專利名稱：基于avr單片機(jī)的核磁共振含油量檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及檢測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及智能檢測(cè)裝置，并且更具體地涉及一種基于AVR單片機(jī)的核磁共振含油量檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
改革開放以來(lái)，我國(guó)人民生活水平大幅度提高，對(duì)油料的需求也快速增長(zhǎng)。市場(chǎng)流通的日益加速，企業(yè)產(chǎn)品推陳出新，要求快速、準(zhǔn)確、高效地提供油料品質(zhì)的信息。傳統(tǒng)的檢測(cè)油料中含油量的技術(shù)為索式抽提技術(shù)，即采用索氏提取器。一般來(lái)講，如果待提純的化合物在溶劑中有有限的溶解度而雜質(zhì)不溶于這種溶劑，就可以使用索式提取器進(jìn)行提取。因?yàn)槿绻峒兊幕衔镌谌軇┲腥芙舛群芨?，則通過(guò)過(guò)濾就可以與不溶的雜質(zhì)分離。雖然相比于液體-固體萃取技術(shù)來(lái)說(shuō)，索式抽提實(shí)現(xiàn)了溶劑反復(fù)的利用，萃取效率較高，然而索式抽提卻有著幾個(gè)重大的缺陷。首先，現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求越來(lái)越高，索氏抽提技術(shù)檢測(cè)油料的含油量需要使用有機(jī)溶劑和超臨界流體，不僅過(guò)程復(fù)雜，而且耗時(shí)長(zhǎng)，往往需要十幾小時(shí)，有時(shí)為了達(dá)到更高的檢測(cè)精度，甚至需要數(shù)天的時(shí)間，嚴(yán)重制約生產(chǎn)效率。第二，重復(fù)性差，誤差偏大。用索氏抽提技術(shù)提取油料樣本之后，那些不溶的固體物質(zhì)留在提取器中，一般就廢棄掉了，不能重復(fù)檢測(cè)，造成樣品的浪費(fèi)，不滿足節(jié)約型經(jīng)濟(jì)的要求。同時(shí)，由于提取時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)檢測(cè)結(jié)果有著重要的影響，且由于油劑不可能被100%提取出來(lái)，使得索式抽提技術(shù)的誤差比較大，給生產(chǎn)質(zhì)量控制和產(chǎn)品開發(fā)帶來(lái)極大的困難。第三，索氏抽提技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)。隨著檢測(cè)技術(shù)的革新，無(wú)損傷活體測(cè)定技術(shù)逐漸受到專業(yè)人士的重視，這一技術(shù)對(duì)農(nóng)作物遺傳育種有著十分深遠(yuǎn)的意義，油料作物就是其中的重要分支。鑒于智能檢測(cè)技術(shù)高度復(fù)雜性，為了提高油料含油量的檢測(cè)效率和精度，采用目前傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)將無(wú)法達(dá)到理想的檢測(cè)效果。一種有效的基于AVR單片機(jī)的核磁共振含油量檢測(cè)裝置，因其準(zhǔn)確度高、操作簡(jiǎn)便、測(cè)量快速、對(duì)被測(cè)樣品無(wú)損傷而受到廣泛重視。核磁共振檢測(cè)技術(shù)利用樣品中所含液態(tài)的氫原子的核磁共振現(xiàn)象，即分析氫核共振(1H-NMR)的圖像，對(duì)油料的含油量進(jìn)行測(cè)定。相比于傳統(tǒng)的索式抽提，該技術(shù)操作簡(jiǎn)單、測(cè)定迅速(檢測(cè)工程只需要幾分鐘)、結(jié)果準(zhǔn)確。它對(duì)油料原樣進(jìn)行操作，不用化學(xué)試劑，不污染環(huán)境，不僅不改變樣品的品質(zhì)，還能做到無(wú)損測(cè)量，因而得到廣泛關(guān)注。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)過(guò)程復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)、重復(fù)性差，誤差偏大、不能實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)的特點(diǎn)和存在的局限性，采用基于AVR單片機(jī)的核磁共振含油量檢測(cè)裝置，從而達(dá)到測(cè)量準(zhǔn)確度高、操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)快速、對(duì)被測(cè)樣品無(wú)損傷的檢測(cè)效果。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種基于AVR單片機(jī)的核磁共振含油量檢測(cè)裝置，核磁共振含油量檢測(cè)裝置由樣品試管、磁場(chǎng)系統(tǒng)、振蕩電路、信號(hào)放大、掃場(chǎng)電路、AVRATmega單片機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、比較電路、打印機(jī)、鍵盤和IXD顯示器和電源組成，其特征在于，核磁共振含油量檢測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)智能化檢測(cè)系統(tǒng)，AVR