人体无创血糖检测技术

无创血糖检测技术具有无疼痛、无感染、测量简单、测量速度快等优点,能有效地满足糖尿病人实时、频繁监测血糖浓度的需要,是血糖检测技术发展的方向.本文介绍了人体无创血糖检测各种技术的原理、特点及研究进展.指出近红外无创血糖检测是最有前景的无创血糖检测方法之一,是无创检测技术研究的热点.     

基于多信息融合的无创血糖检测系统设计

为了解决糖尿病人血糖检测的有创问题,以生物特征检测技术为基础,设计了一种近红外透射光谱法的多信息融合无创血糖检测系统,并测试了系统性能。通过建立数学模型对该系统实测的数据进行处理,得到人体的血糖值。试验结果表明,本系统与传统血糖仪检测结果的相关系数达到了0.854 2。同时该系统可以对人体血糖变化趋势进行记录,为连续监测血糖值提供了新方法。     

人体无创血糖检测的发展与现状

随着糖尿病的发病率逐年增高,为避免传统有创血糖监测血糖的痛苦,无创血糖监测已经越来越引起人们的重视。无创血糖检测技术就是在不对人体造成伤害的条件下检测人体血糖的方法。该方法可以避免传统试纸测试带来的痛苦,降低检测成本,提高病人测量的依从性,既能增加血糖检测的频率又能获得血糖的动态变化趋势,从而降低了患者糖尿病并发症的发生,同时可以避免针刺可能带来的感染,对于糖尿病人的自我监测具有非常重要的意义。详细介绍了当前各种无创血糖检测技术的原理,分析了各种技术的优缺点,并提供了国内外无创血糖仪的最新成果,还介绍了本人所在课题组所研发的基于代谢守恒原理的无创血糖监测产品。     

一种透皮无创血糖检测系统的设计与实验验证

介绍了一种基于反离子电渗方法的非侵入式血糖监测系统。该系统通过集成恒电流源和双恒电势仪电路,配合高灵敏度介体酶传感器,实现了反离子电渗抽取和抽取至体表葡萄糖的检测。并且通过良好的降噪和提升采样精度的设计,有效提高了测量的准确性。根据所检测的葡萄糖浓度与组织液葡萄糖浓度以及血糖浓度间相对稳定的对应关系,本系统可以自动计算出血糖浓度。经过动物实验验证:该无创血糖监测系统经过一次有创校准后能够实现血糖监测。对比常规的有创测量方法,在动物血糖自然变化状态下,该系统的监测结果能够很好地反映出血糖的平均浓度值;在人为干预动物血糖浓度的情况下,该系统的监测结果能够较好地反映出血糖的变化趋势。     

一种多信息融合无创血糖检测数据处理方法研究

以生物特征检测技术为基础,基于已经构建的无创血糖检测系统进行血糖检测数据分析。以光电检测技术为主,结合其他人体特征信息检测,对人体进行无创血糖测试得到大量数据,建立数学模型并利用算法来计算血糖浓度。与一种常用有创血糖仪检测数据进行对比,有创与无创检测结果的相关系数达到了85.4%,为多信息融合无创血糖检测系统提供了一种有效的数据处理方法。     

人体血糖微创和无创伤快速检测方法

概述国内外人体血糖微创伤检测方法和仪器的现状,介绍近年来人体血糖无创伤检测的研究方法,实验结果以及仪器研究进展,重点介绍近红外吸收光谱和光声光谱方法,并讨论无创伤检测方法存在的问题。微创伤方法能够测得比较准确的血糖值,是血糖测量的主要方法。无创伤血糖检测技术具有无痛、无感染,测量简单、快速等优点,目前尚处于研究阶段。     

无创血糖检测仪温度标定系统的研制

血糖浓度是人体生理参数的一项重要生理指标,无创血糖检测仪能够实时检测血糖浓度。设计了一款针对于无创血糖检测仪的温度标定系统,以对称热传递法为基本方法,完成系统的软硬件设计。实验表明,系统能够完成对无创血糖检测仪的标定,标定后无创血糖检测仪温度参数测量误差为0.1摄氏度,满足仪器对相对精度的要求。     

新型非毒化红外瓦斯传感检测系统研究

提出一种基于非色散性红外检测技术的非毒化红外瓦斯传感器检测系统.它利用瓦斯气体对某一特定波长红外光吸收性能与瓦斯浓度之间存在的确定关系,通过测定特定波长红外光被吸收的程度反映瓦斯浓度值的原理进行工作.详细介绍了非色散性红外吸收气体检测原理,分析了脉动光源与热电探测器信号及热电探测器信号与气体浓度之间的关系,给出了瓦斯浓度的实用测量算法及传感器检测系统的软硬件设计方案.实测结果表明,该传感器检测系统具有标定周期长、测量精度高、不受其他气体影响和不会产生催化中毒等特点,其各项性能指标均已达到实际应用要求.     

