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引用本文:   唐辉, 朱海奇, 周卓辉, 许孜, 孙铭, 李力, 张玉珍, 陈钱, 康路. 傅里叶变换微波光谱仪的信号采集与数据处理研究. 分析化学, 2018, 46(5): 723-728. doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.171253 [复制]

Citation:   TANG Hui, ZHU Hai-Qi, ZHOU Zhuo-Hui, XU Zi, SUN Ming, LI Li, ZHANG Yu-Zhen, CHEN Qian, KANG Lu. Investigation on Signal Acquisition and Data Processing of A Fourier Transform Microwave Spectrometer. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2018, 46(5): 723-728. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.171253 [复制]

傅里叶变换微波光谱仪的信号采集与数据处理研究

通讯作者:  孙铭, msun@njust.edu.cn; 陈钱, chenq@njust.edu.cn

收稿日期: 2017-09-12

接受日期: 2018-03-10

出版日期: 2018-05-01

基金项目: 本文系国家自然科学基金项目(Nos.U1531107, 61627802)、中央高校基本科研业务费专项资金(Nos.30915011316, 30916011103)、江苏省"高层次创新创业人才引进计划"项目、南京理工大学本科生科研训练‘百千万’计划项目(No.201610288030x)和江苏省光谱成像与智能感知重点实验室2018年开放基金资助

Investigation on Signal Acquisition and Data Processing of A Fourier Transform Microwave Spectrometer

Corresponding author:  SUN Ming, msun@njust.edu.cn; CHEN Qian, chenq@njust.edu.cn

Received Date:  2017-09-12

Accepted Date:  2018-03-10

Published Date:  2018-05-01

Fund Project:  This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (Nos.U1531107, 61627802)

傅里叶变换微波光谱仪能精确测量分子的转动跃迁谱线, 是量子化学和天文化学领域的重要实验工具。傅里叶变换微波光谱仪常利用混频器对高频微波分子信号进行下变频至低频后进行采样, 并进行多次累加平均以提高信噪比。为了寻求高效、灵敏和准确的分子转动光谱检测方案, 设计了零差式(Homodyne)和外差式(Heterodyne)两种不同的检测方案, 提出了时域数据累加平均和频域数据累加平均两种不同的数据处理方案。以稀释在载气氩气中0.5%的羰基硫(OCS)分子为标准样品, 对以上方案在差频200 MHz和0.4 MHz处分别进行了实验验证。研究结果表明, 外差式检测灵敏度高于零差式检测, 但设备成本更高; 频域数据累加平均较时域数据累加平均的信噪比好, 但数据处理量大, 数据处理耗时较长。

关键词:   微波光谱仪, 分子转动光谱, 傅里叶变换, 零差式检测, 外差式检测
Key words:   Microwave spectrometer, Rotational spectroscopy, Fourier transform, Homodyne detection, Heterodyne detection
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LI Li, SUN Ming, LI Xiao-Hua, ZHAO Zhen-Wen, MA Hui-Min, GAN Hai-Yong, LIN Zhen-Hui, SHI Sheng-Cai, Ziurys L M. Chinese J.Anal.Chem., 2014, 42(9): 1369-1378. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.140109

李力, 孙铭, 李晓花, 赵镇文, 马会民, 甘海勇, 林镇辉, 史生才, ZiurysL M. 分析化学, 2014, 42(9): 1369-1378. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.140109

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傅里叶变换微波光谱仪的信号采集与数据处理研究

唐辉, 朱海奇, 周卓辉, 许孜, 孙铭, 李力, 张玉珍, 陈钱, 康路

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