基于作物茎杆生理电容式水分传感器的研究

准确检测作物生长的水分状况,对灌溉决策十分重要。本文介绍了作物茎杆生理电容式水分传感器的原理及电路设计,该传感器可实现对作物生长水分状况的无损检测,通过试验证明该电容传感器测量作物含水量的变化是可行的。基于茎杆生理电容变化的作物水分非破坏性检测技术,研制结构简单、测量准确、抗干扰能力强的作物水分测量传感器,对丰富节水灌溉技术和传感器技术具有重要的意义。     

基于单片机的土壤湿度检测系统设计

根据农田环境的应用需求,为快速、准确地获取农田中土壤体积含水率和水分变化信息,文中研究一种基于单片机的土壤水分检测系统的硬件结构并进行功能设计。利用湿度传感器检测土壤的水分含量,经模数转换器将采集到的湿度模拟信号转换成数字信号,送至单片机进行处理,加上外围电路对水分湿度值进行预设、显示,实现超限报警等功能。通过试验数据表明,该系统性能稳定,能为农田监测、节水灌溉提供有效、可靠的监测手段。     

耦合辐射传输模型的植被含水量遥感改进监测

基于耦合的叶片与冠层辐射传输模型,研究并使用了改进的植被指数提取植被含水量,以实现植被水分含量的遥感监测.使用PROSAIL模拟的高光谱数据,首先对NDVI、WI、NDWI、MSI、CSI及NDII等已有的植被指数提取含水量进行可行性分析比较.结果显示NDVI不能估算出植被含水量,CSI估算能力也不理想,其余四个指数WI,NDWI,NDII,MSI估算植被含水量时相关系数平方在0.76左右;之后对NDWI提取植被含水量进行了敏感因子分析,结果表明NDWI与MCARI具有较好的线性关系,从而得出改进的植被含水量估算方法.该方法可以较好地去除LAI的干扰,估算的相关系数平方提高为0.97,增加了27%,估算残差由初始的0.0156降低为0.00535,减少了65%.     

8031单片机在绝缘材料真空干燥中的应用

准确测定电工绝缘材料真空干燥过程中的含水量,并实现实时在线控制,在绝缘材料真空干燥工艺中具有重要的实践意义,本文论述以8031单片机为核心的微机系统对电工绝缘材料真空干燥过程中水分含量进行了实时在线监测的方法,并给出了硬件结构框图及软件流程图。     

基于LIBS在线分析烧结矿混合料成分及校正水分影响

激光诱导击穿光谱（LIBS）技术以其在线、原位、实时、多元素分析等特点，被应用于烧结矿混合料成分的快速检测。在工业现场中，经过配比后的烧结矿混合料含有一定的水分。笔者通过配制不同含水量的烧结矿混合料样本，研究了混合料中的含水量与光谱强度之间的关系，建立了烧结矿中Fe、Ca、Si、Mg等4种元素的定量分析模型，结果发现含水量对结果的稳定性和准确性都产生了严重影响。在此基础上，笔者提出了一种基于谱线强度相关性匹配的光谱标准化（SICMS）方法，对不同水分区间下的光谱进行修正，将其转换到标准水分区间内的光谱。实验结果表明：样本中的含水量与光谱强度均值之间存在一种线性关系，可以用光谱平均值间接地表示含水量；采用所提光谱标准化方法对不同水分下的光谱进行修正，可以明显提高定量分析结果的稳定性和准确性。     

一种用于融水机油检测的测试装置研究

机油在正常工作时,受温度、湿度的影响,不可避免地会混入水分,长此以往,会使发动机磨损失效。因此,对机油的水融组份进行监测尤为重要。本课题在对国内融水机油检测领域进行相关学习和研究后,设计了一种适用于融水机油检测的平板型电容传感器,利用油水介电常数的巨大差异所引起的电容值的显著变化进行检测,并匹配上后续的检测和调理电路,使其转换成直流电压输出。经调试以后,该电路对电容值的变化能较好地响应,含水量的分辨率较明显。     

雾霾的实时监测

雾霾天气越来越严重,对大家的生活影响越来越大。但是在对雾霾监测的技术上,却没有足够的成果来实现对雾霾的监测。本论文是基于51单片机原理,针对水分含量和杂质颗粒浓度大小,利用水分传感器和杂质颗粒浓度传感器来检测雾霾的大小,从而显示雾霾的严重程度。该雾霾监测仪可以精确的监测雾霾浓度,从而判断对实时雾霾应该采取什么办法进行预防和控制。     

