碱性品红薄膜光波导传感元件检测二氧化硫气体的研究

该文利用碱性品红薄膜作为光波导传感元件的敏感层,研制出了一种玻璃光波导酸性气体传感元件,将该元件固定在光波导气体检测系统,检测了SO2气体.该气体传感元件能够检测浓度为5×10-7(体积分数)的SO2气体,其响应和恢复时间分别为3s和8s,相同浓度的其它酸性气体对检测SO2气体干扰较小.该传感元件具有响应快、可逆性好、容易制备等特点.     

Si基微环谐振腔化学传感检测方法研究

提出了一种非标记光化学传感检测方法：光波导谐振谱检测,通过感应环形波导表面有效折射率变化进行化学传感;理论分析,并结合光学测试系统,利用此方法实现了微环谐振腔结构对NaCl离子、结晶紫分子溶液的在线浓度测量,实验得到：其检测灵敏度分别达181.47 pm/10－2,227 nm/（ mol·L－1）,证明了该方法可以应用于化学溶液检测领域。     

甲烷光纤传感检测系统的设计

针对目前煤矿瓦斯气体检测存在测量误差和测量不稳定的问题,文章提出了一种新型的基于甲烷气体光谱吸收特性的甲烷光纤传感检测系统,阐述了甲烷气体浓度的检测原理,介绍了甲烷光纤传感检测系统的工作原理设计、光源选择等。该系统可实现对矿井瓦斯可靠、高效、实时的监测。     

基于气敏传感阵列的人体呼出气体检测与疾病诊断研究

本文目的是致力于探究纳米修饰导电聚合物气敏阵列协同智能信息处理技术构建人体呼出气体检测系统，对人体呼出气体中主要疾病标志物气体(氨气、硫化氢、丙酮)开展实验研究，获取气敏传感阵列在人体疾病状态下的多维响应数据，采用主成分分析算法对响应数据进行特征提取与数据降维，在此基础上构建径向基函数神经网络模型，进一步开展基于人体呼出气体的疾病诊断模型研究，分别采用聚类分析、支持向量机、深度置信网络等方法构建人体疾病诊断模型。结果表明，采用粒子群算法对径向基函数神经网络参数进行优化，有效的减少数据维度与交叉敏感性能的影响，实现了人体呼出气体组分与浓度的高精度预测，研究发现，深度置信网络模型具有较高的诊断准确率，满足人体疾病早期筛查与诊断的要求，对保 障人体健康具有深远的意义。     

基于可调谐激光光谱的气体传感系统的研究

为了准确快速的检测气体浓度,基于可调谐激光吸收光谱法,设计了一套气体传感系统.研制了带有光纤准直的透射式光学传感气室,采用半导体激光器作为光源,气体的吸收光谱信号由光电探测器接收,经锁相放大器检测出谐波信号,用二次谐波和一次谐波的比值来获得气体的浓度,消除了光强波动、粉尘及视窗污染的影响.实验表明,二次谐波和一次谐波的比值与气体浓度值之间的线性相关度可达0.9944,可以准确获得气体的浓度信息.     

嵌入式气体检测系统及其图像分析算法

针对传统气体检测方法的不足,提出了基于嵌入式和卟啉阵列传感器的气体快速检测系统及其图像分析算法。该系统通过USB接口的摄像头采集待测气体与卟啉阵列传感器反应前后的RGB图像信息,再由图像处理算法得到图像中每个卟啉点的颜色变化信息,最后通过模式识别算法得到待测气体种类和浓度。重点研究了检测系统的结构及软件功能的设计,给出了针对卟啉阵列传感图像的图像处理算法及与标准数据库匹配的模式识别算法。通过对氨气等气体进行试验,结果表明该系统及其分析算法能够很好地识别出气体的种类和浓度。     

