專利名稱：一種基于單色器快速掃描控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采集XAFS譜的方法，尤其涉及一種基于單色器快速掃描控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法。
背景技術(shù)：
自從第一臺(tái)同步輻射光源興建以來，同步輻射技術(shù)已經(jīng)成為科學(xué)研究上的一門重要的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。隨著同步輻射技術(shù)的發(fā)展，X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜(XAFS譜)系統(tǒng)也得到了快速發(fā)展。XAFS譜需要兩方面的信息，一是單色光的能量值，一般取-200-1000eV，二是這個(gè)能量值對(duì)應(yīng)的某種物質(zhì)的吸收系數(shù)。同步輻射光束線站采用單色器獲得單色X射線，該單色器通過轉(zhuǎn)動(dòng)兩塊晶體，改變布拉格角度，將入射的白光，變?yōu)槌錾鋾r(shí)的單色光。一定能量的單色光對(duì)應(yīng)于單色器的一個(gè)角度位置，當(dāng)單色器轉(zhuǎn)動(dòng)到某一角度，就稱其轉(zhuǎn)動(dòng)到某一能量點(diǎn)。當(dāng)單色器轉(zhuǎn)動(dòng)到一能量點(diǎn)時(shí)，通過ADC同步采樣當(dāng)前的前電離室和后電離室的數(shù)據(jù)，取數(shù)毫秒內(nèi)的平均值，該平均值即為該能量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的吸收系數(shù)，獲取XAFS譜的整個(gè)過程在幾秒到十幾秒完成。目前，XAFS譜已經(jīng)成為了研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要實(shí)驗(yàn)方法，發(fā)展新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)、利用新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究新型材料已經(jīng)成為XAFS系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。于是一種新型單色器快速掃描控制系統(tǒng)就孕育而生了，以下簡(jiǎn)稱為QXAFS系統(tǒng)。QXAFS系統(tǒng)作為X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜(XAFS)光束線站發(fā)展新系統(tǒng)的首選目標(biāo)，是因?yàn)镼XAFS系統(tǒng)可與普通XAFS系統(tǒng)兼容硬件設(shè)備，不需要另外增加附屬的光學(xué)元件或?qū)嶒?yàn)器件，即QXAFS系統(tǒng)與普通XAFS系統(tǒng)使用相同的硬件設(shè)備。如圖3所示，該系統(tǒng)由光束線站I和實(shí)驗(yàn)站2組成，光束線站I包括單色器306、電機(jī)307、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器308、電機(jī)控制器309、電機(jī)控制器主機(jī)310和編碼器311。實(shí)驗(yàn)站2包括前電離室301、后電離室302、高壓電源(圖中未示)、電流放大器303、ADC (模數(shù)轉(zhuǎn)換器)304和計(jì)算機(jī)305。與QXAFS系統(tǒng)不同的是，普通XAFS系統(tǒng)只能采用能量逐點(diǎn)掃描的方法采樣數(shù)據(jù)，如圖I所示，包括以下步驟步驟S101，系統(tǒng)初始化；步驟S102，單色器轉(zhuǎn)動(dòng)到初始能量點(diǎn)；步驟S103，ADC初始化；步驟S104，ADC開始采樣；步驟S105，ADC停止采樣；步驟S106，計(jì)算采樣平均值，該平均值即為該能量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的吸收系數(shù)；步驟S107，判斷單色器是否轉(zhuǎn)動(dòng)到終止能點(diǎn)，如果轉(zhuǎn)動(dòng)到終止能量點(diǎn)，則執(zhí)行步驟S109，否則執(zhí)行步驟S108 ;步驟S108，單色器轉(zhuǎn)動(dòng)到下一個(gè)能量點(diǎn)，并返回步驟S104 ;步驟S109，單色器停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)ADC采樣結(jié)束。按照上述能量逐點(diǎn)掃描的方法，由于每個(gè)能量點(diǎn)的采樣時(shí)間需數(shù)秒，一個(gè)XAFS譜采樣需300-500個(gè)能量點(diǎn)，則測(cè)量一個(gè)XAFS譜需要20_60min，由于測(cè)量時(shí)間過長(zhǎng)，大大制約了其在實(shí)驗(yàn)中的廣泛使用。因此，目前需要開發(fā)一種基于QXAFS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采樣方法，以滿足實(shí)驗(yàn)要求
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于單色器快速掃描控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，在單色器持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)ADC持續(xù)采樣，可以快速獲取XAFS譜的能量值和對(duì)應(yīng)的吸收系數(shù)，能大幅度節(jié)省采樣時(shí)間，提高測(cè)量效率，更為重要的是可以開展時(shí)間分辨的XAFS實(shí)驗(yàn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案一種基于單色器 