CN210376133U - 基于THz-TDS技术的太赫兹食品药品检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于THz‑TDS技术的太赫兹食品药品检测仪，包括CPLD模块、高压驱动模块、光电导天线、前置放大器、第一滤波器、相敏检波器、第二滤波器、程控放大器、A/D转换器、FIFO模块和光谱数据库；CPLD模块的控制输出端与高压驱动模块的输入端连接，高压驱动模的输出端与光电导天线的输入端连接，光电导天线的输出端与前置放大器的输入端连接，前置放大器的输出端与第一滤波器的输入端连接，第一滤波器的输出端与相敏检波器的输入端连接。本实用新型可以实现物质成分的自动识别，使一般人员也能使用太赫兹时域光谱仪进行物质成分分析。

Description

基于THz-TDS技术的太赫兹食品药品检测仪

技术领域

本实用新型涉及了太赫兹技术领域，更为具体地，涉及一种基于THz-TDS技术的太赫兹食品药品检测仪。

背景技术

太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术是20世纪80年代由AT&T.Bell实验室和IBM公司的T.J.Watson研究中心发展起来的一种高信噪比相干探测技术。THz-TDS测量系统通过记录参考和透过样品(或从样品反射)后的THz时域电场波形，通过对频域信号分析和处理即可获得被测样品的折射率、吸收系数、消光系数等相关参数，从而获得样品的物理和化学信息。THz-TDS测量系统近十几年来得到了高度重视和快速发展，并在食品药品安全、爆炸物检测、毒品药品成分分析等众多领域得到应用。

目前，国外、国内等相关厂家也已经推出了太赫兹时域光谱仪产品。这类产品在科研领域有着较为广泛的用途，但并未针对具体应用领域如食品药品检测进行优化，使得这类产品并不适合一般人员开展物质检测工作，未针对具体用途建立专门的物质光谱数据库，一般人员无法对测量结果进行分析，且成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于THz-TDS技术的太赫兹食品药品检测仪，实现了物质成分的自动识别，使一般人员也可以使用太赫兹时域光谱仪进行物质成分分析，测量结果更加准确，成本低。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于THz-TDS技术的太赫兹食品药品检测仪，包括：CPLD模块、高压驱动模块、光电导天线、前置放大器、第一滤波器、相敏检波器、第二滤波器、程控放大器、A/D转换器、FIFO模块和光谱数据库；所述CPLD模块的控制输出端与高压驱动模块的输入端连接，所述高压驱动模的输出端与光电导天线的输入端连接，所述光电导天线的输出端与前置放大器的输入端连接，所述前置放大器的输出端与第一滤波器的输入端连接，所述第一滤波器的输出端与相敏检波器的输入端连接，所述相敏检波器的输出端与第二滤波器的输入端连接，所述第二滤波器的输出端与程控放大器的输入端连接，所述程控放大器的输出端与A/D转换器的输入端连接，所述A/D转换器的输出端与FIFO模块的输入端连接，所述光谱数据库与FIFO模块连接。

进一步的，包括存储器模块，所述存储器的输入输出端与CPLD模块的输入输出端连接。

进一步的，所述存储器模块包括FLASH存储模块，所述FLASH存储模块的输入输出端与CPLD模块的输入输出端连接。

进一步的，包括USB模块，所述USB模块的输入输出端与CPLD模块的输入输出端连接。

进一步的，包括PC机，所述PC机与USB模块连接。

进一步的，包括数据总线模块，所述数据总线模块与FIFO模块的输入输出端连接。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过CPLD模块、高压驱动模块、光电导天线、前置放大器、第一滤波器、相敏检波器、第二滤波器、程控放大器、A/D转换器、FIFO模块等，针对食品药品检测建立专门的物质吸收光谱数据库，通过被检物质与数据库数据匹配，实现物质成分的自动识别，使一般人员也可以使用太赫兹时域光谱仪进行物质成分分析，测量结果更加准确，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在对实施例进行描述之前，需要对一些必要的术语进行解释。例如：

若本申请中出现使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元件，但是这些元件不应当由这些术语所限制。这些术语仅用来区分一个元件和另一个元件。因此，下文所讨论的“第一”元件也可以被称为“第二”元件而不偏离本实用新型的教导。应当理解的是，若提及一元件“连接”或者“联接”到另一元件时，其可以直接地连接或直接地联接到另一元件或者也可以存在中间元件。相反地，当提及一元件“直接地连接”或“直接地联接”到另一元件时，则不存在中间元件。

在本申请中出现的各种术语仅仅用于描述具体的实施方式的目的而无意作为对本实用新型的限定，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式意图也包括复数形式。

当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包括有”时，这些术语指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一个以上其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在和/或附加。