ATmega單片機(jī)分別與信號(hào)放大、掃場(chǎng)電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、LCD顯示器、打印機(jī)、鍵盤和比較電路相連接，振蕩電路分別同信號(hào)放大和樣品試管相連接，磁場(chǎng)系統(tǒng)分別同掃場(chǎng)電路和比較電路相連接，整個(gè)系統(tǒng)用電源進(jìn)行供電；樣品試管，用于存放系統(tǒng)被測(cè)樣品；磁場(chǎng)系統(tǒng)，用于為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定、均勻的磁場(chǎng)；比較電路，用于為比較微弱的核磁共振信號(hào)系統(tǒng)提供雙電源供電信號(hào)；振蕩電路，用于獲取系統(tǒng)所測(cè)量的測(cè)量信號(hào)；掃場(chǎng)電路，用于為系統(tǒng)提供所需三角波掃場(chǎng)調(diào)制信號(hào)；信號(hào)放大，用于將系統(tǒng)信號(hào)進(jìn)行放大處理；AVR ATmega單片機(jī)，用于統(tǒng)一協(xié)調(diào)處理各器件之間的相互關(guān)系，彼此進(jìn)行信息交換，米用核磁共振檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行含油量檢測(cè)系統(tǒng)各種信號(hào)的處理；電源，用于把220V的交流電轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需用電；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的大批量的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的處理；鍵盤，用于進(jìn)行各種功能鍵和數(shù)字鍵的處理；顯示器IXD，用于進(jìn)行各種數(shù)字信號(hào)的顯示；打印機(jī)，用于進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的打印工作。技術(shù)方案是:裝置通過(guò)振蕩電路獲取被測(cè)樣品試管中的油料含油量信號(hào)，通過(guò)信號(hào)放大器將系統(tǒng)所測(cè)量的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行放大，利用系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量送到AVR ATmega單片機(jī)，采用核磁共振檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行信號(hào)采樣處理，利用鍵盤進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)過(guò)程中各種功能鍵和數(shù)字鍵的處理，通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)整個(gè)系統(tǒng)中大批量的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，將ATmega單片機(jī)處理的數(shù)據(jù)在顯示器IXD上進(jìn)行顯示，打印機(jī)上進(jìn)行打印，整個(gè)系統(tǒng)所需的磁場(chǎng)信號(hào)由磁場(chǎng)系統(tǒng)提供，供電信號(hào)由電源提供?；贏VR單片機(jī)的核磁共振含油量檢測(cè)裝置工作過(guò)程，具體過(guò)程如下:(I)啟動(dòng)界面；(2)系統(tǒng)初始化；(3)判斷復(fù)位方式；(4)設(shè)置工作方式；(5)系統(tǒng)狀態(tài)檢查；(6)判斷狀態(tài)是否正常；(7)不正常則啟動(dòng)界面；(8)正常則進(jìn)行鍵分析；(9)鍵程序調(diào)用；(10)采樣檢測(cè)；(11)信號(hào)重構(gòu)；(12)信號(hào)送顯；[0038](13)采樣結(jié)果送顯?；贏VR單片機(jī)的核磁共振含油量檢測(cè)裝置信號(hào)采樣過(guò)程，具體過(guò)程如下:(I)系統(tǒng)初始化；(2)判斷是否有中斷請(qǐng)求；(3)有中斷請(qǐng)求進(jìn)行信號(hào)采樣；(4)無(wú)中斷請(qǐng)求則重新進(jìn)行中斷判斷；(5)結(jié)束信號(hào)米樣；(6)數(shù)據(jù)處理?；贏VR單片機(jī)的核磁共振含油量檢測(cè)裝置數(shù)字濾波分析處理過(guò)程，具體過(guò)程如下:(I)信號(hào)采樣；(2)信號(hào)抽??；(3)信號(hào)插值；(4)利用完全重構(gòu)濾波組對(duì)采集共振信號(hào)重構(gòu)；(5)信號(hào)處理和顯示；(6)結(jié)束?；贏VR單片機(jī)的核磁共振含油量檢測(cè)裝置數(shù)字濾波分析處理過(guò)程，具體來(lái)說(shuō)就是通過(guò)檢測(cè)裝置對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣后，進(jìn)行信號(hào)的抽取、插值處理，利用完全重構(gòu)濾波組對(duì)采集共振信號(hào)重構(gòu)、將信號(hào)重構(gòu)結(jié)果進(jìn)行處理和顯示。本核磁共振含油量檢測(cè)裝置有益效果和優(yōu)點(diǎn):利用核磁共振含油量檢測(cè)裝置和所提供的智能檢測(cè)技術(shù)，本裝置與其它檢測(cè)系統(tǒng)相比，具備較高的檢測(cè)速度、處理精度和較高的抗干擾能力。通過(guò)結(jié)合以下附圖，閱讀本發(fā)明實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本實(shí)用新型的其他特征、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚。
