第37卷第5期激光与红外Vol.37,No.52007年5月LASER&INFRAREDMay,2007文章编号:100125078(2007)0520445204无刷直流电机在近红外光谱仪中的应用洪喜1,2,续志军1,朴仁官1(1.中科院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;2.中国科学院北京研究生院,北京100039)摘要:介绍了无刷直流电机的工作原理及其在自制近红外光谱仪中的应用。实验结果表明应用无刷直流电机的近红外光谱仪重复性好、稳定度高。无刷直流电机调速性能好,调制频率更为稳定可靠。并且在使用时无发热现象,不必采用散热片,减少了仪器的体积和质量。关键词:近红外光谱仪;无刷直流电机;频率;温度;调制中图分类号:TH744.1文献标识码:BApplicationofBrushlessDCMotorintheNIRSpectrometerHONGXi1,2,XUZhi2jun1,PIAORen2guan1(1.ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,Changchun130033,China;2.PostgraduateInstituteofChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China)Abstract:TheworkingprinciplesofbrushlessDCmotorandthemethodofapplicationweregiven.Theexperimentaldatashowthatthehighprecisionandgoodrepeatabilitycanbeachieved.BrushlessDCmotordoesbetterinmechan2ics,resultinginbetterfrequencymodulation.Atthesametime,thesizeandtheweightoftheinstrumentreducedwithouttheheatingphenomenonofthemotor.Keywords:NIRspectrometer;brushlessDCmotor;frequency;temperature;modulate1引言样信号不稳定。基于上述原因,提出应用无刷直流滤光片型近红外光谱仪需要采用斩光器来调制电机以克服温度问题带来的不利影响并利用无刷直光频率。工作时,由电机控制斩光器将连续光源发流电机良好的调速性能来获得稳定可靠的调制出的光信号调制成固定频率的交变信号,以便于放频率。大和抑制噪声及进行滤波处理。若调制有误差,则2系统设计构想其调制波偏离理论波形,检测信号的信噪比降低。2.1系统组成因此电机的工作性能成为决定近红外仪器信噪比的滤光片型近红外光谱仪结构框图如图1所示,重要因素之一。光源采用卤钨灯。光经过斩光器在时间上分为N应用同步电机时发现有以下问题:首先,电机的束(N为斩光器的遮光板个数)。斩光器以一定的发热现象显著,温度极高,而温度是影响近红外光谱频率旋转,光交替透过或被吸收,透过部分经滤光片[2]分析结果准确性的主要因素之一。现有的解决后成为单色光,照到样品上,用与样品成一定角度的方案是应用大量的散热片,结果造成仪器体积大,机检测器检测光信号,转动滤光片架,使光从不同波长械设计不理想,且影响预测精度。其次,由于同步电机不能调速,其转速的稳定性取决于电网频率的稳基金项目:国家十五攻关项目(No.2001BA5112B04)。作者简介洪喜女中国科学院长春光机所硕士研定性,带来无法克服的频率波动。而频率的稳定性:(1980-),,究生,主要从事光电传感技术及近红外光谱分析技术的研究。E2对提高近红外光谱仪的信噪比起关键性作用。而有mail:hongxi0221@sina.com刷直流电机在换向时易产生电火花、噪音大,导致采收稿日期:2006209213;修订日期:2006210218446激光与红外第37卷的滤光片透过,即可得到各个不同波长的信号[3]。3无刷直流电机的工作原理由电机带动斩光器旋转,电机的转轴频率fM决无刷直流电机由电机本体、转子位置传感器和定了斩光器调制光的频率f0。电动机转动的不稳定电子开关线路三部分组成,其结构示意图如图3所表现为其转动频率的变化ΔfM,这种变化将直接反示。工作时,直流电源通过开关电路向电机定子绕映到调制波频率的变化Δf0,因为f0=NfM,则Δf0=组供电,位置传感器随时检测到转子所处的位置,并NΔfM。因此,为了获得稳定、可靠的调