一種太赫茲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)探測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種太赫茲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太赫茲(THz)是頻率介于微波和紅外波段之間的電磁波，其頻率范圍在0.1?ΙΟΤΗζ范圍(波長(zhǎng)在30 μπι?3mm范圍)，具有頻率高、分辨率高、能量小、不會(huì)對(duì)物質(zhì)產(chǎn)生破壞作用等優(yōu)點(diǎn)，可用來分析物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)及內(nèi)部分子間相互作用。THz光譜的多種獨(dú)特性質(zhì)決定了它成為傅立葉變換紅外光譜、X射線技術(shù)及近紅外光譜技術(shù)的互補(bǔ)技術(shù)，甚至在某些方面取代這些技術(shù)，因此近年來被廣泛應(yīng)用于探測(cè)物質(zhì)在該波段的光學(xué)特性、材料組成和結(jié)構(gòu)變化的鑒定中。
[0003]太赫茲實(shí)驗(yàn)屬于光學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的要求較高。由于THz對(duì)水分等極性分子、有毒氣體大分子和空氣中固體顆粒物等存在較強(qiáng)的吸收、散射等相互作用，在開展太赫茲光譜測(cè)量實(shí)驗(yàn)時(shí)，環(huán)境中的水分等極性分子、有毒氣體大分子和空氣中固體顆粒物都會(huì)對(duì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，因此如何順利的開展太赫茲實(shí)驗(yàn)，有效降低太赫茲實(shí)驗(yàn)誤差是目前急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何保證太赫茲實(shí)驗(yàn)的順利開展，有效降低太赫茲實(shí)驗(yàn)誤差，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0005]為此目的，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案。
[0006]一方面，本發(fā)明提供一種太赫茲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括太赫茲探測(cè)裝置、罩在所述太赫茲探測(cè)裝置外側(cè)的密封罩以及用于對(duì)所述密封罩內(nèi)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境調(diào)節(jié)裝置；所述實(shí)驗(yàn)環(huán)境調(diào)節(jié)裝置包括:
[0007]至少一種環(huán)境傳感器，所述環(huán)境傳感器設(shè)置在所述密封罩內(nèi)，用于檢測(cè)密封罩內(nèi)環(huán)境因子對(duì)應(yīng)的環(huán)境數(shù)據(jù)；
[0008]數(shù)據(jù)采集單元，連接所述環(huán)境傳感器，用于采集所述環(huán)境傳感器檢測(cè)的環(huán)境數(shù)據(jù)；
[0009]環(huán)境調(diào)節(jié)單元，連接所述密封罩，用于對(duì)密封罩內(nèi)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)；
[0010]智能控制單元，分別連接所述數(shù)據(jù)采集單元和環(huán)境調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)環(huán)境采集單元采集的環(huán)境數(shù)據(jù)，判斷所述密封罩內(nèi)環(huán)境因子達(dá)標(biāo)情況，控制所述環(huán)境調(diào)節(jié)單元對(duì)所述密封罩內(nèi)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0011]可選地，所述環(huán)境傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器和固體顆粒物濃度傳感器，所述溫度傳感器、濕度傳感器和固體顆粒物濃度傳感器分別與數(shù)據(jù)采集單元相連。
[0012]具體地，所述密封罩的罩體上設(shè)置有空氣出口和空氣入口 ；
[0013]所述環(huán)境調(diào)節(jié)單元包括氣栗、多根空氣管路和至少一個(gè)空氣過濾模塊，所述氣栗、空氣過濾模塊兩端均設(shè)有空氣管路，所述氣栗的進(jìn)氣端與所述空氣出口連接，氣栗的出氣端與所述空氣過濾模塊的一端相連，空氣過濾模塊的另一端與所述空氣入口相連。
[0014]優(yōu)選地，所述空氣過濾模塊為三個(gè)，包括第一空氣過濾模塊、第二空氣過濾模塊和第三過濾模塊，所述氣栗的出氣端與所述第一空氣過濾模塊的輸入端相連，第一空氣過濾模塊的輸出端與第二空氣過濾模塊的輸入端相連，第二空氣過濾模塊的輸出端與第三空氣過濾模塊的輸入端相連，第三空氣過濾模塊的輸出端連接所述空氣入口。
[0015]優(yōu)選地，所述第二空氣過濾模塊的輸出端還連接所述空氣入口，所述第二空氣過濾模塊的輸出端與所述空氣入口之間設(shè)有第一電磁閥；所述第三空氣過濾模塊的輸出端與所述空氣入口之間設(shè)有第二電磁閥。
[0016]具體地，所述智能控制單元包括:
[0017]環(huán)境因子閥值設(shè)置模塊，用于設(shè)置環(huán)境因子的閥值；
[0018]判斷模塊，用于判斷所述密封罩內(nèi)太赫茲探測(cè)裝置中樣品測(cè)定區(qū)的環(huán)境因子達(dá)標(biāo)情況；
[0019]環(huán)境調(diào)節(jié)控制模塊，用于控制環(huán)境調(diào)節(jié)單元對(duì)所述密封罩內(nèi)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行調(diào)T ；
[0020]環(huán)境調(diào)節(jié)單元故障檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)環(huán)境調(diào)節(jié)單元的故障情況，并在環(huán)境調(diào)節(jié)單元出現(xiàn)故障時(shí)，控制報(bào)警。
[0021]另一方面，本發(fā)明還提供一種太赫茲實(shí)驗(yàn)方法，包括:在利用太赫茲探測(cè)裝置進(jìn)行太赫茲實(shí)驗(yàn)前，通過實(shí)驗(yàn)環(huán)境調(diào)節(jié)裝置對(duì)所述密封罩內(nèi)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)所述密封罩內(nèi)太赫茲探測(cè)裝置中樣品測(cè)定區(qū)的環(huán)境因子對(duì)應(yīng)的環(huán)境數(shù)據(jù)在預(yù)設(shè)環(huán)境因子閥值范圍內(nèi)時(shí)，進(jìn)行太赫茲實(shí)驗(yàn)。