基于太赫兹衰减全反射光谱法的无创血糖检测研究

结合太赫兹时域光谱系统,利用棱镜衰减全反射技术,设计了一种太赫兹衰减全反射光谱法的无创血糖检测系统。借助德拜模型分析了皮肤中含水量变化会影响皮肤在太赫兹波段的弛豫作用,得到皮肤复折射率与皮肤含水量的关系,利用菲涅耳公式给出了计算皮肤复折射率实部和虚部的方法。将太赫兹光谱法测得的人体大拇指皮肤复折射率的实部与虚部,与口服葡萄糖耐量试验实际测得的人体血糖浓度进行对比,得到了人体手指皮肤的太赫兹反射谱以及复折射率与人体血糖浓度成正相关的关系,为太赫兹应用于无创血糖浓度检测提供了参考。     

基于光电容积脉搏波法血氧饱和度测量系统研究

血氧饱和度是人体一项重要的生理参数。目前,血氧饱和度检测方法分为有创血氧饱和度检测和基于光电容积脉搏波法的无创血氧饱和度检测。其中,基于光电容积脉搏波法的无创血氧饱和度研究模型采用人体光电容积脉搏波信号作为信息载体进行无创连续的血氧饱和度的检测。该文综述了基于血液容积波法无创血氧饱和度测量原理及测量系统;重点介绍了反射式血氧饱和度检测系统;并对影响血液容积波法无创血氧饱和度测量系统准确性的相关因素进行了归纳与总结。     

无磁热量表中的一种流量校准方法

热量表是计量热流回路所释放热量的智能仪器。它主要由流量传感器、配对温度传感器、主控MCU和液晶显示等部分组成。其中流量计量的准确程序直接决定了热量表的精度等级。论述了以TI MSP430F135作为主控MCU的热量表的工作原理，讨论了该叶轮式无磁热量表流量测量的动态校准原理，并给出软硬件设计及分析。     

基于时间参考点的差动式线阵CCD位移传感器

为了将线阵CCD应用于实际工程的大尺寸位移测量,利用线阵CCD像元空间与输出时间的对应关系,提出了一种差动式测量的线阵CCD位移传感器测量系统。分析了线阵CCD位移测量存在的问题,结合线阵CCD中像元空间与驱动脉冲之间的对应关系,提出一种以时间为参考点的差动式测量方法。该方法用两个空间上对齐、时间上错开半个积分周期的线阵CCD检测透光挡板上等间距分布的透光光线的位置变化;通过计算两个CCD上输出光信号的时间差,用匀速扫描测量原理实现对空间位移的测量。用雷尼绍激光干涉仪对所研制的线阵CCD位移传感器进行了校准,结果显示：在有效测量范围（600.05 mm）内,经过修正后的测量误差可控制在±2 μm以内,验证了用差动法实现线阵CCD大尺寸精密位移测量的可行性。     

锅炉热效率测试结果的影响因素探讨

锅炉的热效率测试中,影响结果的因素很多,如给煤量(以燃煤锅炉为例)的测定方式、给煤热值的采样工作、锅炉给水量的计算、除氧器与锅筒水位的变化、锅炉汽水参数的变化、炉渣量与含碳量的测定等等,这些因素对结果影响较大,而又容易被忽视。针对锅炉热效率测试的实际操作过程,多个易被忽略放过的影响因素进行分析,论述如何搜集基础数据,来得到客观准确的热效率测试结果,指导锅炉运行管理。     

基于激光位移传感器的面角度测量技术研究

针对面角度现场测试需求,利用激光位移传感器的漫反射测量特性,搭建了面角度非接触测量装置,提出了一种结合三坐标测量机和位置敏感探测器对激光位移传感器进行空间坐标化标定的方法,从而构建出精确的面角度测量模型;采用蒙特卡洛法对面角度非接触测量装置的不确定度进行评定,在±25°测量范围内其结果为U=0.044°~0.046°(k=2);通过性能验证试验、重复性试验和稳定性试验对装置的性能指标进行考核,在±25°测量范围内其绝对测量示值误差不超过0.036°,重复性不超过0.004°,稳定性不超过0.021°;实验结果表明该基于激光位移传感器的面角度非接触测量装置准确可靠,具备开展面角度现场测试应用的前景。     

