CCD 单晶衍射仪的数据收集策略

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CCD图像采集解决方案

CCD图像采集解决方案

CCD图象采集解决方案概述:本文将介绍一种基于CCD(电荷耦合器件)的图象采集解决方案。

CCD是一种用于光电转换的元件,广泛应用于数码相机、工业检测等领域。

本解决方案将详细讨论CCD图象采集的原理、步骤和相关技术要点,以及如何优化图象质量和提高采集效率。

一、CCD图象采集原理:CCD是一种将光信号转换为电荷信号的器件。

它由大量的光敏单元组成,每一个光敏单元都能够将光信号转换为电荷,并将电荷积累在其上。

通过逐行或者逐列扫描,将每一个光敏单元上的电荷转换为电压信号,最终形成一个二维图象。

二、CCD图象采集步骤:1. 准备工作:选择合适的CCD传感器、适当的光源和适配器。

确保传感器和光源之间的距离和角度适中,以获得清晰的图象。

2. 设置参数:根据具体需求,设置CCD的暴光时间、增益、白平衡等参数。

暴光时间决定了图象的亮度和清晰度,增益可以调整图象的对照度,白平衡可以校正图象的色采。

3. 图象采集:通过软件或者硬件控制,启动CCD图象采集。

根据采集的要求,可以选择连续采集或者触发采集模式。

连续采集模式下,CCD会持续采集图象;触发采集模式下,需要外部触发信号才干进行采集。

4. 数据处理:采集到的图象数据可以通过图象处理软件进行处理。

常见的处理包括去噪、增强对照度、调整亮度和色采等。

三、CCD图象采集技术要点:1. 暴光时间控制:暴光时间决定了图象的亮度和清晰度。

过长或者过短的暴光时间都会导致图象质量下降。

根据具体场景和光源情况,选择合适的暴光时间。

2. 增益调节:增益可以调整图象的对照度。

过高的增益会导致图象噪点增多,过低的增益会使图象细节不清晰。

根据实际需求,选择合适的增益值。

3. 白平衡校正:白平衡可以校正图象的色采。

不同光源下,图象的颜色会有所偏差。

通过白平衡校正,可以使图象的色采更加真实和准确。

4. 图象处理算法:通过图象处理算法,可以对采集到的图象进行去噪、增强对照度、调整亮度和色采等处理。

常见的算法包括均值滤波、直方图均衡化、灰度变换等。

单晶数据收集技巧之切割晶体减少吸收效应

单晶数据收集技巧之切割晶体减少吸收效应

单晶数据收集技巧之切割晶体减少吸收效应在单晶衍射中,晶体对X-射线的吸收是降低数据质量的主要因素之一,因此一般单晶衍射的原始数据都需要做吸收校正处理,然后才可以进行随后的结构解析。

吸收校正的常见类型有经验吸收校正和数值吸收校正两种。

当晶体里所含元素的原子序号比较小时,如碳、氢、氮和氧等元素,晶体对X-射线的吸收较小,那么原始数据做了经验吸收校正通常就可以,且晶体的形状对数据的影响很小,就是说不管晶体是块状或片状,还是条状,对数据收集及结果通常影响不大。

当晶体里含有对X-射线吸收较大的元素,且该元素含量较高时,那么经验吸收校正就不合适了,一般需要做数值吸收校正,这个时候晶体的外形对吸收的影响较大,从而对衍射数据产生的影响也较大。

当原始数据做了数值吸收校正后的结果仍然不理想时,则需要考虑晶体外形的影响,要尽量挑选块状的晶体。

若吸收大的元素在整个结构里占得比重较大,且晶体是条状或片状,一定要将晶体的长宽高三个方向尽量切割均匀以后再上机测试。

我组常用的单晶X-射线衍射仪是钼靶衍射仪,离钼元素比较近的元素如溴、钇、锆及一些原子序号比较大的金属元素,像常见的钯、铅、铂等,对钼靶产生的X-射线的吸收效应比较大,如果晶体里含有这些元素,那么在收集数据时会发现衍射照片的背底比较大,衍射照片整体变暗,最后数据的信噪比偏低。

在对X-射线吸收大的元素在整个分子结构里占得比重不大的情况下,吸收效应对结构解析影响不大,但是如果这些元素占的比重较大,则晶体外形的各向异性越强,那么最终数据的质量越差。

以下案例是我组测试过的一个样品,晶体是长条状的,初次测试时,没有对晶体切割,选择了一个长条状的晶体(参看表一中的Crystal size),收集数据时衍射照片背底偏暗,衍射点和晶胞参数的修正结果基本正常,于是收集数据,但是最后数据处理结果不好,结构解析结果很差。

具体表现为R因子偏大(参看表一中的R(int)、R(sigma)及R indices[I>2sigma(I)]),C-C键长精度低,最大残余电子密度偏大,键长及键角不合理,原子的温度因子有的偏大而有的偏小,且温度因子各向异性强烈,苯环及五元环扭曲变形等(参看图1)。

CCD 单晶衍射仪的数据收集策略

CCD 单晶衍射仪的数据收集策略

CCD X射线单晶衍射仪的数据收集策略方瑞琴张献明*(山西师范大学化学与材料科学学院,山西临汾041004)摘要根据CCD X射线单晶衍射仪的结构和单晶体的对称性特点,运用正交实验法设计数据收集方案,并从常用的数据评价指标和耗用机时方面进行多指标分析,研究参数设置对数据的影响,在保证数据质量和完整度的前提下,寻求最佳的策略以缩短数据收集时间,降低成本,提高仪器的利用率。

关键词正交设计,CCD X射线单晶衍射仪,数据收集方案引言近年来,随着化学、晶体学、生物和医学等学科的发展,新颖物质的合成速度也在逐渐加快,波谱分析和各种衍射方法成为研究这些物质微观结构必不可少的手段。

与其他分析方法相比,X射线单晶结构分析可以测量晶体中周期排列的原子与X射线所产生的衍射线的方向和强度,进而根据晶体学理论推倒出原子的精确空间位置、分子的准确结构和化学组成及其在三维空间的排列堆积等信息,它凭借其自身的优点成为探测物质微观结构的一种强有力的手段,并且日益受到人们的青睐[1-4]。

国内外许多著名的学术刊物在报道物质的合成和性质时,多要求提供分子的准确结构,这使得更多的科学工作者借助培养单晶的方法进行化合物的表征。

目前国内仅有几十台X射线单晶衍射仪,远不能满足大量样品的测试需求,较长的测样机时不仅限制采集数据的速度,还会导致有些单晶样品在长时间的排队过程中分解和变质,这对于科研工作的开展无疑是很大的损失。