[0022]具體地，所述通過實(shí)驗(yàn)環(huán)境調(diào)節(jié)裝置對(duì)所述密封罩內(nèi)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)的步驟包括:
[0023]通過固體顆粒物濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器分別檢測(cè)密封罩內(nèi)空氣中的固體顆粒物濃度、空氣溫度、空氣濕度，得到固體顆粒物濃度數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)；
[0024]數(shù)據(jù)采集單元采集所述固體顆粒物濃度數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)，并將所述采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至智能控制單元；
[0025]智能控制單元中的判斷模塊根據(jù)所述采集的固體顆粒物濃度數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)，計(jì)算密封罩內(nèi)太赫茲探測(cè)裝置中樣品測(cè)定區(qū)的固體顆粒物濃度數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)，并與預(yù)設(shè)的固體顆粒物濃度閥值、溫度閥值、濕度閥值進(jìn)行比較，當(dāng)密封罩內(nèi)太赫茲探測(cè)裝置中樣品測(cè)定區(qū)的固體顆粒物濃度數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)中有至少一種數(shù)據(jù)未在預(yù)設(shè)的環(huán)境因子閥值范圍內(nèi)時(shí)，控制環(huán)境調(diào)節(jié)單元中的氣栗運(yùn)行，結(jié)合空氣過濾模塊對(duì)所述密封罩內(nèi)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0026]優(yōu)選地，所述智能控制單元中的判斷模塊計(jì)算密封罩內(nèi)太赫茲探測(cè)裝置中樣品測(cè)定區(qū)的固體顆粒物濃度數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)是采用流體力學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算的，包括:
[0027]對(duì)所述密封罩內(nèi)的空間區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化，并設(shè)置邊界條件；
[0028]采用與所述環(huán)境因子對(duì)應(yīng)的流體力學(xué)模型，計(jì)算所述密封罩內(nèi)任一區(qū)域的參數(shù)分布；
[0029]根據(jù)所述計(jì)算出的參數(shù)分布以及傳感器所在位置采集的固體顆粒物濃度數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)，計(jì)算密封罩內(nèi)太赫茲探測(cè)裝置中樣品測(cè)定區(qū)的固體顆粒物濃度數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)。
[0030]優(yōu)選地，所述在通過實(shí)驗(yàn)環(huán)境調(diào)節(jié)裝置對(duì)所述密封罩內(nèi)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中，還包括:
[0031]檢測(cè)實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)裝置中環(huán)境調(diào)節(jié)單元的故障情況，當(dāng)所述環(huán)境調(diào)節(jié)單元出現(xiàn)故障時(shí)，控制報(bào)警。
[0032]本發(fā)明的有益效果為:
[0033]本發(fā)明提供的太赫茲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法，由于設(shè)置了實(shí)驗(yàn)環(huán)境調(diào)節(jié)裝置，在開展太赫茲實(shí)驗(yàn)前，先通過環(huán)境傳感器檢測(cè)密封罩內(nèi)的環(huán)境因子，得到相應(yīng)的環(huán)境數(shù)據(jù)，再由智能控制單元根據(jù)環(huán)境采集單元采集的環(huán)境數(shù)據(jù)，判斷密封罩內(nèi)環(huán)境因子達(dá)標(biāo)情況，控制環(huán)境調(diào)節(jié)單元對(duì)密封罩內(nèi)影響實(shí)驗(yàn)的環(huán)境因子進(jìn)行反復(fù)調(diào)節(jié)，有效改善了太赫茲實(shí)驗(yàn)環(huán)境，為后續(xù)太赫茲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效獲取提供了保障，使太赫茲實(shí)驗(yàn)誤差得到有效降低，提高了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度。
【附圖說明】
[0034]通過參考附圖會(huì)更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中:
[0035]圖1示出了本發(fā)明太赫茲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的原理圖；
[0036]圖2示出了圖1中實(shí)驗(yàn)環(huán)境調(diào)節(jié)裝置的原理圖；
[0037]圖3示出了圖2中環(huán)境調(diào)節(jié)單元的原理圖；
[0038]圖4示出了本發(fā)明太赫茲實(shí)驗(yàn)方法的流程圖；
[0039]圖中，1-密封罩，2-太赫茲探測(cè)裝置，
[0040]3-濕度傳感器，4-固體顆粒物濃度傳感器，
[0041]5-溫度傳感器，6-數(shù)據(jù)采集單元，
[0042]7-智能控制單元，8-環(huán)境調(diào)節(jié)單元，
[0043]9-第一空氣過濾單元， 10-第二空氣過濾單元，
[0044]11-第三空氣過濾單元，12-觸摸顯示屏，
[0045]13-空氣出口，14-空氣入口，
[0046]15-氣栗，16-第一電磁閥，
[0047]17-第二電磁閥，18-報(bào)警器。
【具體實(shí)施方式】
[0048]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0049]圖1為本發(fā)明太赫茲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的原理圖，如圖1所示，該系統(tǒng)包括太赫茲探測(cè)裝置
2、罩在太赫茲探測(cè)裝置2外側(cè)的密封罩1以及用于對(duì)密封罩1內(nèi)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境調(diào)節(jié)裝