快速掃描控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，用于快速獲取樣品的XAFS譜，所述XAFS譜由橫坐標(biāo)為能量值、縱坐標(biāo)為吸收系數(shù)的多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)成，所述系統(tǒng)包括ADC、計(jì)算機(jī)和單色器，其特征在于，所述方法包括以下步驟步驟I，初始化所述系統(tǒng)，包括設(shè)定單色器的轉(zhuǎn)速w ;步驟2，所述計(jì)算機(jī)控制單色器轉(zhuǎn)動(dòng)到初始能量點(diǎn)，并啟動(dòng)ADC ；步驟3，所述計(jì)算機(jī)控制單色器以所述轉(zhuǎn)速w持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，并控制ADC以恒定速度持續(xù)采樣，所述計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)的每份數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間長(zhǎng)度t同步分割所述ADC采樣的數(shù)據(jù)，求取每份數(shù)據(jù)的平均值，將第i個(gè)平均值作為所述XAFS譜的第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的吸收系數(shù)，并根據(jù)式(I)計(jì)算所述第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的能量值，第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的能量值=初始能量值土單位角度能量值X單色器轉(zhuǎn)過的角度 α (I)其中，初始能量值為單色器的初始能量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的能量值，單位角度能量值為單色器轉(zhuǎn)過每單位角度所對(duì)應(yīng)的能量值，單色器轉(zhuǎn)過的角度a = w*t*i ；步驟4，所述單色器轉(zhuǎn)動(dòng)到終止能量點(diǎn)后，所述計(jì)算機(jī)控制單色器停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)控制ADC停止采樣。前述一種基于單色器快速掃描控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，其中，所述每份數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間長(zhǎng)度t為2-50ms。前述一種基于單色器快速掃描控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，其中，所述步驟3還包括在所述計(jì)算機(jī)上同步顯示所述XAFS譜。前述一種基于單色器快速掃描控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，其中，所述步驟I包括設(shè)定所述ADC的數(shù)據(jù)采樣速度、工作方式以及清空所述ADC的緩存器。由此可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的基于QXAFS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采樣方法的最大不同點(diǎn)在于單色器的運(yùn)行方式和ADC的采樣方式。普通XAFS系統(tǒng)采用能量逐點(diǎn)掃描的方式采樣數(shù)據(jù)，即單色器轉(zhuǎn)動(dòng)到一個(gè)能量點(diǎn)，等待ADC采樣，采樣結(jié)束后求取XAFS譜在該能量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，再轉(zhuǎn)動(dòng)到下一個(gè)能量點(diǎn)，重復(fù)執(zhí)行上述過程，直到轉(zhuǎn)動(dòng)到終止能量點(diǎn)。而本發(fā)明則采用能量持續(xù)掃描的方式采樣數(shù)據(jù)，即單色器持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，ADC持續(xù)采樣，對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行同步處理以獲得XAFS譜，并將XAFS譜同步輸出，直到單色器轉(zhuǎn)動(dòng)到終止能量點(diǎn)。顯然，本發(fā)明的基于QXAFS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采樣方法提供了一種快速采集XAFS譜的簡(jiǎn)單途徑，能大幅度節(jié)省采樣時(shí)間，提高測(cè)量效率，可在數(shù)秒或數(shù)十秒的尺度內(nèi)研究一些緩慢變化的物理或化學(xué)過程，可以應(yīng)用于諸如催化研究、化學(xué)過程研究、結(jié)構(gòu)變化研究等很多方面。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)的基于普通XAFS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采樣方法的流程圖；圖2是本發(fā)明的基于單色器快速掃描控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法的流程圖3是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的單色器快速掃描控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖；圖4A是根據(jù)本發(fā)明采樣的QXAFS譜與普通XAFS譜、標(biāo)準(zhǔn)XAFS譜的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)比圖；圖4B是根據(jù)本發(fā)明采樣的QXAFS譜與普通XAFS譜、標(biāo)準(zhǔn)XAFS譜的擴(kuò)展邊部分的對(duì)比圖；圖4C是根據(jù)本發(fā)明采樣的QXAFS譜與普通XAFS譜、標(biāo)準(zhǔn)XAFS譜的k空間譜對(duì)比圖；圖4D是根據(jù)本發(fā)明采樣的QXAFS譜與普通XAFS譜、標(biāo)準(zhǔn)XAFS譜的R空間譜對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。