圖1是本實(shí)用新型的基于AVR單片機(jī)的核磁共振含油量檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本實(shí)用新型的基于AVR單片機(jī)的核磁共振含油量檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。包括:核磁共振含油量檢測(cè)系統(tǒng)由樣品試管7、磁場(chǎng)系統(tǒng)8、振蕩電路3、信號(hào)放大
4、掃場(chǎng)電路1、AVR ATmega單片機(jī)5、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2、比較電路9、打印機(jī)10、鍵盤11和IXD顯示器6和電源12組成，其特征在于，核磁共振含油量檢測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)智能化檢測(cè)系統(tǒng)，AVRATmega單片機(jī)5分別與信號(hào)放大4、掃場(chǎng)電路1、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2、IXD顯示器6、打印機(jī)10、鍵盤11和比較電路9相連接，振蕩電路3分別同信號(hào)放大4和樣品試管7相連接，磁場(chǎng)系統(tǒng)8分別同掃場(chǎng)電路I和比較電路9相連接，整個(gè)系統(tǒng)用電源12進(jìn)行供電；樣品試管7，用于存放系統(tǒng)被測(cè)樣品；磁場(chǎng)系統(tǒng)8,用于為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定、均勻的磁場(chǎng)；[0062]比較電路9，用于為比較微弱的核磁共振信號(hào)系統(tǒng)提供雙電源供電信號(hào)；振蕩電路3，用于獲取系統(tǒng)所測(cè)量的測(cè)量信號(hào)；掃場(chǎng)電路1，用于為系統(tǒng)提供所需三角波掃場(chǎng)調(diào)制信號(hào)；信號(hào)放大4，用于將系統(tǒng)信號(hào)進(jìn)行放大處理；AVR ATmega單片機(jī)5，用于統(tǒng)一協(xié)調(diào)處理各器件之間的相互關(guān)系，彼此進(jìn)行信息交換，采用核磁共振檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行含油量檢測(cè)系統(tǒng)各種信號(hào)的處理；電源12，用于把220V的交流電轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需用電；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2，用于進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的大批量的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的處理；鍵盤11，用于進(jìn)行各種功能鍵和數(shù)字鍵的處理；IXD顯示器6，用于進(jìn)行各種數(shù)字信號(hào)的顯示；打印機(jī)10，用于進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的打印工作。裝置通過(guò)振蕩電路3獲取被測(cè)樣品試管7中的油料含油量信號(hào)，通過(guò)信號(hào)放大器4將系統(tǒng)所測(cè)量的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行放大，利用系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量送到AVRATmega單片機(jī)5，采用核磁共振檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行信號(hào)采樣處理，利用鍵盤11進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)過(guò)程中各種功能鍵和數(shù)字鍵的處理，通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2存儲(chǔ)整個(gè)系統(tǒng)中大批量的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，將ATmega單片機(jī)5處理的數(shù)據(jù)在IXD顯示器6上進(jìn)行顯示，打印機(jī)10上進(jìn)行打印，整個(gè)系統(tǒng)所需的磁場(chǎng)信號(hào)由磁場(chǎng)系統(tǒng)8提供，供電信號(hào)由電源12提供。。在圖1所示的結(jié)構(gòu)示意圖上，結(jié)合本裝置技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性的工作即可開發(fā)出相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)，進(jìn)行基于AVR單片機(jī)的核磁共振含油量檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型主要提供了一種基于AVR單片機(jī)的核磁共振含油量檢測(cè)裝置。運(yùn)用本裝置對(duì)主要油料作物大豆、芝麻、油菜籽以及低含油樣品分別進(jìn)行了取樣試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表I所示。試驗(yàn)證明，本裝置能實(shí)現(xiàn)對(duì)大豆、油菜籽、芝麻等含油作物的種子、餅和柏的含油率進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、非破壞性的測(cè)量。在測(cè)試低含油樣品時(shí)，系統(tǒng)誤差稍大，這是由于信號(hào)特別微弱導(dǎo)致系統(tǒng)分辨率下降造成的，通過(guò)適當(dāng)增加采樣疊加的次數(shù)等方法校準(zhǔn)后，測(cè)量誤差小于0.1%。