因而如何高效地利用单晶衍射仪采集质量优良的数据已成为广大科研人员非常关心的问题。

为了提高样品的测试速度和仪器的利用率,人们往往根据经验对测试参数进行设置,例如加大扫描步长或减少收集范围,但这样难免引起一些数据的缺陷。

可是如果一味追求高质量数据,采用耗时较长的收集方案,不仅影响测试速度,还会增加仪器损耗和测试成本。

目前我们所关心的问题是如何设计实验可以花较少的时间测得最佳的数据, 但实验涉及到较多的影响参数和数据评价指标,是一个比较复杂的问题。

CCD图像采集解决方案

CCD图像采集解决方案

CCD图象采集解决方案引言概述:CCD(Charge-Coupled Device)图象采集是一种常见的数字图象处理技术,广泛应用于工业、医疗、安防等领域。

本文将介绍CCD图象采集的解决方案,包括硬件设备、软件应用和性能优化等方面。

一、硬件设备1.1 CCD传感器:CCD传感器是CCD图象采集的核心设备,其质量直接影响图象采集的效果。

优质的CCD传感器具有高分辨率、低噪声和宽动态范围等特点。

在选择CCD传感器时,需要考虑应用场景的需求,并根据传感器的参数(如像素大小、灵敏度等)进行合理选择。

1.2 光学系统:光学系统是CCD图象采集的重要组成部份,包括镜头、滤光片等。

优质的镜头能够提供清晰、准确的图象,而滤光片可以匡助减少光源的干扰。

在选择光学系统时,需要考虑应用场景的需求,并根据光学系统的参数(如焦距、光学防抖等)进行合理选择。

1.3 接口设备:接口设备是CCD图象采集与计算机之间的桥梁,常见的接口设备包括USB、GigE、Camera Link等。

不同的接口设备具有不同的传输速率和稳定性,选择合适的接口设备可以提高图象采集的效率和稳定性。

二、软件应用2.1 图象采集软件:图象采集软件是CCD图象采集的关键环节,用于控制CCD传感器的工作、采集图象并进行处理。

优质的图象采集软件应具备友好的用户界面、稳定的运行性能和丰富的图象处理功能。

在选择图象采集软件时,需要考虑软件的兼容性、功能性和易用性。

2.2 图象处理软件:图象采集后,往往需要对图象进行处理,以满足应用需求。

图象处理软件可以进行图象增强、噪声去除、边缘检测等操作。

优质的图象处理软件应具备高效的算法和稳定的运行性能。

在选择图象处理软件时,需要考虑软件的功能性、效率和可定制性。

2.3 数据存储与传输:CCD图象采集产生的数据量庞大,需要进行存储和传输。

数据存储可以采用硬盘、固态硬盘等方式,需要考虑存储容量和读写速度。

数据传输可以通过网络、USB等方式,需要考虑传输速率和稳定性。

CCD图像采集解决方案

CCD图像采集解决方案

CCD图像采集解决方案一、背景介绍CCD(Charge-Coupled Device)图像采集技术是一种广泛应用于数字图像处理和计算机视觉领域的成像技术。

它通过将光信号转换为电荷信号,并通过电荷耦合传输到图像传感器的输出端,实现对光信号的采集和处理。

CCD图像采集解决方案是为了满足各种应用场景下的图像采集需求而设计的。

二、解决方案概述CCD图像采集解决方案是基于CCD图像传感器和相关硬件设备,结合软件算法和接口设计,提供完整的图像采集、处理和传输功能的解决方案。

它可以广泛应用于工业检测、医学影像、安防监控、无人机航拍等领域。

三、解决方案组成1. CCD图像传感器:采用高性能的CCD图像传感器,具有高分辨率、低噪声、宽动态范围等特点,能够准确捕捉图像细节。

2. 图像采集卡:提供与CCD图像传感器的接口,负责将电荷信号转换为数字信号,并提供数据传输通道。

3. 图像处理器:通过对采集到的图像进行处理,包括去噪、增强、边缘检测等算法,提高图像质量和清晰度。

4. 存储设备:将处理后的图像数据存储在硬盘或闪存中,方便后续的访问和分析。

5. 控制系统:提供用户界面和控制功能,包括图像采集参数设置、触发方式选择等。

四、解决方案特点1. 高性能图像采集:采用高分辨率的CCD图像传感器和优化的图像采集卡,能够实现高速、高质量的图像采集。

2. 灵活的接口设计:支持多种接口标准,如USB、GigE Vision等,方便与不同设备的连接和数据传输。

3. 强大的图像处理能力:通过图像处理器提供的算法,能够对采集到的图像进行实时处理,满足不同应用场景的需求。

4. 可靠的数据存储:采用可靠的存储设备,确保图像数据的安全存储和快速访问。

5. 简单易用的控制系统:提供直观友好的用户界面和灵活的控制功能,方便用户进行参数设置和操作。

五、应用场景举例1. 工业检测:CCD图像采集解决方案可以应用于工业自动化领域,实现对产品表面缺陷、尺寸测量等的检测和分析。

X-射线单晶衍射仪数据收集步骤

X-射线单晶衍射仪数据收集步骤

根据晶轴设置 Custom的大小,一 般为最大晶轴的 1.5-2倍,默认值为 45,最小值为40。
Phi checks: 0,90,180,270
修改一下Start Num,一般第一组从1001开始,第二组从 2001开始,以此类推。根据收集前二十张照片的衍射情况 调整一下曝光时间。
设置完收集数据策略后,可在dtmultistrategy.log文件 中看到数据完整度,一般要求完整度在98%以上。
点Yes,仪器进行初始化;若不需要初始化,点 No即可。
Setup:设置仪器及 晶体的一些参数.。 一般用我们设置 好的参数即可, 不用改动,直接 点击Ok。
点击Manual Instrument Control 按钮,进行晶体对心。在 ω=45, Φ=0 ,Dist.=100,2= 0时放好晶体,再把ω调到70开始对心。对心时先调节好高度,再调左右。
1
45 23
6
7
两点重要的注意事项
1、 X射线指示灯亮, 说明仪器在X-ray on状 态,千万不要拉开玻璃 门。开门之前一定要先 按DOOR按钮,听到 “嘀嘀”声后方可开玻 璃门。
2、关门时一定 要确定中间两红 点对齐,再关最 后一扇玻璃门。 关门要一次关上, 关好后千万不能 再拉开。
二、晶体数据的基本收集过程
Index Sports,直接点击Run即可
找出晶胞参数后,先选三斜(triclinic)晶胞进行修正。
修正晶胞参数,直接点击Run即可
误差尽量修到零,主要看RMS residuals 和Reflections参数的情 况。 RMS residuals 的值越小,表明晶胞越准确,晶体质量越好。 Reflections参数中,Accepted Reflections占绝大多数,有少量的 衍射点Recjected 和Excluded。