基于超表面透镜天线的小麦含水量微波检测系统设计

控制小麦含水量在安全范围内对小麦品质安全具有重要意义,而对小麦含水量的高精度快速检测是决定控制过程实施的关键因素。提出了一种基于超表面透镜天线的小麦含水量微波检测系统,能够对小麦含水量实现高精度、无损和非接触检测。该系统测量不同含水量小麦在23.5～24.5 GHz的衰减变化特性,通过与标准干燥法测得的小麦实际含水量建立线性回归方程(决定系数R²=0.994 6)作为小麦含水量的预测模型。选取72份小麦样本进行含水量预测,预测结果的均方根误差(Root Mean Square Error, RMSE)为0.193%,平均绝对误差(Mean Absolute Error, MAE)为0.16%,最大相对误差(Maximum Relative Error, MRE)为5.25%。结果表明,提出的基于超表面透镜天线的微波检测系统是检测小麦含水量的有效方法。     

粮食烘干过程中水分在线检测系统研究

针对粮食烘干时水分检测的特点和要求,采用微波无损检测技术,设计了粮食水分在线式检测系统,实现了对粮食烘干过程中水分含量的实时、连续检测。重点介绍了粮食烘干过程中水分检测原理、系统组成结构、数据采集及结果分析。试验结果表明,水分在线式检测系统检测范围为10%-21%,测量精度±0.5%,完全可以满足粮食烘干过程中水分含量实时检测的需要。本文网络版地址:http://www.eepw.com.cn/article/233864.htm     

基于微波的粮食水分检测系统设计

针对粮食水分快速检测的特点和要求,研制了基于微波的粮食水分检测系统,采用微波无损检测方法实现了对粮食水分含量的实时、连续检测。微波发生器产生10．5GHz的微波信号,经基于自由空间传输检测技术的微波传感器,与粮食非接触作用,信号采集电路对微波信号进行放大滤波,再经A／D转换器AD7806将微波模拟信号转化为数字信号．微控制器PIC18F6527通过采集到的微波信号推算出粮食的水分含量。实验表明该系统水分检测范围为8％～20％,测量精度为0．5％。在粮食收购、储藏、加工等过程中水分含量的检测是可行有效的。     

运用太赫兹时域光谱技术定量分析柴油的含硫量

测量柴油样品的太赫兹时域光谱并对其含硫量进行了定量计算.在0.2 ～1.5 THz范围内,柴油的吸收系数随着太赫兹频率和硫含量呈规律性递增.基于这一变化关系建立起了硫含量与太赫兹吸收系数和频率的多元非线性模型,通过测量柴油的太赫兹光谱代入此模型即可计算出柴油的硫含量.这一结果为太赫兹时域光谱技术应用于柴油含硫量的无损快速检测奠定了理论基础,显示出巨大的应用前景.     

Fuel Property Determination of Biodiesel-Diesel Blends By Terahertz Spectrum

The frequency-dependent absorption characteristics of biodiesel and its blends with conventional diesel fuel have been researched in the spectral range of 0.2-1.5 THz by the terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS). The absorption coefficient presented a regular increasing with biodiesel content. A nonlinear multivariate model that correlating cetane number and solidifying point of bio-diesel blends with absorption coefficient has been established, making the quantitative analysis of fuel properties simple. The results made the cetane number and solidifying point prediction possible by THz-TDS technology and indicated a bright future in practical application.     

生物组织脱水过程的太赫兹时域光谱

利用透射式太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对猪脂肪、肌肉和皮肤三种新鲜组织的持续脱水过程进行在线连续扫描,观察太赫兹波时域谱在组织脱水过程的变化,并分析比较三种组织脱水前后的太赫兹波吸收系数及折射率的改变及差异.结果表明,太赫兹波对新鲜组织含水量的改变十分敏感,新鲜组织的含水量是影响太赫兹波吸收系数的主要因素.同时,不同组织对太赫兹的吸收有明显差异,表明太赫兹光谱技术可以鉴别不同的组织类型.本研究为太赫兹技术在生物医学领域的进一步研究和应用提供了帮助.     

葡萄糖溶液的太赫兹光谱观察

生物有机分子的生物功能必须在其水溶液中实现。太赫兹波对水非常敏感,太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术能够检测生物分子——水分子界面的集体水分子网络动力学变化,是检测和研究生物有机分子溶液的理想工具。本文利用太赫兹时域光谱技术研究了葡萄糖的分子结构,获得葡萄糖及其不同浓度的溶液在室温氮气环境下的太赫兹时域吸收光谱,以及在室温真空环境下的傅里叶远红外光谱(FTFIR)。结果表明葡萄糖溶液对太赫兹波有特征吸收峰,不同浓度的葡萄糖溶液对太赫兹波的吸收各不相同。故使用太赫兹时域光谱技术能够完成葡萄糖及其不同浓度溶液的鉴别。     

基于太赫兹时域光谱技术的农药残留检测方法

太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术是近年来涌现出来的崭新的光谱测量新技术.本研究提出了一种基于THz-TDS技术农药残留检测方法,并以灭多威和乙氧氟草醚两种农药作为实验介质证明此方法的可行性.应用太赫兹时域光谱系统测得了这两种农药的时域光谱信号,利用基于菲涅尔公式的数据处理模型得到了它们在THz波段的折射率谱和吸收系数谱.从实验结果可以看出两种农药在0.2~2.0THz范围内存在明显的特征吸收峰,且差别很大.经分析认为这些吸收峰是由分子的集体振动模式以及分子间相互作用引起,它们是农药分子的指纹吸收光谱,可以应用于分子识别中.本研究证明了THz-TDS技术应用于农药残留检测的可行性,表明其在农药残留检测中具有潜在的应用价值.     

