基于FPGA的火焰温度场测试研究

摘要

发射光谱层析技术(Emission Spectral Tomography,简称EST)是结合发射光谱测量和光学层析技术(Optical Computed Tomography，简称OCT)的一种不干扰待测场分布的新型诊断测量技术。
　　本文对于多方向、多光谱辐射数据的采集问题自主设计一个数据采集系统，利用光纤作为采集传输工具，选用了AD公司推出的新型10位高速8输入通道模数转换芯片AD7939作为模数转换器件，以FPGA作为核心控制器。通过对EST算法的了解分析，本文选取SIRT算法对采集系统采集过来的数据，通过VERILOG HDL语言的应用以及NIOS II软核的使用，在FPGA中进行实时的重建。
　　结合SIRT算法和平行束光纤采集处理系统，在QUARTUS II软件和SOPC Builder中实现了对系统数据的采集和运算，在FPGA中实现了发射光谱层析火焰温度场实时重建系统。然后，通过串口，实现重建数据的传输，利用VC对该重建场进行三维显示。
　　最后应用该系统对蜡烛火焰温度场进行了重建实验，实验结果证明了系统的可行性。

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 光学层析技术国内外研究现状和进展

1.3 FPGA应用技术国内外研究状况和进展

1.4 本文的研究背景、目的及主要工作

第二章 发射光谱层析技术研究

2.1 CT（计算机层析技术）简介

2.2 EST(发射光谱层析技术 )简介

2.3 发射光谱层析算法简介

2.4发射光谱层析技术投影数据的获取

2.5 本系统总体结构图

2.6 本章小结

第三章 硬件采集平台的研究

3.1光纤束平面阵列采集装置方案

3.2 信号预处理的电路设计

3.3 A/D模块

3.4 本章小结

第四章 算法的FPGA实现

4.1 发射光谱层析重建算法介绍

4.2 SIRT算法的FPGA总体实现

4.3 算法的硬件模块设计

4.4 算法的软件设计

4.5 本章小结

第五章 发射光谱层析温度场的重建

5.1计算机端RS232串口通信的实现

5.2系统温度定标

5.3 火焰温度场发射光谱层析重建三维显示

5.4 系统实物图

第六章 总结

参考文献

攻读硕士学位期间作者发表的论文

致谢