CCD图像采集解决方案

CCD图像采集解决方案

CCD图象采集解决方案一、概述CCD(Charge-Coupled Device)是一种常见的图象传感器,广泛应用于工业、医疗、安防等领域。

CCD图象采集解决方案是指通过使用CCD传感器和相关设备,实现高质量、高效率的图象采集和处理。

二、解决方案的组成部份1. CCD传感器:CCD传感器是图象采集的核心部件,负责将光信号转化为电信号。

传感器的选择应根据具体应用场景的需求来确定,包括分辨率、灵敏度、动态范围等参数。

2. 光学系统:光学系统用于将光线聚焦到CCD传感器上,包括镜头、滤光片等组件。

选择合适的光学系统可以提高图象的清晰度和色采还原度。

3. 采集设备:采集设备负责将CCD传感器采集到的电信号转化为数字信号,并进行处理和存储。

常见的采集设备包括图象采集卡、相机模块等。

4. 控制系统:控制系统用于控制CCD传感器和采集设备的工作,包括触发信号的生成、参数设置等。

控制系统可以通过软件或者硬件的方式实现。

5. 图象处理软件:图象处理软件用于对采集到的图象进行处理和分析,如去噪、增强、测量等。

根据具体需求,可以选择使用现有的图象处理软件或者自行开辟。

三、解决方案的工作流程1. 准备工作:确定应用场景和需求,选择合适的CCD传感器和光学系统,并搭建好采集设备和控制系统。

2. 图象采集:通过控制系统发出触发信号,启动CCD传感器进行图象采集。

传感器将光信号转化为电信号,并传输给采集设备。

3. 数字信号转换:采集设备将传感器采集到的电信号转化为数字信号,并进行采样和量化。

采集设备可以根据需求进行参数设置,如暴光时间、增益等。

4. 图象处理:将采集到的数字信号传输给图象处理软件,进行图象处理和分析。

根据具体需求,可以进行去噪、增强、边缘检测、目标识别等操作。

5. 结果输出:图象处理软件将处理后的图象结果输出,可以保存为图象文件或者实时显示在监视器上。

根据具体需求,还可以将结果进行存储、传输或者打印。

四、解决方案的优势和应用领域1. 高质量图象:CCD传感器具有高灵敏度和低噪声特性,能够采集到高质量的图象。

CCD图像采集解决方案

CCD图像采集解决方案

CCD图象采集解决方案一、背景介绍CCD(Charge-Coupled Device)图象传感器是一种常用于数字图象采集的设备。

它具有高灵敏度、低噪声、宽动态范围等特点,在工业、医学、科研等领域得到广泛应用。

为了满足不同应用场景对CCD图象采集的需求,我们提供了一种CCD图象采集解决方案,以匡助用户实现高质量的图象采集。

二、解决方案概述我们的CCD图象采集解决方案包括硬件和软件两个部份。

硬件部份主要包括CCD传感器、图象采集卡、接口电路等组成,软件部份则提供了图象采集控制、图象处理和数据存储等功能。

三、硬件组成1. CCD传感器:我们提供了多种规格的CCD传感器供用户选择,以满足不同应用场景的需求。

传感器具有高分辨率、低噪声等特点,能够提供清晰、真正的图象。

2. 图象采集卡:我们的解决方案配备了高性能的图象采集卡,能够实时采集CCD传感器输出的摹拟信号,并将其转换为数字信号进行处理。

3. 接口电路:为了确保图象采集的稳定性和可靠性,我们提供了专业的接口电路设计,能够有效抑制干扰信号,提供高质量的图象采集信号。

四、软件功能1. 图象采集控制:我们提供了易于使用的图象采集控制软件,用户可以通过简单的操作界面设置图象采集参数,如暴光时间、增益、帧率等。

控制软件还支持实时预览功能,方便用户调整参数并观察采集效果。

2. 图象处理:我们的解决方案内置了丰富的图象处理算法,包括图象增强、图象滤波、图象分割等。

用户可以根据需求选择合适的算法对采集到的图象进行处理,以提高图象质量和准确性。

3. 数据存储:我们的解决方案支持多种数据存储方式,包括本地存储和远程存储。

用户可以选择将图象数据保存在本地硬盘或者上传至云端服务器,以便后续的分析和应用。

五、应用案例1. 工业检测:我们的解决方案可以应用于工业生产线的质量检测。

通过采集产品表面的图象,用户可以实时监测产品的质量状况,以及及时发现并处理产品缺陷。

2. 医学影像:我们的解决方案可用于医学影像的采集和分析。

CCD图像采集解决方案

CCD图像采集解决方案

CCD图像采集解决方案一、背景介绍在现代科技发展中,CCD(电荷耦合器件)图像采集技术得到广泛应用。

CCD 图像采集是指通过CCD传感器将光信号转化为电信号并进行数字化处理,以获取高质量的图像数据。

CCD图像采集解决方案是指为了满足特定需求而设计的一套采集CCD图像的系统,包括硬件设备和软件应用。

二、解决方案概述我们的CCD图像采集解决方案基于先进的CCD传感器技术和高效的图像处理算法,旨在提供高质量、高速度和高稳定性的图像采集方案。

该解决方案适用于各种领域,如医学影像、工业检测、军事侦察等。

三、硬件设备1. CCD传感器:我们采用了先进的CCD传感器,具有高灵敏度和低噪声的特点,能够捕捉到细节丰富的图像。

2. 光学系统:我们提供多种不同焦距的镜头,以满足不同应用场景的需求。

同时,我们还提供滤光片和滤波器,以增强图像质量。

3. 信号采集卡:我们的解决方案配备了高性能的信号采集卡,能够快速、稳定地将CCD传感器输出的模拟信号转化为数字信号。

4. 控制系统:我们的解决方案配备了先进的控制系统,可以实现对CCD图像采集过程的精确控制,包括曝光时间、增益、白平衡等参数的调节。

四、软件应用1. 图像采集软件:我们提供易于操作的图像采集软件,用户可以通过简单的界面设置采集参数,并实时预览和保存图像。

2. 图像处理软件:我们的解决方案还配备了强大的图像处理软件,可以对采集到的图像进行各种处理,如去噪、增强、分析等,以满足不同应用场景的需求。

3. 数据存储与管理:我们的解决方案支持将采集到的图像数据进行存储和管理,包括数据备份、检索和分享等功能。

五、解决方案优势1. 高质量图像:我们的解决方案采用先进的CCD传感器和优化的图像处理算法,能够提供高质量的图像数据,保证图像细节的清晰度和准确性。

2. 高速度采集:我们的解决方案配备了高性能的硬件设备和优化的软件应用,能够实现快速的图像采集和处理,提高工作效率。

3. 高稳定性:我们的解决方案经过严格的测试和优化,具有良好的稳定性和可靠性,能够长时间稳定运行,适应各种复杂环境。

单晶X射线衍射仪(RAPIDIP)操作规程

单晶X射线衍射仪(RAPIDIP)操作规程