權(quán)利要求1.基于AVR單片機(jī)的核磁共振含油量檢測(cè)裝置，包括:核磁共振含油量檢測(cè)系統(tǒng)由樣品試管[7]、磁場(chǎng)系統(tǒng)[8]、振蕩電路[3]、信號(hào)放大[4]、掃場(chǎng)電路[I]、AVR ATmega單片機(jī)[5]、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器[2]、比較電路[9]、打印機(jī)[10]、鍵盤[11]和LCD顯示器[6]和電源[12]組成，其特征在于，核磁共振含油量檢測(cè)裝置是一個(gè)智能化檢測(cè)系統(tǒng)，AVR ATmega單片機(jī)[5]分別與信號(hào)放大[4]、掃場(chǎng)電路[I]、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器[2]、LCD顯示器[6]、打印機(jī)[10]、鍵盤[11]和比較電路[9]相連接； 樣品試管[7]，用于存放系統(tǒng)被測(cè)樣品； 磁場(chǎng)系統(tǒng)[8]，用于為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定、均勻的磁場(chǎng)； 比較電路[9]，用于為比較微弱的核磁共振信號(hào)系統(tǒng)提供雙電源供電信號(hào)； 振蕩電路[3]，用于獲取系統(tǒng)所測(cè)量的測(cè)量信號(hào)； 掃場(chǎng)電路[I]，用于為系統(tǒng)提供所需三角波掃場(chǎng)調(diào)制信號(hào)； 信號(hào)放大[4]，用于將系統(tǒng)信號(hào)進(jìn)行放大處理； AVR ATmega單片機(jī)[5],用于統(tǒng)一協(xié)調(diào)處理各器件之間的相互關(guān)系,彼此進(jìn)行信息交換， 采用核磁共振檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行含油量檢測(cè)系統(tǒng)各種信號(hào)的處理； 電源[12]，用于把220V的交流電轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需用電； 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器[2]，用于進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的大批量的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的處理； 鍵盤[11]，用于進(jìn)行各種功能鍵和數(shù)字鍵的處理； LCD顯示器[6]，用于進(jìn)行各種數(shù)字信號(hào)的顯示； 打印機(jī)[10]，用于進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的打印工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于AVR單片機(jī)的核磁共振含油量檢測(cè)裝置，其特征在于振蕩電路[3]分別同信號(hào)放大[4]和樣品試管[7]相連接，磁場(chǎng)系統(tǒng)[8]分別同掃場(chǎng)電路[I]和比較電路[9]相連接，整個(gè)系統(tǒng)用電源[12]進(jìn)行供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于AVR單片機(jī)的核磁共振含油量檢測(cè)裝置，其特征在于核磁共振含油量檢測(cè)裝置的微處理器為AVR單片機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于AVR單片機(jī)的核磁共振含油量檢測(cè)裝置,包括核磁共振含油量檢測(cè)系統(tǒng)由樣品試管[7]、磁場(chǎng)系統(tǒng)[8]、振蕩電路[3]、信號(hào)放大[4]、掃場(chǎng)電路[1]、AVR ATmega單片機(jī)[5]、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器[2]、比較電路[9]、打印機(jī)[10]、鍵盤[11]和LCD顯示器[6]和電源[12]組成，其特征在于，核磁共振含油量檢測(cè)裝置是一個(gè)智能化檢測(cè)系統(tǒng)，AVR ATmega單片機(jī)[5]分別與信號(hào)放大[4]、掃場(chǎng)電路[1]、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器[2]、LCD顯示器[6]、打印機(jī)[10]、鍵盤[11]和比較電路[9]相連接；本裝置具備較高的檢測(cè)速度、處理精度和抗干擾能力，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G01N24/08GK203011863SQ20122066647
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者潘煉, 王競(jìng)春, 武妍妮, 劉靜, 李珂, 劉仁銀, 孟輝, 楊彪, 李遙, 劉振, 向旭龍, 吳愛(ài)龍 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)