无温度传感器的数控机床进给轴热误差补偿

分析了目前常见的进给轴热误差补偿方法的缺点,如需要多个温度传感器、模型的鲁棒性较差等。提出一种基于无温度传感器的、强鲁棒性的机床进给轴热误差补偿方法,在恒温环境下实现对运动生热导致的热误差的补偿。给出了热误差模型的推导过程以及应用ISIGHT平台进行参数优化的过程。热误差模型基于摩擦生热、热传导和散热机理实时预测滚珠丝杠的温度场,以实现预测并补偿丝杠热误差的目的。在一台立式加工中心VMC850上对x、y、z轴进行了热误差测试并给出了模型的仿真效果。在另一台立式加工中心VMC850上采用激光干涉仪进行了热误差补偿前后的对比试验和加工对比试验。试验结果表明,该热补偿方法具有很高的精度稳定性和强鲁棒性。     

基于双阵元超声波接收阵列的风矢量测量

针对当前超声波测风仪测量精度不高及抑制噪声干扰能力不强的问题,提出了一种双阵元超声波接收阵列结构及基于该结构的风矢量测量方法。首先,设计了一种基于超声波测风原理的风速风向测量系统结构,该结构中包含一个超声波发射阵元和两个超声波接收阵元;然后,依据该系统结构给出了一种基于相关方法的超声波时延估计算法,根据超声波传输时间与风矢量之间的关系可直接获得风速风向值。最后,通过仿真实验对所提方法的可行性与有效性进行了验证,且通过搭建的双阵元超声波阵列测风系统对所提方法进行了实测数据验证。实验结果表明:设计的结构简单易实现,算法稳定计算复杂度低,并且具有较高的噪声抑制能力。实测环境下风速测量的最大相对误差为2.3%、风向角测量的最大测量误差为-1.5°,基本达到了风矢量测量仪的技术要求。     

Autonomous navigation of robotic units in mobile sensor network

This work is motivated by the problem of detecting buried anti-tank and anti-personnel mines in roads or some border regions. The problem is tried to be solved by use of small mobile robotic sensors and their some abilities such as measurement of local fields, navigation around a region, communications with each other, and constituting team within a mission area. The aim of this work is to investigate the navigation problem for the team behavior of mobile sensors within a potential field available in a small-scale environment such as an indoor area or an outdoor region. The mobile sensor network here is a collection of robotic units with sensing capability of earth magnetic field anomalies. A new kind of positioning system is needed for their collective behavior. In this work, a new method of navigation is proposed as a local positioning system. It utilizes ultrasound and radio frequency information to determine the coordinates of the points inside the operational area. The method proposed here is compared with the ultra wideband ranging ping–pong method that is used widely in recent applications. A time division multiple access method is used for the communications among the mobile sensors. The results on the positioning methods together with several simulations and experimental works are given. It is shown that the positioning method utilizing ultrasound–radio frequency method can give fairly good results.     

基于图像分析的多参数物料检测系统研究

针对物料传输系统中被检物料形状尺寸多样性、包装破损情况识别难等问题,以LabVIEW和NI Vision为开发平台,设计了一套物料多参数检测系统。该系统集CCD摄像机、光电传感器、超声测距传感器、称重传感器等多传感于一体,可根据用户的工作要求对传送带的运动方向和运动速度进行控制,对物料重量、高度进行检测;利用形态学滤波与边缘检测等图像处理的方法,对物料在传送带上的传输速度、传输量、尺寸以及包装是否破损等情况进行检测;所有检测结果通过人机交互界面进行显示,同时对参数信息进行统一存储,以备用户查用。研究结果表明,该系统运行稳定,操作简单,各参数平均测量误差在测量范围的5%以内,可检测最小破损面积为1 cm2,满足实际应用要求,有效提高了生产线的物料检测效率。     

基于传热正反模型的动态测温方法研究

为减少热惯性温度传感器的动态测温误差,提出了基于传热模型和反演算法的动态测温方法,其实质是将求解被测对象的真实温度转化为一个优化问题.该方法首先建立温度传感器非线性非定常瞬态传热正模型和有限元求解方程,并进行实验验证.在此基础上,推导了瞬态传热一阶敏度计算公式,建立了温度传感器的非稳态反演传热模型,结合快速反演算法,反求作为边界条件的被测对象真实温度.将所提出的动态测温方法应用于具有内外两层套管、传热过程复杂的复合温度传感器.实验和仿真结果均表明,正向模型的仿真值与测量值相比最大误差小于5℃,反演求解的被测对象真实温度误差不超过1％,热响应时间由548 s缩短到106s.应用实例分析结果表明,所提出的动态测温方法具有较高的准确性和快速性.     

压电应变传感特性的理论分析与实验研究

提出了一种通过测量动态应变实现工程中低频振动监测的方法.在对动态应变压电传感特性进行理论分析的基础上,对压电传感元件在不同激振频率下(0.1~40.0Hz)的动态响应进行了实验研究,实验给出了较好的测量精度.结果表明,压电传感元件灵敏度高、频响范围宽、响应时间快,符合工程中低频振动测量的要求.