如图1所示，一种基于THz-TDS技术的太赫兹食品药品检测仪，包括：CPLD模块、高压驱动模块、光电导天线、前置放大器、第一滤波器、相敏检波器、第二滤波器、程控放大器、A/D转换器、FIFO模块和光谱数据库；所述CPLD模块的控制输出端与高压驱动模块的输入端连接，所述高压驱动模的输出端与光电导天线的输入端连接，所述光电导天线的输出端与前置放大器的输入端连接，所述前置放大器的输出端与第一滤波器的输入端连接，所述第一滤波器的输出端与相敏检波器的输入端连接，所述相敏检波器的输出端与第二滤波器的输入端连接，所述第二滤波器的输出端与程控放大器的输入端连接，所述程控放大器的输出端与A/D转换器的输入端连接，所述A/D转换器的输出端与FIFO模块的输入端连接，所述光谱数据库与FIFO模块连接。

进一步的，包括存储器模块，所述存储器的输入输出端与CPLD模块的输入输出端连接。

进一步的，所述存储器模块包括FLASH存储模块，所述FLASH存储模块的输入输出端与CPLD模块的输入输出端连接。

进一步的，包括USB模块，所述USB模块的输入输出端与CPLD模块的输入输出端连接。

进一步的，包括PC机，所述PC机与USB模块连接。

进一步的，包括数据总线模块，所述数据总线模块与FIFO模块的输入输出端连接。

实施例1

如图1所示，本领域技术人员可将本实用新型作为一种基于THz-TDS技术的太赫兹食品药品检测仪进行实施，包括CPLD模块、高压驱动模块、光电导天线、前置放大器、第一滤波器、相敏检波器、第二滤波器、程控放大器、A/D转换器、FIFO模块；CPLD模块的控制输出端与高压驱动模块的输入端连接，高压驱动模的输出端与光电导天线的输入端连接，光电导天线的输出端与前置放大器的输入端连接，前置放大器的输出端与第一滤波器的输入端连接，第一滤波器的输出端与相敏检波器的输入端连接，相敏检波器的输出端与第二滤波器的输入端连接，第二滤波器的输出端与程控放大器的输入端连接，程控放大器的输出端与A/D转换器的输入端连接，A/D转换器的输出端与FIFO模块的输入端连接。

在本实施例中，CPLD产生信号经过高压驱动模块加载到激发光电导天线上，泵浦光入射到激发天线上产生Thz脉冲，携带样品信息的THz脉冲入射到接收天线上产生微弱光电流，经过放大滤波后与CPLD产生的参考信号共同输入到相敏检波元件，最后经过低通滤波器将THz信号提取出来，再经过ADC转化为数字信号，数字信号先存放于FIFO，然后可通过总线储存与FLASH或者USB传输到上位机，利用上位机与数据库连接。

在本实施例中的其余技术特征，本领域技术人员均可以根据实际情况进行灵活选用以满足不同的具体实际需求。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的组成，结构或部件，均在本实用新型的权利要求书请求保护的技术方案限定技术保护范围之内。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”均是广义含义，本领域技术人员应作广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是活动连接，或整体地连接，或局部地连接，可以是机械连接，也可以是电性连接，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，还可以是两个元件内部的连通等，对于本领域的技术人员来说，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义，即，文字语言的表达与实际技术的实施可以灵活对应，本实用新型的说明书的文字语言(包括附图)的表达不构成对权利要求的任何单一的限制性解释。

本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。在以上描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的技术，例如具体的施工细节，作业条件和其他的技术条件等。

Claims (6)

1.一种基于THz-TDS技术的太赫兹食品药品检测仪，其特征在于，包括：CPLD模块、高压驱动模块、光电导天线、前置放大器、第一滤波器、相敏检波器、第二滤波器、程控放大器、A/D转换器、FIFO模块和光谱数据库；所述CPLD模块的控制输出端与高压驱动模块的输入端连接，所述高压驱动模的输出端与光电导天线的输入端连接，所述光电导天线的输出端与前置放大器的输入端连接，所述前置放大器的输出端与第一滤波器的输入端连接，所述第一滤波器的输出端与相敏检波器的输入端连接，所述相敏检波器的输出端与第二滤波器的输入端连接，所述第二滤波器的输出端与程控放大器的输入端连接，所述程控放大器的输出端与A/D转换器的输入端连接，所述A/D转换器的输出端与FIFO模块的输入端连接，所述光谱数据库与FIFO模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于THz-TDS技术的太赫兹食品药品检测仪，其特征在于，包括存储器模块，所述存储器的输入输出端与CPLD模块的输入输出端连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于THz-TDS技术的太赫兹食品药品检测仪，其特征在于，所述存储器模块包括FLASH存储模块，所述FLASH存储模块的输入输出端与CPLD模块的输入输出端连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于THz-TDS技术的太赫兹食品药品检测仪，其特征在于，包括USB模块，所述USB模块的输入输出端与CPLD模块的输入输出端连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于THz-TDS技术的太赫兹食品药品检测仪，其特征在于，包括PC机，所述PC机与USB模块连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于THz-TDS技术的太赫兹食品药品检测仪，其特征在于，包括数据总线模块，所述数据总线模块与FIFO模块的输入输出端连接。

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