參閱附圖3，單色器快速掃描控制系統(tǒng)由光束線站I和實(shí)驗(yàn)站2組成,光束線站I包括單色器306、電機(jī)307、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器308、電機(jī)控制器309、電機(jī)控制器主機(jī)310和編碼器311。實(shí)驗(yàn)站2包括前電離室301、后電離室302、高壓電源(圖中未示)、電流放大器303、ADC304 和計(jì)算機(jī) 305。XAFS譜由縱坐標(biāo)為吸收系數(shù)、橫坐標(biāo)為能量值的多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)成。本發(fā)明提供一種基于單色器快速掃描控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，用于快速獲取該XAFS譜，如圖2所示，本方法包括以下步驟步驟S201，初始化所述系統(tǒng)，包括設(shè)定單色器306的轉(zhuǎn)速W，設(shè)定ADC304的數(shù)據(jù)采樣速度、工作方式以及清空ADC304的緩存器；步驟S202，計(jì)算機(jī)305控制單色器306轉(zhuǎn)動(dòng)到初始能量點(diǎn)，并啟動(dòng)ADC304 ；步驟S203，計(jì)算機(jī)305控制單色器306以恒定轉(zhuǎn)速w持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)、ADC304以恒定速度持續(xù)采樣，根據(jù)ADC304采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步計(jì)算，獲得XAFS譜，并將該XAFS譜同步輸出，具體過程如下ADC304將采樣過來的數(shù)據(jù)放在ADC的緩存器里，計(jì)算機(jī)305每隔預(yù)設(shè)的每份數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間t將數(shù)據(jù)取走，并且取平均；即根據(jù)預(yù)設(shè)的每份數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間長(zhǎng)度t分割A(yù)DC304采樣的數(shù)據(jù)，并求取每份采樣數(shù)據(jù)的平均值。每個(gè)平均值對(duì)應(yīng)XAFS譜的一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，將第i個(gè)平均值作為XAFS譜的第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的吸收系數(shù)。單色器306轉(zhuǎn)動(dòng)到第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間設(shè)為Ti，由于本發(fā)明的單色器306以固定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速w恒定，則單色器306轉(zhuǎn)到第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)所轉(zhuǎn)過的角度a =w*Ti。又因?yàn)锳DC304的采樣與單色器306的轉(zhuǎn)動(dòng)始終保持同步，所以Ti也是ADC304采樣第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間，根據(jù)每份數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間長(zhǎng)度為t,可以得到Ti = t*i,則a = w*Ti = w*t*i。由于單色器306的初始能量值和單位角度能量值是已知的，初始能量值為單色器的初始能量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的能量值，單位角度能量值為單色器轉(zhuǎn)過每單位角度所對(duì)應(yīng)的能量值。則可以得到XAFS譜的第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的能量值=初始能量值土轉(zhuǎn)過的能量值，其中，轉(zhuǎn)過的能量值=單位角度能量值X單色器轉(zhuǎn)過的角度α，且由前面可知，a = 所以XAFS譜的第i 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的能量值=初始能量值土單位角度能量Xw*t*i。這樣,XAFS譜的第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的吸收系數(shù)和能量值都得到了，橫軸和縱軸便一一對(duì)應(yīng)起來。
步驟S204，單色器306轉(zhuǎn)動(dòng)到終止能量點(diǎn)后，計(jì)算機(jī)305控制單色器306停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并控制ADC304停止采樣。下面結(jié)合圖2和圖3介紹QXAFS系統(tǒng)采樣數(shù)據(jù)的具體過程首先，打開光源，讓光通過光束線站I上的單色器306，到達(dá)實(shí)驗(yàn)站2上的前電離室301、樣品處和后電尚室302。然后，啟動(dòng)QXAFS系統(tǒng)的采樣程序，計(jì)算機(jī)305發(fā)送命令使單色器306轉(zhuǎn)動(dòng)，命令通過局域網(wǎng)傳到電機(jī)控制器主機(jī)310，電機(jī)控制器主機(jī)310將命令傳給電機(jī)控制器309，電機(jī)控制器309發(fā)命令給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器308，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器308發(fā)命令給單色器306的電機(jī)307，電機(jī)307轉(zhuǎn)動(dòng)。