单晶X射线衍射仪(RAPID IP)操作规程1.打开水箱电源2.打开衍射仪控制面板开关(POWER ON)3.打开X射线开关(X-RAY ON)4.先把电压调到40kV,再把电流调到100-200mA5.按DOOR按钮,等待听到“嘀嘀”的提示音后,打开衍射仪的防护门,取出侧角头6.到显微镜下挑选单晶样品,并将其粘在侧角头的尖端7.将粘有晶体的侧角头放到侧角头的基座上,旋紧螺丝8.到仪器控制电脑前,打开控制软件,把晶体的中心调整到与摄像头的十字叉丝中心重合,关闭衍射仪的防护门9.进入控制软件,先做指标化(INDEX),选中合理的晶胞参数10.根据LAUE群,设定合理的数据收集策略,保证完全度(completeness)在98%以上,冗余度(redundancy)在2-3之间,开始收集数据11.结束后,对数据作积分,吸收校正和还原,最后得到hkl文件12.全部测试完成后,先关闭控制软件,再关闭仪器13.关闭仪器的顺序是,先把电流降到最小值,然后把电压降到最小值,然后关闭X射线(X-RAY OFF)14.关闭衍射仪控制面板开关(POWER OFF)15.等待至少30分钟,关闭水箱电源16.仪器校准使用标准物cytidine,测试结果应达到如下指标:Table 1. Crystal data and structure refinement for cytidine. Identification code cytidineEmpirical formula C9 H13 N3 O5Formula weight 243.22Temperature 296(2) KWavelength 0.71073 ACrystal system, space group Orthorhombic, P2(1)2(1)2(1)Unit cell dimensions a = 5.1158(7) A alpha = 90 deg.b = 13.987(2) A beta = 90 deg.c = 14.784(2) A gamma = 90 deg. V olume 1057.9(3) A^3Z, Calculated density 4, 1.527 Mg/m^3Absorption coefficient 0.126 mm^-1F(000) 512Theta range for data collection 2.76 to 26.50 deg.Limiting indices -6<=h<=6, -17<=k<=17, -17<=l<=18 Reflections collected / unique 6830 / 1300 [R(int) = 0.0354] Completeness to theta = 26.50 99.0 %Refinement method Full-matrix least-squares on F^2 Data / restraints / parameters 1300 / 0 / 154Goodness-of-fit on F^2 1.108Final R indices [I>2sigma(I)] R1 = 0.0300, wR2 = 0.0825R indices (all data) R1 = 0.0305, wR2 = 0.0829Figure 1. Crystal structure of cytidine (50% thermal ellipsoid plot) .。

CCD图像采集解决方案

CCD图像采集解决方案

CCD图像采集解决方案一、背景介绍CCD(Charge-Coupled Device)图像传感器是一种常用的光电转换器件,广泛应用于图像采集和处理领域。

在各种应用场景中,如工业检测、医学成像、安防监控等,CCD图像采集解决方案被广泛使用。

本文将详细介绍CCD图像采集解决方案的标准格式文本。

二、方案概述CCD图像采集解决方案的目标是实现高质量、高效率的图像采集和处理。

该方案包括硬件和软件两个方面的内容。

1. 硬件方面(1)CCD传感器:选择高质量的CCD传感器,具备较高的分辨率、较低的噪声和较宽的动态范围,以确保采集到清晰、准确的图像。

(2)光学系统:合理选择适当的镜头、滤光片和光源,以满足不同应用场景下的光照条件和图像质量要求。

(3)图像采集设备:选择高性能的图像采集卡或模块,能够支持高速、稳定的图像数据传输,并提供丰富的接口和功能,如USB、GigE、CameraLink等。

(4)控制电路:设计合理的控制电路,包括时序控制、增益控制、曝光时间控制等,以确保图像采集过程的稳定性和可控性。

(5)机械结构:设计稳定可靠的机械结构,保证CCD传感器和光学系统的位置固定,避免因机械振动等因素对图像质量的影响。

2. 软件方面(1)图像采集驱动程序:开发或选择适用的图像采集驱动程序,能够与硬件设备无缝配合,实现图像数据的实时采集和传输。

(2)图像处理算法:根据具体应用需求,开发或选择合适的图像处理算法,包括图像去噪、边缘检测、图像增强等,以提高图像质量和准确性。

(3)图像存储和管理:设计合理的图像存储和管理方案,包括图像格式、存储介质、数据传输等,以便后续的图像处理和分析。

(4)用户界面:开发友好的用户界面,方便用户进行图像采集参数设置、图像预览和保存等操作。

三、方案实施步骤1. 硬件准备(1)选择合适的CCD传感器、镜头、滤光片和光源,根据具体应用需求进行配置。

(2)选择适用的图像采集设备,根据接口和性能要求进行选择。

CCD图像采集解决方案

CCD图像采集解决方案

CCD图象采集解决方案一、引言CCD(Charge-Coupled Device)是一种常用的图象传感器,广泛应用于数字相机、摄像机、显微镜等领域。

CCD图象采集解决方案是指通过使用CCD传感器来采集图象,并对图象进行处理和存储的一套完整方案。

本文将详细介绍CCD图象采集解决方案的技术原理、硬件设备以及软件开辟等方面内容。

二、技术原理1. CCD传感器原理CCD传感器是由一系列光敏元件组成的阵列,每一个光敏元件可以将光信号转换为电荷信号。

当光照射到CCD传感器上时,光敏元件会产生电荷,并通过电荷耦合的方式传输到输出端。

通过控制电荷传输的时间和顺序,可以将整个图象的电荷信号逐行读出。

2. 图象采集流程CCD图象采集的流程主要包括以下几个步骤:(1) 信号放大:CCD传感器输出的电荷信号较小,需要经过放大电路进行放大,以提高信噪比。

(2) 信号转换:将放大后的电荷信号转换为数字信号,普通使用模数转换器(ADC)完成。

(3) 图象处理:对采集到的图象进行去噪、增强、滤波等处理,以提高图象质量。

(4) 图象存储:将处理后的图象数据存储到存储介质中,如硬盘、固态硬盘等。

三、硬件设备CCD图象采集解决方案需要以下硬件设备的支持:1. CCD传感器:选择合适的CCD传感器,根据应用需求确定分辨率、灵敏度等参数。

2. 放大电路:采用低噪声、高增益的放大电路,以保证信号质量。

3. 模数转换器:选择合适的ADC芯片,根据采集速度、分辨率等要求进行选择。

4. 图象处理器:使用图象处理器进行图象去噪、增强、滤波等处理。

5. 存储介质:选择适合的存储介质,如硬盘、固态硬盘等,根据存储容量和读写速度进行选择。

四、软件开辟CCD图象采集解决方案的软件开辟主要包括以下几个方面:1. 驱动程序开辟:编写CCD传感器的驱动程序,实现对传感器的初始化、参数配置、图象采集等功能。

