在种子呼吸CO2检测系统中，为了解决传统方法无法对种子呼吸CO2浓度实时测量的难题，本文根据种子呼吸CO2的特点，基于可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术设计了基于虚拟仪器LabVIEW的种子呼吸检测系统。该系统主要包括激光光源及其控制器、基于多次反射池结构的种子呼吸容器、数据采集模块。上位机软件中主要设置了数据采集、信号处理、浓度反演等功能模块，其中浓度反演采用正交矢量的锁相放大算法，避免了参考信号与待测信号相位差产生的误差。实验结果表明，采用虚拟仪器软件实现的种子呼吸CO2检测系统，能够有效检测种子呼吸变化，抗干扰性和稳定性都较优，为后续的实验开展研发奠定了基础。
采用虚拟仪器的种子呼吸测量系统设计
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通信作者： 02466@zjhu.edu.cn
出版日期：2019年11月15日
摘要
参考文献
[1] Perry D A. Report of the vigour test committee 1974–1977[J]. Seed Science and Technology, 1978, 6: 159–181.
[2] Huang Z C, Huang S Z. Study on non-destructive method in seed vigor determination II the relationship between respiratory rate and cabbage seed vigor[J]. Seed, 1998(5): 3–5.
黄真池, 黄上志. 不破坏种子活力测定方法研究Ⅱ种子活力与呼吸速率的关系[J]. 种子, 1998(5): 3–5.
[3] Wang R L, Yan J, Li Y Y, et al. Research on the respiratory rate change of wheat under different conditions[J]. Journal of Henan University of Technology (Natural Science Edition), 2009, 30(4): 12–16.
王若兰, 严佳, 李燕羽, 等. 不同条件下小麦呼吸速率变化的研究[J]. 河南工业大学学报(自然科学版), 2009, 30(4): 12–16.
[4] Wu F, Zhu K, Yan X P, et al. Study on changes of maize respiration rate under different temperature conditions[J]. Grain Storage, 2014, 43(2): 33–38.
吴芳, 祝凯, 严晓平, 等. 不同温度条件下玉米呼吸速率变化的研究[J]. 粮食储藏, 2014, 43(2): 33–38.
[5] Jiang C Y, Sun M X, Li Y X, et al. Breath analysis using laser spectroscopy techniques: development and future[J]. Chinese Journal of Lasers, 2018, 45(2): 0207015.
姜琛昱, 孙美秀, 李迎新, 等. 激光光谱技术在呼吸气体分析中的发展与未来[J]. 中国激光, 2018, 45(2): 0207015.
[6] Li M, Guo J J, Ye W Q, et al. Study on TDLAS system with a miniature multi-pass cavity for CO2 measurements[J]. Spec-troscopy and Spectral Analysis, 2018, 38(3): 697–701.
李萌, 郭金家, 叶旺全, 等. 基于微型多次反射腔的TDLAS二氧化碳测量系统[J]. 光谱学与光谱分析, 2018, 38(3): 697–701.
[7] Xu X M, Zhang Y J, He Y, et al. The design and applications of tunable semiconductor laser gas detection circuit based on FPGA[J]. Opto-Electronic Engineering, 2014, 41(10): 81–87.
徐秀敏, 张玉钧, 何莹, 等. 基于FPGA可调谐半导体激光气体检测电路设计及应用[J]. 光电工程, 2014, 41(10): 81–87.
[8] Yin K W, Xu D, Zhang L, et al. 2D reconstruction for gas temperature and concentration based on TDLAS[J]. Op-to-Electronic Engineering, 2016, 43(12): 20–27.
殷可为, 胥頔, 张龙, 等. TDLAS技术用于燃烧场气体温度和浓度重建研究[J]. 光电工程, 2016, 43(12): 20–27.
[9] He J F, Kan R F, Xu Z Y, et al. Derivative spectrum and concentration inversion algorithm of tunable diode laser absorption spectroscopy oxygen measurement[J]. Acta Optica Sinica, 2014, 34(4): 0430003.
何俊锋, 阚瑞峰, 许振宇, 等. 可调谐二极管激光吸收光谱氧气测量中的导数光谱处理与浓度反演算法研究[J]. 光学学报, 2014, 34(4): 0430003.
[10] Cui H B, Yang K, Zhang L, et al. Online detection system of CO in cigarette mainstream smoke based on LabVIEW[J]. Meas-urement & Control Technology, 2016, 35(1): 26–29.
崔海滨, 杨柯, 张龙, 等. 基于LabVIEW的卷烟主流烟气中CO在线检测系统[J]. 测控技术, 2016, 35(1): 26–29.
[11] Zhai C, Yan J, Wang X N, et al. The instrument research on high temperature measurement based on the tunable diode laser absorption spectroscopy[J]. Opto-Electronic Engineering, 2015, 42(8): 86–90.
翟畅, 阎杰, 王晓牛, 等. 可调谐二极管激光吸收光谱技术的高温温度测量仪器的研究[J]. 光电工程, 2015, 42(8): 86–90.
[12] Zhang Z F, Zou D B, Chen W L, et al. Temperature influence in the TDLAS detection of escaping ammonia[J]. Opto-Electronic Engineering, 2014, 41(6): 32–37.
张增福, 邹得宝, 陈文亮, 等. TDLAS逃逸氨检测中温度影响的研究[J]. 光电工程, 2014, 41(6): 32–37.
[13] Miao S Z, Yao D, Zhong G Q, et al. Infrared acetylene sensor based on orthogonal lock-in amplifier and segmental fast fourier transformation[J]. Chinese Journal of Lasers, 2018, 45(9): 0911014.
苗澍茁, 姚丹, 钟国强, 等. 基于正交锁相放大器与分段快速傅里叶变换的红外乙炔传感器[J]. 中国激光, 2018, 45(9): 0911014.
[14] Kang Z W, Luo F L, Chen D X, et al. Realization of 3D weak-magnetic signal detection based on orthogonal LIA[J]. Journal of Transducer Technology, 2004, 23(12): 69–72.
康中尉, 罗飞路, 陈棣湘, 等. 利用正交型锁相放大器实现三维磁场微弱信号检测[J]. 传感器技术, 2004, 23(12): 69–72.
[15] Li H, Liu J G, Kan R F, et al. Simulation and analysis of se-cond-harmonic signal based on tunable diode laser absorption spectroscopy[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2013, 33(4): 881–885.
李晗, 刘建国, 阚瑞峰, 等. 可调谐二极管激光吸收光谱二次谐波信号的模拟与分析[J]. 光谱学与光谱分析, 2013, 33(4): 881–885.
基金项目：
国家自然科学基金青年基金资助项目(31701512)；国家自然科学基金资助项目(61772198)；浙江省重点研发项目(2019C02013)；湖州市自然科学基金资助项目(2017YZ03)
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引用本文：
贾良权, 祁亨年, 赵光武, 等. 采用虚拟仪器的种子呼吸测量系统设计[J]. 光电工程, 2019, 46(11): 190051.
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