荧光分光光度计的控制改进及其软件设计

我校固体物理实验室于1979年从西德引进一台OPTO荧光分光光度计,对教学、科研都起到了一定的作用,但从1990年就时常发生故障。1993年搬迁到闵行校区固体物理实验室后,闲置了多年,去年检查发现除了光路较完好外,电路已经不能正常工作,数据处理手段也比较落后。为了充分利用这台设备,决定投资进行改造。由于仪器的电路部分已出现了许多问题,又缺少相应的另部件,考虑到手头没有电路线路图,要想沿原路修复已是不太可能,因此决定利用其主要部分包括光源、光路、单色仪、探测器等,至于仪器的单色仪波长驱动器是用步进电机带动的,原驱动电路已坏,于是便绕开有毛病的部分电路,而步进电机的运转由电脑控制却非常方便,同时从探测器中输出信号经放大后也经A/D转换卡传送给电脑,整个操作仍可直接利用计算机联机进行。又仪器电源、电压输出正常,我们决定继续利用原仪器提供的电源。

1　控制改良与控制驱动

基本部件:PC-6311D模入模出接口卡。PC-6311D模入、模出接口卡(该卡的技术说明,参见用户说明),为中泰计算机技术研究所研制的用于工业控制系统和实验室数据采集系统的多功能通用接口卡。改装后该系统的控制和数据的接收,全部建立在PC-6311D模入、模出接口卡之上。该卡的I/O基地址设为100H;系统数据输入,使用模入单端32路的0号通道;系统数字信号的输出,使用数出DO0、DO1、DO2、DO3;系统数字信号的输入,使用数入DI0、DI1。

1.1　对波长驱动器驱动部分的改进

系统的波长驱动器,原是由工作在模拟状态二相四拍的模式下,由步进电机驱动的。由于原驱动器电路已坏,现在采用常州宝马集团的SH-2H057步进电机驱动器,共有12个端口,我们用了九个,分别是电源正负极;A、B以及A、B的反相;CP步进脉冲;DIR方向电平和OPTO公共阳端。波长驱动器的驱动程序是Public Function alkXsteps(By-Val whichMono As Integer, ByVal direc-tion As Integer, ByVal Xsteps As Integer),子程序用A/D卡动态链接库PC6310-6325-95.dl1中的DO6311Group(ByVal nAdd AsLong, ByVal nByte As Byte)As Long。输出高低电平。参数whichMono可以取0、1,0代表发射单色仪,1代表激发单色仪;参数di-rection可以取0、1,0表示顺时针方向,1表示逆时针方向;X#steps是给步进电机驱动器的脉冲数。(具体算法参见程序说明)。

1.2　探测器输出信号的放大电路

OPTON荧光分光光度计的探测器,已经内置一个放大电路,但因光信号相当微弱,输出的电信号强度只有几毫伏到几十毫伏,需再放大到几百毫伏到几千毫伏,才能与A/D卡相匹配。所以我们另外增加了一级放大电路。可使放大倍数提高几十倍。

2　人机交互及软件编程

2.1　人机交互