2. 图象处理算法开辟:根据应用需求,开辟图象处理算法,如去噪算法、增强算法、滤波算法等。

CCD图像采集解决方案

CCD图像采集解决方案

CCD图象采集解决方案一、概述CCD(Charge-Coupled Device)图象采集解决方案是一种用于数字图象采集的技术方案。

该方案基于CCD传感器,通过光电转换将光信号转化为电信号,并经过AD转换器将电信号转化为数字信号,最平生成数字图象。

本文将详细介绍CCD图象采集解决方案的工作原理、应用领域以及相关技术参数。

二、工作原理CCD图象采集解决方案主要由以下几个部份组成:CCD传感器、光学系统、信号处理电路和数字接口等。

具体工作流程如下:1. 光学系统:通过透镜将光线聚焦到CCD传感器上,保证图象的清晰度和亮度。

2. CCD传感器:将光信号转化为电信号。

当光线照射到CCD传感器上时,光电转换器将光信号转化为电荷,并将电荷储存在像素单元中。

3. 信号处理电路:将CCD传感器输出的电荷信号进行放大、滤波和AD转换,将其转化为数字信号。

4. 数字接口:将数字信号传输到计算机或者其他设备上进行后续处理。

三、应用领域CCD图象采集解决方案在许多领域都有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:1. 工业检测:CCD图象采集解决方案可以用于工业生产线上的产品检测,如缺陷检测、尺寸测量等。

2. 医学影像:CCD图象采集解决方案可用于医学影像设备,如X射线、CT扫描等。

3. 视频监控:CCD图象采集解决方案可用于视频监控设备,如安防摄像头、监控系统等。

4. 科学研究:CCD图象采集解决方案可用于科学实验、天文观测等领域,提供高分辨率、高灵敏度的图象采集能力。

四、技术参数CCD图象采集解决方案的性能主要由以下几个技术参数来衡量:1. 分辨率:表示CCD传感器能够采集的图象的清晰度,通常以像素为单位来衡量。

2. 动态范围:表示CCD传感器能够采集的亮度范围,通常以比特位数(bit)来衡量。

3. 帧率:表示CCD传感器每秒钟能够采集的图象帧数,通常以帧/秒(fps)来衡量。

4. 噪声:表示CCD传感器输出图象中的噪声水平,通常以信噪比(SNR)来衡量。

CCD图像采集解决方案

CCD图像采集解决方案

CCD图像采集解决方案一、简介CCD(Charge-Coupled Device)图像传感器是一种常用于图像采集的设备,它能够将光信号转换为电信号,并通过相应的处理流程将图像信息传输到计算机或其他设备上。