計(jì)算機(jī)305發(fā)命令給單色器306的同時(shí)，發(fā)命令給ADC304，ADC304接到命令后，采樣來自前電離室301和后電離室302的信號(hào)，該信號(hào)從電離室出來，經(jīng)過了電流放大器303放大后變成了電壓信號(hào)，進(jìn)入了 ADC304。ADC304持續(xù)采樣的同時(shí)單色器306持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，單色器306轉(zhuǎn)動(dòng)過的能量點(diǎn)和ADC304采樣的數(shù)據(jù)始終保持同步。計(jì)算機(jī)305對(duì)ADC304采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步計(jì)算處理，得到XAFS譜，并將該XAFS譜同步輸出。當(dāng)單色器306轉(zhuǎn)動(dòng)到終止能量點(diǎn)時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)ADC304也停止采樣。本發(fā)明中，前電離室301和后電離室302,米用Oxford Danfysik公司的ICSpec型氣體電離室，腔內(nèi)氣體可以在O. 5-2bar的氣壓范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，工作電壓為3000V。前電離室301和后電離室302引出的弱電流分別被兩個(gè)電流放大器303轉(zhuǎn)換成0-10V的電壓信號(hào)，通過同軸電纜線輸出到ADC304。電流放大器303采用Femital公司生產(chǎn)的DLPCA-200型號(hào)，可通過RS232接口遠(yuǎn)程控制，工作方式可分為高速模式和低噪音模式兩種，增益從I X 103到1X1011可調(diào)，帶寬最高為500kHz。ADC304采用GSC公司生產(chǎn)的PMC66_16aiss8ao4型16位ADC，通過一塊PMC-PCI的轉(zhuǎn)接板插入到計(jì)算機(jī)305的PCI插槽上。PMC66_16aiss8ao4型ADC304可以2M的速率進(jìn)行8通道同時(shí)采樣，輸入電壓可以有土 10V、±5V、±2. 5V三種選擇，ADC304自帶一個(gè)256k的FIFO緩存器，可以暫存由ADC304采樣通道轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，可以通過DMA (直接存儲(chǔ)器訪問)方式進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明中，單色器306由電機(jī)307驅(qū)動(dòng)，電機(jī)307由電機(jī)驅(qū)動(dòng)器308驅(qū)動(dòng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器308則由安插在電機(jī)控制器主機(jī)310上的電機(jī)控制器309進(jìn)行控制，電機(jī)控制器主機(jī)310通過網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)305進(jìn)行通訊。計(jì)算機(jī)305包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)讀取模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用來保存當(dāng)前的狀態(tài)參數(shù)和相應(yīng)的處理結(jié)果，如時(shí)間、電機(jī)轉(zhuǎn)速和ADC304采樣的數(shù)據(jù)等；通信模塊用來與外圍設(shè)備進(jìn)行通信，例如與電機(jī)控制器主機(jī)310通信；數(shù)據(jù)讀取模塊用來讀取ADC304采樣的數(shù)字信號(hào)；數(shù)據(jù)處理模塊用來將ADC采樣的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，例如將ADC采樣的數(shù)據(jù)分割成若干份并求取每一份的平均值。下面詳細(xì)描述基于本發(fā)明的方法和基于現(xiàn)有技術(shù)的方法所進(jìn)行的一系列對(duì)比測(cè)試，測(cè)試過程如下
基于本發(fā)明的QXAFS系統(tǒng)采樣Cu的K邊的數(shù)據(jù)信息，記為QXAFS譜。采樣條件為儲(chǔ)存環(huán)電子能量為3. 5GeV，流強(qiáng)為10mA，在前電離室301的入口處光子通量約為lX1010photons/s,電流放大器303的放大倍數(shù)為107V/A，樣品為10 μ m厚的Cu箔，ADC304的采樣頻率為500kHz，電流放大器303采用全寬帶模式(英文簡(jiǎn)稱FBW)，單色器的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度為1440arcsec/s,采樣時(shí)間為5s,設(shè)定每份數(shù)據(jù)的時(shí)間長(zhǎng)度為2. 5ms,共記錄2000個(gè)
數(shù)據(jù)點(diǎn)。，基于現(xiàn)有技術(shù)的XAFS系統(tǒng)采樣Cu的K邊的數(shù)據(jù)信息，記為普通XAFS譜。采樣條件為儲(chǔ)存環(huán)電子能量為3. 5GeV，流強(qiáng)為10mA，在前電離室301的入口處光子通量約為lX1010photons/s,電流放大器303的放大倍數(shù)為107V/A，樣品為6 μ m厚的Cu箔，ADC304采樣頻率為500kHz，電流放大器303采用IOHz高頻濾波模式，在近邊區(qū)域每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)的能量間隔為O. 25eV，共記錄821個(gè)點(diǎn)，采樣時(shí)間為40分鐘。圖4A是基于本發(fā)明的QXAFS譜、現(xiàn)有技術(shù)的普通XAFS譜與標(biāo)準(zhǔn)XAFS譜的標(biāo)準(zhǔn)化 對(duì)比圖。圖4B是上述三者的擴(kuò)展邊部分的對(duì)比圖，由對(duì)比可以看出，基于本發(fā)明的QXAFS譜與基于現(xiàn)有技術(shù)的普通XAFS譜相比，其形狀基本一致，在分辨率、信噪比方面的差別很小。圖4C是上述三者的k空間譜的對(duì)比圖，圖4D是上述三者的R空間譜的對(duì)比圖，由對(duì)比可以看出，經(jīng)過傅立葉變換之后，其形狀基本相同，這證明基于本發(fā)明的QXAFS譜是準(zhǔn)確的，且有較好的分辨率和信噪比，而且采樣時(shí)間大大縮短。