In-Situ Measurement of Vitamin C Content in Commercial Tablet Products by Terahertz Time-Domain

Terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS) was applied to investigate the feasibility of in-situ measuring vitamin C content in commercial tablet products without any pretreatments. Characteristic absorption peaks of vitamin C were analyzed with quantum mechanical calculation to reveal the molecular origin of them. The peak appearing at 1.08 THz was then selected and tested for its suitability as a fingerprint signal for analyzing the vitamin C content in dietary supplement tablets. There are a couple of factors influencing THz absorbance other than concentration. Among those, the effects of tablet thickness and types of excipients in the tablet products were found to be significant, and were corrected with the calibration curve to determine vitamin C concentration in tablet forms. Furthermore, commercial tablet products in the market were analyzed using THz-TDS and the measured vitamin C contents were in good agreement with those determined using a reference method (high-performance liquid chromatography). Thus, our results suggest that THz-TDS can be used for the in-situ analysis of vitamin C in commercial tablet products.     

Non-Destructive Evaluation Method of Pharmaceutical Tablet by Terahertz-Time-Domain Spectroscopy: Application to Sound-Alike Medicines

To evaluate terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS) as a promising tool for discriminating pharmaceutical tablets, THz-TDS has been applied for discrimination between pharmaceutical tablets with sound-alike names. Two sets of medicine tablets with sound-alike names, that is, Amaryl and Almarl, Zyloric and Zantac, are examined in this study. Based on the difference in THz absorption spectra, we have succeeded in distinguishing between sound-alike medicine tablets clearly for each set. The results in this study suggest that THz-TDS is a useful tool that is indispensable for medical security maintenance, such as a non-destructive way to prevent mix-up of medicine.     

太赫兹时域光谱仪中幅值噪声的分析

明确指出太赫兹时域光谱仪系统的幅值噪声的来源为延时线的重合抖动、采样抖动以及飞秒激光功率的波动。通过理论和实验相结合的方法证明,在测量样品的折射率和吸收系数等光学常量时,延时线的重合抖动和采样抖动影响着系统提取的折射率值的精确度;延时线的采样抖动和激光功率波动分别影响着系统提取的吸收系数的高频部分和低频部分的精确度。     

基于太赫兹时域光谱技术的磺胺甲噁唑多晶型现象

磺胺甲噁唑(SMX)作为典型的一类光谱抗生素,经常被用于敏感菌引起的各类感染。由于其晶体内部结构的不同,SMX 将以两种不同的多晶型形式存在。不同晶型常常具有不同的物理化学性质,这些差异可能会对药物的流动性、稳定性以及药效等有较大影响。新兴发展起来的太赫兹光谱技术对于分子间弱的相互作用及大分子的骨架振动、偶极子的旋转和振动跃迁以及晶体中晶格的低频振动吸收都非常敏感,在药物以及生物等领域获得了重要的应用。利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术在室温下对两种不同多晶型SMX 类药物在0.2~1.5 THz 范围内进行了光谱测量,得到对应的吸收谱,发现其在太赫兹波段都有明显的特征吸收峰,可作为其指纹谱用于该类药物多晶型的识别。不同温度下(95~296 K)获得太赫兹时域波形以及对应的频域吸收谱图,结果发现时域波形以及频域吸收谱均与温度呈现规律变化。该研究结果表明THz-TDS 技术药物与生物领域研究、区分药物分子多晶型现象等方面具有重要的应用。     

β-内酰胺类抗生素药物的太赫兹光

-内酰胺类是临床上应用最广泛的抗生素,具有广谱、高效和安全的特点。抗生素的鉴别和质量检查非常重要。相比其他光谱手段,太赫兹光谱具有许多独特的优势。利用太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术在常温下研究了6种临床常用抗生素类药物,获得了它们的太赫兹吸收光谱。测试结果表明:即使分子结构相似,但它们的太赫兹光谱具有明显不同的特征,说明THz-TDS技术能够鉴别这种分子结构的微小差异,可以很好地用于药品检测和分析,在药品的研制、生产和鉴别方面具有很好的应用前景。最后利用Gaussian 03软件计算了青霉素钠分子在0.2~2.5 THz的振动吸收光谱,与实验结果进行比较,并对其振动模式进行指认。