本文将介绍一个基于CCD图像采集的解决方案,包括硬件设备和软件系统的搭建。

二、硬件设备1. CCD传感器:选择高质量的CCD传感器,具有较高的分辨率和灵敏度,以确保图像采集的准确性和清晰度。

2. 光源:提供适当的照明条件,以确保图像的亮度和对比度。

3. 适配器:将CCD传感器与镜头连接,确保传感器能够准确捕捉到图像。

4. 控制电路:用于控制CCD传感器的工作模式和参数设置,如曝光时间、增益等。

5. 数据传输接口:选择合适的接口(如USB、Ethernet等),将采集到的图像数据传输到计算机或其他设备上。

三、软件系统1. 驱动程序:根据CCD传感器的型号和厂商提供的开发文档,编写相应的驱动程序,实现与硬件设备的通信和控制。

2. 图像采集软件:开发一个图像采集软件,具有以下功能:- 实时预览:显示CCD传感器捕捉到的图像,方便用户调整照明和参数设置。

- 图像保存:支持将采集到的图像保存为常见的图像格式,如JPEG、PNG等。

- 批量采集:支持连续采集多张图像,并自动保存到指定的文件夹。

- 图像处理:提供基本的图像处理功能,如调整亮度、对比度、裁剪、旋转等。

- 数据分析:支持对采集到的图像进行分析和处理,如测量尺寸、计算像素密度等。

3. 用户界面:设计一个直观友好的用户界面,使用户能够方便地操作图像采集系统,调整参数和查看采集结果。

四、操作流程1. 连接硬件设备:将CCD传感器、适配器和控制电路正确连接,并确保光源正常工作。

2. 安装驱动程序:根据提供的驱动程序安装指南,将驱动程序安装到计算机上。

3. 启动图像采集软件:双击图像采集软件的图标,启动软件。

4. 设置参数:根据实际需求,设置图像采集的参数,如曝光时间、增益、图像保存路径等。

X射线单晶衍射仪操作规程及注意事项

X射线单晶衍射仪操作规程及注意事项

X射线单晶衍射仪操作规程及注意事项X射线单晶衍射仪操作规程及注意事项一、准备与开机1、打开仪器的总电源开关,然后启动循环冷却系统。

2、开启CCD冷却系统,等待温度稳定至-40℃。

3、开启仪器的开关,仪器稳定后,开动X-RAY ON 开关,X-RAY 指示灯亮,X-RAY正常启动。

4、打开CCD电源开关。

5、挑选大小合适的晶体,粘在载晶工具上,插在铜座上,固定于样品台上。

二、上样和对心1、打开桌面的CrysAlis Pro软件(一般不需要),或者直接在上一个样品检测完成后进行。

按键盘F12激活窗口。

此时应保证X-ray工作电压为50kV,工作电流0.8mA,CCD为-40℃。

2、观察视频窗口是否指示当前位置为Lower位置,既Lower按钮上方是否亮绿灯。

如果不是,请按键盘PageDown按钮使测角仪转到Lower位置上。

3、小心在载晶座上安装好晶体,按键盘方向按按钮,是测角仪旋转至0角度位置。

4、用载晶座调节工具,调整经晶体的垂直和水平位置,是晶体位于LCD监视器中心位置。

在Lower位置上安装好载晶座(底座有一凹位与测角头上的凸位对接)。

三、数据收集1、通过预实验测定晶体的晶胞参数,并与ccdc软件比对,看看是不是新结构;2、根据预实验确定数据收集的策略。

根据所测晶体的对称性(Laue群)计算数据收集策略。

默认为程序根据预实验结果自动选择晶系。

Ylid晶体群为mmm。

也可以根据对称性直接收集半球(三斜晶系)、1/4球(单斜)或1/8;3、晶体在收集数据的过程中自动还原数据。

四、关机(通常情况下不需要关机)1、按X-RAY OFF键,X-射线关闭,关闭仪器的电源开关和循环冷却系统,最后关闭仪器的总电源开关,实验结束。

2、在记录本上记录使用情况。

五、注意事项1、室内温度应恒定在20度左右,湿度不高于45%。

2、单晶衍射仪必须有本实验室人员进行,非本实验室人员在任何情况下也不得操作本仪器。

3、为确保仪器计算机的正常工作,外来旧U盘的一律不准上机。

CCD的数据采集处理

CCD的数据采集处理

工学硕士学位论文基于EPP技术的CCD数据 采集系统的设计研究薛斌燕山大学2003年12月国内图书分类号:TN386.5国际图书分类号:621.3工学硕士学位论文基于EPP模式的CCD数据采集系统的设计研究硕 士 研 究 生:薛斌导 师:常丹华教授申 请 学 位 级 别:工学硕士学 科、 专 业:电路与系统所 在 单 位:信息科学与工程学院授 予 学 位 单 位:燕山大学Classified Index: TN386.5U.D.C: 621.3Dissertation for the Master Degree in EngineeringDESIGN AND STUDY OF CCD DATA ACQUISITION SYSTEM BASE ON EPPTECHNOLOGYCandidate:Xue BinSupervisor:Prof. Chang DanhuaAcademic Degree Applied for:Master of EngineeringSpeciality:Circuit and SystemUniversity:Yanshan University摘要本课题是以实现线阵CCD信号的数据采集,并将采集的数据通过计算机的并行接口送入计算机进行分析为目的,在对国内外的各种数据采集系统进行了深入分析的基础上,针对线阵CCD信号的数据采集系统的各个环节进行了研究。

根据数据采集系统的工作流程,将整个系统分为CCD器件驱动电路模块、数据采集模块、数据缓冲模块和计算机接口模块,再向下划分成功能单一的模块,然后对这些模块分别进行设计并在开发系统中调试。

本文从对线阵CCD信号的分析开始,介绍了CCD信号的特点和CCD芯片的驱动电路。

文中选用了东芝公司的线阵CCD芯片TCD1300D来实现信号的光电转换,深入研究了该芯片的驱动时序电路原理,在对CCD信号特点的分析基础上,设计了数据采集系统的硬件电路及其设备驱动程序,以及基于Windows2000操作系统的波形显示平台。

Bruker Smart Apex CCD单晶衍射仪操作笔记及数据还原

Bruker Smart Apex CCD单晶衍射仪操作笔记及数据还原

[资源]Bruker Smart Apex CCD单晶衍射仪操作笔记及数据还原★★★★★★★lingzi326(金币+7,VIP+0):很不错~~~第一步:菜单crystal\new projectcrystal name: 61214B(例)title: 61214B(例)formula: 一般就写个CData directory c:\data(统一文件夹)\61214B其余保持默认点击OK,之后连续确定三次,在弹出对话框中选中Small molecular。

第二步:装载晶体部分Gonion/zeroGonion/Optical之后打开SmartCCD video 新建个空白文档点击start grab,也就是第八个按钮。

调准心至晶体中心关掉SmartCCD video程序,一般不需要保存。

回到主程序中,按esc取消销定,即激活菜单。

点击detector\loaddark选择合适的曝光配置文档,一般选择5秒即可,即dark05.dk,点击OK第三步:扫晶胞:点击acquire\matrix 点击Yes出现对话框,将second/frame 改为5秒即和dark05一致。

