基于声发射的阀门泄漏检测及标定方法的研究

基于阀门泄漏产生声发射信号的原理,建立了可用于测试阀门泄漏率低于0.1Pa.m3/s的微小泄漏状态的声发射检测系统,采用气泡法对阀门微小泄漏进行标定。针对声发射信号在检测中易受环境噪声干扰的问题,设计了信号调理电路来降低各种噪声,并编制了LabVIEW程序对采集的声发射信号进行分析和处理。以手动球阀为被测对象,在建立的系统上进行了大量泄漏检测实验,结果表明,该系统能快速方便地对阀门微小泄漏做出定性分析。     

流式细胞仪液流聚焦系统仿真分析与设计

使用FLUENT对流式细胞仪液流系统中的核心部件流动室进行了流体仿真分析。探讨了样品流速、鞘液流速、进样针位置对聚焦效果的影响,分析了鞘液不对称进样的实施可能性,以及对鞘液脉动性的补偿措施。搭建了流式平台进行荧光微球的CV值测定,其变化趋势与仿真结果较为吻合。仿真结果为流式细胞仪液流系统的设计提供了参考依据。     

基于迪恩涡流的流式三维聚焦芯片设计和仿真

根据迪恩涡流理论,设计了一个利用平面微加工工艺可以制作的流式三维聚焦芯片,并用FLUENT进行了仿真分析。研究了在弯管结构中,迪恩涡流的变化过程,以及样品被聚焦的过程。分析了不同的样品流速、鞘液流速对聚焦效果的影响。仿真结果验证了流式三维聚焦芯片的功能,并为三维聚焦系统控制提供了依据。     

快速定量检测细菌的FCM系统研制及性能评估

为了实现对饮用水中细菌快速定量检测,建立了基于流式细胞术的高通量定量检测系统。对该系统的信号采集系统、绝对计数方法以及在细菌检测方面的综合性能进行了研究和评估。根据饮用水中典型细菌的荧光染料及其荧光激发光谱特点,介绍了流式细胞术快速检测细菌的工作原理及硬件平台。通过简化细菌的荧光信号强度计算模型,评估了信号采集系统的信噪比。建立了基于流量传感器的绝对计数方法,将检测系统与以参比微球法进行绝对计数的BD LSR Fortessa进行了一系列对比实验和统计学分析,测试和评估了检测系统在饮用水中细菌检测的综合性能水平。实验结果表明:对于4MHz宽带的荧光信号,信号采集系统的信噪比可达86dB;对于一定浓度内的微球,系统对它测试cv值低于2%,与BD仪器测试结果的相关系数高达0.999 6,对等比例稀释的微球测试线性度高达0.999 8,最低可检测细菌浓度可达10~2 particles/mL;系统对E.coli和S.aureus含量测试结果的cv值均低于7%,与BD仪器测试结果的相关系数均高于0.995 9,两仪器测试结果的相对误差均在4%以内。该仪器能实现对细菌的高精度快速定量检测,为饮用水中典型细菌快速检测仪器的开发提供了参考。     

以FPGA为核心的流式细胞仪控制系统设计

设计了一种以 FPGA为核心的流式细胞仪控制系统。利用 FPGA 高速度、多接口和丰富的逻辑资源等优势,原本庞大复杂,可能拥有几十个电路板,上百甚至上千个芯片的流式细胞仪控制系统,被一个只有十几个芯片的简单电路板取代。这些改进增加了整个系统的可靠性,使其工作速度可以提升到百兆赫兹。很多在原有流式细胞仪控制系统中很难解决的问题,比如多通道数据同步、寻峰、积分等,在 FPGA 算法中被简单实现。这套系统实现了8路A/D数据同步采集,16路D/A输出,若干数字 I/O输出,在实验中稳定实现了流式细胞仪的各种控制操作,并采集了校准小球测试数据,8峰可以明显区分。     

流式细胞仪样品流速及聚焦流测量方法研究

为提高流式细胞仪的探测分辨率和数据检测的稳定性,需要精确控制样品流速,并分析样品流速和鞘液流速对样品聚焦流的影响,可通过样品聚焦流直径和样品聚焦流在流动室流道中的相对位置来评价样品的聚焦状况。利用蠕动泵运动特点,设计了一种平均流量称重法测量样品流速的方法,并与微流量传感器测量结果作比较;采用最小二乘法线性拟合蠕动泵的控制电压和样品流速之间的函数关系,并采用显微成像法直接测量和分析样品流速和鞘液流速对样品聚焦流直径、偏离流动室流道中心线的距离的影响。实验结果显示,采用平均流量称重法与微流量传感器测得的样品流速的线性相关系数高达0.982 8;蠕动泵的样品流速与其控制电压的线性相关系数高于0.99,说明利用该线性关系可以实现样品流速的精确控制;采用的显微成像法能快速方便地测得样品聚焦流的直径及位置,为流式细胞仪样品流速、鞘液流速的调控以及液流器件组装精度的测试提供了指导方法。     

标准样品盘精密定位算法和自动进样系统研究

针对医疗临床检验仪器小型化、智能化的需求,设计了一种新型的占用仪器空间小的可直接对标准样品盘进样的三维自动进样系统.根据几何学和运动学相关原理,建立了适合于该自动进样系统的精密定位算法;并通过累加迭代算法计算出驱动脉冲数,进一步减小了该系统的定位误差.基于VS 2010平台,采用多线程技术开发了该系统的操作软件.研究结果表明,该系统能快速精确地对标准样品盘进样,并能够满足临床检验仪器小型化的需求,将具有很大的市场前景.