信息，并将它们绑定在一个簇中；

建立与CCD检测器的通信连接，获得CCD检测器的连接状态、当前温度、积累次数、曝光时长、工作频率、读出模式、xy像素点数、触发方式、光谱数据获取方式、波长范围、光谱数据、错误状态、错误源、错误代码信息，并将它们绑定在一个簇中；

建立与快门的通信连接，获得快门的连接状态、当前开放或关闭状态、错误状态、错误源、错误代码信息，并将它们绑定在一个簇中；

建立与斩波器的通信连接，获得斩波器的连接状态、采样率、数据点、斩波频率、占空比、错误状态、错误源、错误代码信息，并将它们绑定在一个簇中。

3.根据权利要求1所述的一种基于Labview的瞬态吸收光谱控制系统设计方法，其特征在于，所述顺序结构的数据传递过程为：

第一步：将CCD检测器、延迟线、快门、斩波器的初始化数据通过簇传递给下一步；

第二步：将簇引入到消费者循环中的Case结构中，并在每项任务中将新的数据与状态绑定至簇中传递给下一步；

第三步：将每个组件的簇引入至各自的清除连接任务的方法中，关闭连接，清空内存。

4.根据权利要求1所述的一种基于Labview的瞬态吸收光谱控制系统设计方法，其特征在于，所述在消费者循环中，建立一个Case结构，分别对应生产者循环中的7个事件，其中：

事件0.显示实时光谱，该事件基于Labview顺序结构，包括打开快门、根据斩波器电平信号分别获得在有无泵浦光条件下的光谱数据、对获得的光谱数据进行计算得到瞬态吸收光谱图并显示在光谱仪主界面；

事件1.开始测量，包括对用户输入的延迟线扫描点设置进行确认，当延迟线满足扫描点设置时开始执行测量任务，当不满足时提示用户扫描点设置错误信息停止执行测量任务；执行测量任务后，进入第一层控制扫描次数For循环结构，再进入第二层For循环结构，对用户设置的所有扫描点进行瞬态吸收光谱的测量；

对延迟线上所有扫描点进行扫描，首先关闭快门，进行背景光谱的测量，再打开快门，将延迟线移动到第一个设置的扫描点处，分别记录有/无泵浦光时的检测器获得的光谱数据，扣除掉背景光谱后计算瞬态吸收光谱图，并显示在光谱仪主界面；剩余扫描点则直接利用首次测量的背景光谱，获得瞬态吸收光谱图并显示。