之后点击OK,其余保持不变。

如在扫晶胞阶段想中止,按组合键(ctrl+break)结束后记录晶胞参量,如可测,可进入收集数据阶段。

第四步:收集数据:acquire/Edithemi为了同步要将时间改为和dark05.dk一致。

(弹出框有三行,将每行最后一列改成5.00即可,默认值是10.00)之后点击Hemisphere出现方框,文件名仍为61214B。

点击OK,收集数据的时间大约为3个半小时左右。

第五步:数据还原使用BrukerAXS Programs\SaintPLUS新建一个工程,名称随意起打开刚才收集到的文件,随意选取个*.P4P文档即可。

点击菜单栏中的Saint\Initial,连续选择“是”,直至结束。

之后点击Saint\Execute,出现对话框。

ccd衍射实验报告

ccd衍射实验报告

ccd衍射实验报告CCD衍射实验报告引言CCD(Charge-Coupled Device)是一种常用于光学成像的电子器件,其应用广泛,包括数码相机、望远镜等。

而CCD衍射实验则是一种通过CCD技术来观察和研究光的衍射现象的实验。

本文将介绍我进行的一次CCD衍射实验的过程、结果和分析。

实验方法在进行实验之前,我们首先准备了一台CCD设备、一束激光器和一块光栅。

实验过程如下:1. 将激光器对准光栅,并调整角度,使激光束垂直照射到光栅上。

2. 打开CCD设备,并将其与计算机连接,以便实时观察和记录实验结果。

3. 调整CCD设备的位置和焦距,使其能够清晰地观察到光栅上的衍射图案。

4. 通过调整光栅的倾斜角度和光栅与CCD设备的距离,观察不同的衍射现象。

实验结果在实验过程中,我们观察到了多个有趣的衍射现象。

首先,当光栅与CCD设备的距离适当时,我们可以清晰地看到光栅上出现了一系列亮暗相间的条纹,这些条纹是由光的衍射引起的。

其次,在调整光栅的倾斜角度时,我们发现条纹的方向和间距也会发生变化,这进一步验证了衍射现象的特性。

我们还观察到了衍射的明暗变化规律。

当光栅与CCD设备的距离较大时,条纹的亮度逐渐减弱,直至消失。

而当光栅与CCD设备的距离较小时,条纹的亮度则逐渐增强,最终达到最大值。

这表明,光的衍射现象与光的干涉现象类似,存在明暗相间的特点。

实验分析通过对实验结果的观察和分析,我们可以得出以下结论:1. 光的衍射是光通过一个物体的边缘或孔径时发生的现象,它是光的波动性的重要表现。

2. 衍射现象的特点是产生一系列亮暗相间的条纹,这些条纹的间距和方向取决于光源的波长和光栅的特性。

3. 光的衍射现象可以通过CCD设备进行观察和记录,CCD技术的应用使得实验过程更加方便和准确。

4. 通过调整光栅与CCD设备的距离和角度,我们可以控制和改变衍射现象的特性,进一步研究和理解光的衍射现象。

结论CCD衍射实验是一种通过CCD技术来观察和研究光的衍射现象的实验。

ccd衍射实验报告

ccd衍射实验报告

CCD衍射实验报告引言衍射是光通过一个孔或者绕过一个物体时发生的现象,它是光学中非常重要的现象之一。

CCD(电荷耦合器件)作为一种高灵敏度的光学探测器,被广泛应用于科学研究和工业生产中。

本实验旨在通过CCD衍射实验,研究衍射现象并观察CCD的工作原理。

实验步骤1.实验准备:–将CCD插入CCD支架,确保插入正确并牢固。

–将激光器放置在实验台上,调整位置使得激光束垂直射向CCD。

–打开激光器电源,并调节激光束的强度和稳定性。

2.清洁CCD:–使用无尘布轻轻擦拭CCD表面,确保其清洁无尘。

D位置调整:–调整CCD支架,使得CCD与激光束平行。

可通过观察激光束在CCD上的投影来调整位置。

4.实验一:单缝衍射–在支架上固定一块单缝板,调整板的宽度和位置。

–打开激光器,将激光束经过单缝板射向CCD。

–调整CCD的焦距和曝光时间,观察单缝衍射的图像。

5.实验二:双缝干涉–在支架上固定一块双缝板,调整板的宽度和间距。

–打开激光器,将激光束经过双缝板射向CCD。

–调整CCD的焦距和曝光时间,观察双缝干涉的图像。

6.实验三:衍射光栅–将光栅固定在支架上,调整光栅的位置和角度。

–打开激光器,将激光束经过光栅射向CCD。

–调整CCD的焦距和曝光时间,观察衍射光栅的图像。

7.数据处理:–导出CCD图像数据并进行处理。

–分析图像中的衍射模式,计算出衍射的角度和间距。

–绘制相关的图表和曲线,得出实验结论。

结论通过CCD衍射实验,我们观察到了单缝衍射、双缝干涉和衍射光栅的图像,并成功进行了数据处理和分析。

实验结果与理论预期相符,验证了衍射现象的存在和CCD的工作原理。

CCD作为一种高灵敏度的光学探测器,在科学研究和工业应用中有着广泛的应用前景。

参考文献[1] 张三, 王五. 光学实验教程. 北京:科学出版社, 2010.[2] 李四, 赵六. CCD原理与应用. 上海:上海科学技术出版社, 2015.。

CCD采集衍射图样的数据拟合技术

CCD采集衍射图样的数据拟合技术

CCD采集衍射图样的数据拟合技术
陆彪;王彦;赵光兴
【期刊名称】《安徽工业大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2005(022)003
【摘要】分析了CCD所采集数据的处理,提出了运用MATLAB对数据进行拟合并建立数学模型的方法,对数学模型评价进行了讨论.研究表明,由此建立的数学模型给衍射光学研究提供了很好的辅助手段.
【总页数】3页(P276-278)
【作者】陆彪;王彦;赵光兴
【作者单位】安徽工业大学,电气信息学院,安徽,马鞍山,243002;安徽工业大学,电气信息学院,安徽,马鞍山,243002;安徽工业大学,电气信息学院,安徽,马鞍山,243002【正文语种】中文
【中图分类】TH741
【相关文献】
1.TDICCD相机数据采集与图像处理技术 [J], 李本亮
D应用中的高速图象数据采集技术 [J], 李永远;黄巧林
3.用二相双列线阵CCD器件实时采集衍射图样 [J], 陈飞明;曹万民;韩苏雷;杨会霞
4.实用CCD驱动器及CCD数据采集系统 [J], 白瑞林;赵志武
5.高速CCD数据采集系统及接口技术 [J], 涂宇宁
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CCD X射线单晶衍射仪的数据收集策略方瑞琴张献明*(山西师范大学化学与材料科学学院,山西临汾041004)摘要根据CCD X射线单晶衍射仪的结构和单晶体的对称性特点,运用正交实验法设计数据收集方案,并从常用的数据评价指标和耗用机时方面进行多指标分析,研究参数设置对数据的影响,在保证数据质量和完整度的前提下,寻求最佳的策略以缩短数据收集时间,降低成本,提高仪器的利用率。

关键词正交设计,CCD X射线单晶衍射仪,数据收集方案引言近年来,随着化学、晶体学、生物和医学等学科的发展,新颖物质的合成速度也在逐渐加快,波谱分析和各种衍射方法成为研究这些物质微观结构必不可少的手段。

与其他分析方法相比,X射线单晶结构分析可以测量晶体中周期排列的原子与X射线所产生的衍射线的方向和强度,进而根据晶体学理论推倒出原子的精确空间位置、分子的准确结构和化学组成及其在三维空间的排列堆积等信息,它凭借其自身的优点成为探测物质微观结构的一种强有力的手段,并且日益受到人们的青睐[1-4]。

国内外许多著名的学术刊物在报道物质的合成和性质时,多要求提供分子的准确结构,这使得更多的科学工作者借助培养单晶的方法进行化合物的表征。

目前国内仅有几十台X射线单晶衍射仪,远不能满足大量样品的测试需求,较长的测样机时不仅限制采集数据的速度,还会导致有些单晶样品在长时间的排队过程中分解和变质,这对于科研工作的开展无疑是很大的损失。

因而如何高效地利用单晶衍射仪采集质量优良的数据已成为广大科研人员非常关心的问题。

为了提高样品的测试速度和仪器的利用率,人们往往根据经验对测试参数进行设置,例如加大扫描步长或减少收集范围,但这样难免引起一些数据的缺陷。

可是如果一味追求高质量数据,采用耗时较长的收集方案,不仅影响测试速度,还会增加仪器损耗和测试成本。

目前我们所关心的问题是如何设计实验可以花较少的时间测得最佳的数据, 但实验涉及到较多的影响参数和数据评价指标,是一个比较复杂的问题。

本文首次采用正交法设计实验方案,通过相关的分析方法研究收集方案中参数设置对实验结果的影响,对解决这类问题提供了一些可行的方案和适当的数据收集策略。

1 数据收集原理及可行性分析由于晶体对称性的原因,衍射球中存在大量的等效点,因而需要根据晶体的对称性确定衍射球中的数据收集范围。

根据Friedel定律,三斜晶系的晶体收集半球即可,单斜晶系只需略大于1/4球的范围,相应地,正交晶系采集1/8球范围,对称性越高,独立衍射区越小,理论上所需收集的范围越小,这是节约测样机时的一个重要依据。

不过,由于多测一些数据有利于确定晶体的对称性,提高结构数据的精度,甚至帮助确定非中心对称晶体的绝对结构,因而数据收集方案的选择就需要综合考虑各个影响实验指标的因素,才能以较少的时间得到较完整和准确的衍射数据。

X射线单晶衍射仪探测到的衍射数据的质量与许多因素有关,例如晶体本身的质量,晶体与准直器的大小,晶体与探测器间的距离d,收集范围,扫描方式,扫描步长,曝光时间,电压和电流等[2]。

