紫外分光光度计是一种常用的理化实验室分析仪器,原理是基于物质溶液组分对不同波长的光具有选择性吸收的特性,测定其光谱组成与强度等来分析物质的化学成分或物质结构。分光光度计广泛应用于食品、医药、教育科研、质量控制等部门。在研究传统分光光度计的优缺点的基础上,课题组研制了一种全光谱一次检测新型紫外分光光度计,并考虑到仪器的稳定性、便携性与成本控制的要求,本文提出并设计了一种基于USB接口和CCD图像传感器的的新型紫外分光光度计的数据采集及处理系统。系统具有尺寸小、重量轻、功耗小、噪声低、动态范围大、光谱响应范围宽、可实时扫描采集与传输的特点。研究的特色和主要内容为:1、研究了国内外光谱仪产品的现状,分析了其优缺点,设计了紫外分光光度计数据采集及信号处理系统。2、研制了基于USB总线接口的专用于光谱分析的数据采集卡。包括光源电源设计、CCD图象采集单元、信号调理单元、A/D转换功能模块、通信传输通道、高速时序发生器等。采用2048线阵CCD,满足了现有产品190-780nm波长要求;采用复杂可编程逻辑器件作为时钟同步接口,为图像采样模块产生时序使其对光谱采样,产生输出信号,经过信号调理电路处理,送入模数快速转换模块;在可编程逻器件的时序驱动下将数据异步写入FIFO(先进先出)缓存,再经通信模块通过串行总线(USB)与上位机通信;建立了必要的硬件机制进行数据校验,以避免数据的丢失与错误;采集卡提供了4路数字集电极输出,通过对挡板的在线实时控制,可以对光源进行遮挡以测定暗电流。3、完成了数据采集卡的驱动接口设计。包括通信芯片底层固件、动态链接库、复杂可编程逻辑器件固件;为第三方客户的开发提供了完善的软件接口,便于应用程序的的升级维护;建立了必要的软件机制进行数据校验,以避免数据的丢失与错误;通过标准的驱动测试环境对驱动进行了测试评价。4、基于自主开发的软硬件接口,搭建了系统软件框架。5、开发了测试程序,结合MATLAB工具对采集卡性能指标进行了测试评价;以汞灯标准光源和窄带滤波片,完成了测试实验,实现了数据的输出保存。6、初步探讨了光谱信号的去噪方法,使用平均法,给出了在不同积分时间设置下的实验结果;使用小波变换工具,给出了多层小波分解实验结果。