波长调制技术在掺铒光纤腔内吸收气体传感中的应用

在掺铒光纤腔内吸收气体传感系统进行气体检测时,由于受到放大自发辐射噪声、标准具效应等因素影响,气体浓度检测信号强度和检测浓度极限受到了很大的限制。为了解决上述问题,将广泛应用于可调谐二极管激光器吸收光谱的波长调制技术应用到掺铒光纤腔内吸收传感系统,利用实验分析了二次谐波信噪比与泵浦驱动电流、调制频率以及调制深度的关系,从理论上分析推导的最佳波长调制深度也与实验得到的调制深度非常吻合。采用波长调制技术得到气体传感系统的检测浓度极限为140×10-6。     

防酒驾控制器系统设计

为解决酒后驾驶导致交通事故发生的问题,设计一种基于单片机的智能防酒后驾驶控制器系统,该系统以单片机为核心处理单元,由酒精传感器检测出司机呼出气体酒精浓度,当浓度超标时,该系统能够自动切断汽车启动系统电源并报警,由此实现其控制功能。     

近红外气体吸收检测系统灵敏度分析

本文对影响近红外气体吸收检测系统灵敏度的因素进行了较详细的分析,将二次谐波检测技术和Ring-down腔光谱检测技术应用于传感系统,并以甲烷气体作为样气论证了此浓度检测系统方案的可行性,系统的测量灵敏度为70ppb.     

基于差分吸收检测技术的非色散红外SF6传感器

基于非色散红外吸收原理,以电调制红外光源、采样气室和双元红外探测器组成的红外传感模块为核心,利用差分吸收检测技术设计了一种小型化高性能的SF6气体传感器.利用标准气体进行浓度标定,拟合了SF6气体浓度与电压关系曲线,实现了对SF6气体浓度的准确检测.根据传感器检测误差随环境温度变化的规律,系统研究了温度补偿方法,有效提高了传感器在不同温度下的检测精度.实验结果表明,该传感器系统在环境温度10℃~40℃、气体浓度0~2500×10-6范围内的检测精度小于±50×10-6,分辨率为1×10-6,系统响应时间小于5 s,具有良好的重复性和稳定性.     

基于改进YOLOv5的幽门螺杆菌免疫印迹图像识别

针对幽门螺杆菌免疫印记图像重度依赖医生目测识别,存在效率低、速度慢等问题,提出一种基于改进YOLOv5的幽门螺杆菌免疫印迹图像检测模型。首先对YOLOv5的特征提取器进行优化,采用DenseNet作为新的特征提取器来解决梯度消失问题;然后通过限制最高下采样倍数,使得模型对小目标检测更加灵敏;最后引入Swish激活函数代替原YOLOv5中的LeakyReLU激活函数并改进IoU来获取更加准确的边界信息。在幽门螺杆菌免疫印记图像数据集上验证改进后的模型检测能力,实验结果表明,改进后模型的F1-score高达0.93、mAP@0.5达95.4%、mAP@0.5:0.95达75.6%、每秒检测帧数达54 fps,满足临床上检测时限要求。     

一种小型化多组分气体检测装置的设计

针对传统红外气体探测装置检测气体种类单一和光源稳定性差的缺点,该文设计了一种基于非分光红外(NDIR)技术的多组分气体检测系统。使用四窗口热电堆红外气体探测器,同时检测CO、CO2和HC这3种气体的浓度,并设计了恒功率光源电路,保证了光源发光的稳定性。以内部集成14位ADC和PGA模块的PSoC单片机为核心,相比传统气体探测装置,在保证检测精度的同时,有效减小了外围电路的大小,提高了装置的一体性,同时也降低了成本。设计了LabVIEW上位机,对气体浓度进行实时监测,并给出各组分气体浓度的标定方法。该检测系统成本低,小型化便于携带,探测气体误差在2%以内。     