德国Bruker公司的CCD X射线单晶衍射仪是目前常用的一种面探测器衍射仪,图1为测角仪部分,它连接探测器和载晶台并控制探测器和晶体的空间取向。

图中标示了2θ, ω,ф和χ,其中χ角被固定,测角器安装在ω圆上,载晶台位于ф圆,CCD探测器安装在测角仪的一个臂上沿着2θ圆运转。

图1 固定了χ的三圆测角仪在完成晶体的安置并得到晶胞参数后,可以根据晶体晶胞的对称性和衍射点的状况确定数据收集方案。

通常所用的扫描方式有ω扫描和ф扫描,在仪器的控制软件SMART中,可供选择的数据收集方案有四种:即Singlerun,Hemisphere,Multirun和Quadrant, 其中Singlerun 是ф扫描,因为ф扫描不常用到,所以本文仅对ω扫描进行讨论。

表1为半球收集的Hemisphere方案,由于仪器本身的设置,收集方案中可变参数只有收集范围Run# ,扫描步长Width,每个范围的照片帧数#Frames和曝光时间Time。

表1Hemisphere的收集方案Run# Frame# 2-Theta Omega Phi Chi Axis Width #Frames Time1 001 -28.00 -28.00 0.00 54.742 -0.300 600 10.002 001 -28.00 -28.00 90.00 54.74 2 -0.300 435 10.003 001 -28.00 -28.00 180.00 54.74 2 -0.300 230 10.004 001 -28.00 -28.00 0.00 54.74 2 -0.300 50 10.002 正交实验设计正交设计法是合理安排实验,减少实验次数,节省人力、物力、时间,并获得最佳工作条件的一种方法。

这里运用正交表设计多指标实验,采用多种分析方法研究收集方案对实验指标的影响,并对数据质量和收集方案的优劣进行了综合评价。

2.1 样品和实验参数所选样品为质量好的透明没有裂纹的黄色块状的晶体,尺寸为0.17mm×0.13mm×0.11mm,晶胞参数a=8.5817Å, b=12.2897Å, c=15.5110Å,α=90.0000°, β=100.8017°, γ=90.0000°, V=1606.913Å3,由于单斜晶系晶体出现的概率较大,所以本样品具有一定的代表性。

数据收集时均采用电压50kV,电流30mA。

实验除了采用软件提供的Hemisphere、Multirun 和Quadrant还根据晶体对称性增加了Run=2(Phi=0,90)方案。

2. 2 正交实验的影响因素和水平数据收集方案中可变参数有Run,Width,Frames和Time,由于Frames与Width直接相关,所以本实验选择Run,Width和Time作为三个因素,每个因素选取四个水平。

对于这个三因素四水平的实验,选用L16(45)正交表进行正交分析,影响因素和水平表见表2。

考虑到同一晶体在数据采集过程中可能发生的衰变,实验以随机顺序进行。

需要说明的是,在软件对Hemisphere方案的默认设置中,每个范围拍摄的照片帧数Frames不相等, 因此对不同扫描步长Width与Frames的对应情况也做了相应设置,见表3。

表2 影响因素和水平表3 正交实验结果与讨论根据所选的L16(45)正交表列出16组实验,分别进行数据收集、还原和解析,解析时将每组数据的2theta角都限制在54度,然后比较解析过程中和cif文件里的Completeness、R int、R(sigma)、R1for I>2sigma和wR2for all等因子。

表4为正交实验方案和结果,列出了常用的数据质量评价指标和耗用机时等8项指标的结果;表5为直观分析表,可以通过极差值反映三个因素对各实验指标的影响大小;图2为各指标随因素水平变化的效应曲线图,可直观地反映三个因素的水平变化对于实验指标的影响趋势。

表6和表7是与优序数多指标分析相关的结果。

3.1 正交实验结果表4为正交实验的方案和结果,其中实验指标被分成四组:第1组为晶胞误差(Esd of V)和反映结构模型与“真实”结构差异的残差因子(包括R int, R(sigma), R1 for I>2sigma, wR2 for all),它们决定数据质量,值越小,数据越可靠;第2组为反映数据完整程度的Completeness,值越大数据越完整;第3组是独立衍射点数unique与收集到的衍射点数collected;第4组是耗用机时,直接关系到测试样品的速度和测试成本。

表4 L16(45)正交实验方案及结果注:Esd of V:数据还原得到的p4p文件中晶胞体积的误差;collected/unique:收集到的衍射点与独立衍射点数;Completeness:反映数据的完整程度;R(sigma):整套数据的信噪比,反映衍射数据的整体质量;Rint:表示等价衍射点在衍射强度上的差异;R1和wR2是用来说明结构模型与真实结构差异的残差因子, R1 for I>2sigma是对于可观测点的R1值,wR2 for all data:是对全部衍射点的wR2值[2]。

3.2 直观分析对于这一系列多指标的正交实验,可以按照直观分析表5中的极差R值,分别分析三个因素Run、Width、Time对各组指标的影响大小,R越大,相应的因素对指标的影响越大。

由此可以发现:1. 在决定数据质量的第1组实验指标的影响因素中,扫描步长Width是最主要的,也就是说数据的质量与Width有很大的关系,接下来的优序数多指标分析的结果也验证了这个结论;2. 收集范围Run对数据的完整程度completeness(第2组指标)和独立衍射点的百分比Unique/Collected(第3组指标)的影响相对较大。

由表4可见,16组实验中独立衍射点数Unique变化不大,但总衍射点数Collected随Run的增大变化明显;3.三个影响因素Run、Width和Time都与耗用机时(第4组指标)有直接关系,Run越大,Width越小,Time越大,耗用机时越长。

4. 曝光时间Time对于各组实验指标都不是主要的影响因素,只要选择适当即可。

表5 直观分析表注:I i为各列中因素水平为i的评价指标的均值;极差R=(I i)max-(I i)min, 反映相应因素作用的大小。

3.3 效应曲线分析与直观分析表相比,效应曲线图可直观地反映因素对实验指标的影响趋势。

图2分别以Run, Width, Time为横坐标,以各实验指标的均值为纵坐标作图,从曲线图的变化趋势可见:1. Run和Width对晶胞误差(Esd of V)的影响明显,增大Run或减小Width都是减小晶胞误差的有利手段;2. 独立衍射点与收集到的衍射点的比值(Unique/ Collected )随Run 增大而减小,而Width 和Time 与其关系不大;3.反映数据质量和完整度的R int 、R(sigma)、R 1 for I>2sigma 、wR 2 for all 及Completeness 随各因素的变化趋势都非常小,几乎是平行于横轴的直线,说明质量好的晶体对于收集方案的选择并不敏感。

0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0V a l u eRun0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0V a l u eW i d t h ( o)0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0V a l u eTime(s) 121416180.00.10.20.30.40.50.60.70.80.9i q u e m a V a l u eT i m e (s )图2 各指标随因素水平变化的效应曲线图3.4 优序法多指标分析对于多指标的正交实验,通过一个实验指标很难判断数据的整体质量和收集方案的优劣,因此本文采用优序法多指标分析进行数据质量的综合评价 [5],进而比较16组实验方案的优劣并得出相应的结论。

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