因此在信噪比允許的情況下使用本發(fā)明的基于QXAFS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采樣方法，可以大幅度節(jié)省采樣時(shí)間，提高測(cè)量效率。以上所述的，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的上述實(shí)施例還可以做出各種變化。即凡是依據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)的權(quán)利要求書及說明書內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單、等效變化與修飾，皆落入本發(fā)明專利的權(quán)利要求保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于單色器快速掃描控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，用于快速獲取樣品的XAFS譜，所述XAFS譜由橫坐標(biāo)為能量值、縱坐標(biāo)為吸收系數(shù)的多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)成，所述系統(tǒng)包括ADC、計(jì)算機(jī)和單色器，其特征在于，所述方法包括以下步驟 步驟I，初始化所述系統(tǒng)，包括設(shè)定單色器的轉(zhuǎn)速w ; 步驟2,所述計(jì)算機(jī)控制單色器轉(zhuǎn)動(dòng)到初始能量點(diǎn)，并啟動(dòng)ADC ； 步驟3，所述計(jì)算機(jī)控制單色器以所述轉(zhuǎn)速w持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，并控制ADC以恒定速度持續(xù)采樣，所述計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)的每份數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間長(zhǎng)度t同步分割所述ADC采樣的數(shù)據(jù)，求取每份數(shù)據(jù)的平均值，將第i個(gè)平均值作為所述XAFS譜的第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的吸收系數(shù)，并根據(jù)式(I)計(jì)算所述第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的能量值， 第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的能量值=初始能量值土單位角度能量值X單色器轉(zhuǎn)過的角度α (I) 其中，初始能量值為單色器的初始能量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的能量值，單位角度能量值為單色器轉(zhuǎn)過每單位角度所對(duì)應(yīng)的能量值，單色器轉(zhuǎn)過的角度a = w*t*i ; 步驟4，所述單色器轉(zhuǎn)動(dòng)到終止能量點(diǎn)后，所述計(jì)算機(jī)控制單色器停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)控制ADC停止采樣。
2.如權(quán)利要求I所述的基于單色器快速掃描控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述每份數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間長(zhǎng)度t為2-50ms。
3.如權(quán)利要求I所述的基于單色器快速掃描控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述步驟3還包括在所述計(jì)算機(jī)上同步顯示所述XAFS譜。
4.如權(quán)利要求I所述的基于單色器快速掃描控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述步驟I包括設(shè)定所述ADC的數(shù)據(jù)采樣速度、工作方式以及清空所述ADC的緩存器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于單色器快速掃描控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法，用于快速獲取XAFS譜，包括以下步驟步驟1，初始化所述系統(tǒng)，包括設(shè)定單色器的轉(zhuǎn)速w；步驟2，單色器轉(zhuǎn)動(dòng)到初始能量點(diǎn)，并啟動(dòng)ADC；步驟3，單色器以恒定轉(zhuǎn)速w持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，ADC以恒定速度持續(xù)采樣，對(duì)ADC采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步處理，得到XAFS譜，并將該XAFS譜同步輸出；步驟4，所述單色器轉(zhuǎn)動(dòng)到終止能量點(diǎn)后，單色器停止轉(zhuǎn)動(dòng)，ADC停止采樣。本發(fā)明通過采用單色器持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)、ADC持續(xù)采樣的方式來快速獲取XAFS譜，不僅能大幅度節(jié)省采樣時(shí)間，提高測(cè)量效率，更為重要的是可以開展時(shí)間分辨的XAFS實(shí)驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01N23/00GK102621165SQ201210098360
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月5日
發(fā)明者姜政, 張碩, 李麗娜, 李炯, 王建強(qiáng), 鄒楊, 顧頌琦, 高倩, 魏向軍, 黃宇營(yíng) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所