硬脂酸复合薄膜光波导传感器检测苯乙烯

利用旋转甩涂法将亚甲基蓝(MB)掺杂的硬脂酸复合薄膜固定在钾离子(K+)交换玻璃光波导表面,研制了MB-硬脂酸复合薄膜/K+交换玻璃光波导传感器,并对挥发性有机物蒸气进行检测。实验结果表明,在室温下该传感器对低浓度的苯乙烯蒸气具有较好的重复性和选择性响应,能够检测到1×10-7(体积分数)的苯乙烯蒸气,其响应和恢复时间分别为12s和28s。该传感器具有灵敏度高、响应-恢复速度快、可逆性好、成本低、容易制作等特点。     

光程可调吸收气室气体传感器研究

光程可调吸收气室可满足光纤气体传感器不同探测灵敏度和量程的需求。介绍了吸收气室的基本结构,并利用TracePro软件对气室进行了光学仿真设计和分析,确定了多次反射池的光学参数。对气室的结构、防腐工艺、密封工艺及光程可调节进行了研究。通过调试和实验测量,结果表明：气室光程可在0.8～30 m范围调节,完全可应用于低浓度气体（对应长光程气室）和高浓度气体（对应短光程气室）的检测。     

影响热导传感器气体检测性能的原因分析

热导气体传感器具有检测范围大，可检测多种气体，检测装置简单、成本低廉等许多优点，但也存在检测精度差、灵敏度低等缺陷，限制了该传感器的广泛应用。文中介绍了热导传感器气体检测的基本原理和传统的检测方法，根据传热学理论建立了热导传感器的热平衡方程，在此基础上对传统气体检测方法进行了分析和研究，得出了传感器温度随被测气体浓度的变化而变化的特性是影响气体检测性能的根本原因的结论，并指出采用恒温检测方法是一个有效的解决办法。     

基于谐波检测的硫化氢气体传感器研究

基于气体光谱吸收原理,提出了一种谐波检测技术和双光路差分法相结合的方法,用于检测硫化氢气体浓度。采用双光路差分法对TDLAS气体检测技术进行了改进,消去了基波分量,在微弱信号检测中使锁定放大器减少了测量误差,提高了系统对二次谐波的检测能力。设计了硫化氢传感器的系统结构,并对其建立了数学模型进行仿真。结果表明,利用谐波检测和双光路差分法对低浓度硫化氢气体有很好的检测效果,验证了该方法的可行性和正确性。     

基于石墨烯/聚二甲基硅氧烷复合材料的正己烷气体传感器

设计了一种基于石墨烯/聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合材料的正己烷电阻式气体传感器.石墨烯/PDMS复合材料是由液相剥离的石墨烯与PDMS在异丙醇中混合而成,该复合材料的导电性与石墨烯含量正相关,电导率逾渗阈值低至0.41 wt%.当石墨烯质量分数为0.45 wt%时,对正己烷的检测极限达到了200×10-9,并且拥有非常好的可重复性.该传感器制备方法简单,成本低,且灵敏度高,在工业领域有非常大的应用潜力.     

硬脂酸复合薄膜光波导元件的气敏性研究

利用旋转-甩涂法将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)-硬脂酸复合薄膜固定在钾离子(K+)交换玻璃光波导表面,研制了PVP-硬脂酸复合薄膜/K+交换玻璃光波导元件,用于对挥发性有机物蒸汽进行检测。实验结果表明,在室温下该元件对低浓度的二甲苯蒸汽仍有较好的重复性和选择性响应,能够检测到1×10-6(体积分数)的二甲苯,其响应和恢复时间分别为9 s和35 s,相对标准偏差为±4.17%。该元件具有灵敏度高、响应-恢复速度快、可逆性好、成本低、容易制作等特点。     

一种新型本征倏逝波型光纤传感器的研究

研究开发了一种新型本征型光纤倏逝波传感器.采用有机玻璃板和大半圆弧高抛光PVC管构成光纤支架,将60/125 μm阶跃多模光纤隔一定距离剥除等长度涂覆层后缠绕于光纤支架上,其无涂覆层部分位于上下两PVC管之间,经化学腐蚀后获得裸芯总长度大于0.5m的新型高灵敏本征型光纤倏逝波传感器.实验结果表明:该传感器对亚甲基蓝的探...