基于微透镜阵列的多通道光寻址电位传感器研

为了提高化学和生物图像传感器的成像速度和简化成像系统,提出了一种基于微透镜阵列的多通道光寻址电位传感器.利用微透镜阵列把单束激光转化成点阵,通过多频率斩波器,得到不同频率的光点阵列用作光寻址电位传感器的光源,从而实现多点同时检测.实验结果表明该系统具有良好的频域分辨率,通过数字补偿技术可获得各个检测点的电流电压特性曲线,证明可实现多点同时检测.该系统可以用于光寻址电位传感器和扫描光感阻抗传感器的快速成像,以及多通道化学生物图像检测.     

结合LAPS及纳米多孔硅的气体传感器研究#

结合光寻址电位传感器及纳米多孔硅技术研制了一种新型的气体传感器.该传感器结合光寻址电位传感器的微机电系统工艺和平面器件特点以及纳米多孔硅的高灵敏度特性,对实现进一步细胞代谢气体的检测提供了一种可能的手段.初步实验结果表明,在室温条件下,该气体传感器对于乙醇气体具有较明显的响应,并具有一定的浓度梯度特性,证明该传感器的设计是可行的.     

H~＋敏LAPS及其信号检测系统的研制

Ｈ＋敏光寻址电位传感器采用电解质Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＯ２—Ｓｉ结构，取光响应曲线的拐点电位值作为测量ｐＨ的输出参数．整个信号检测和数据处理过程在微处理器控制下实现．传感器的灵敏度为４８ｍＶ／ｐＨ．     

碳纤维温度传感器的感温机理及其应用研究

针对连续流光寻址电位传感器微分析系统样品溶液消耗量大的问题,本文提出了一种液滴型光寻址电位传感器微流控芯片系统。该液滴芯片以电渗微泵驱动微流体,通过电渗流动将样品溶液引流至微流路内,形成单个样品液滴。研究了样品液滴I/t特性曲线,当样品液滴流经检测点时,光电流突然升高至0.1 μA左右,当样品液滴流出检测点时,光电流降至最小。研究了不同pH值、体积均为1 μL样品液滴的I/V特性曲线,得出光寻址电位传感器的灵敏度为45.9 mV/pH;其它条件不变,改变微流路深度,获得不同pH值体积均为200 nL的样品液滴的I/V特性曲线,得出光寻址电位传感器的灵敏度为47.5 mV/pH。结果表明,可以通过减小流路深度将所需测试样品的体积减少至200 nL。该液滴型光寻址电位传感器微分析系统有望应用于微量化学/生物样品的分析。     

多径线性调频信号的循环相关检测及性能分析

针对复线性调频信号在多径条件下的循环相关检测问题进行研究。利用循环平稳信号的循环相关特性，分析了多径条件下复线性调频信号的循环相关特性，在此基础上从连续和离散两方面构造了基于循环自相关包络的检测统计量，然后分析了检测性能，推导了检测统计量的输出信噪比表达式，从中可看出输出信噪比较输入信噪比和单径条件下的输出信噪比都有了较大提高。最后采用计算机从输出信噪比和虚警概率两方面进行了仿真，得到了基于循环自相关包络检测统计量的检测性能曲线，仿真试验验证了本文的结论。     

光寻址电位传感器阵列信号处理仿真研究

基于微透镜和频率调制盘的设计,提出了光寻址电位传感器阵列(LAPS)中光脉冲阵列的频率调制方法和基本的测量系统.采用Matlab对LAPS阵列可能检测到的光电流信号进行快速傅立叶变换(FFT)和小波分析的仿真.从仿真得到的频谱图,各频率的脉冲光所对应的光电流能够分辨出来,进一步证明多频率脉冲光源LAPS传感器阵列具有很好的频域分辨率,从而得到LAPS阵列对应各个传感元的信号,为实际LAPS阵列器件的制作和信号处理提供了理论依据.     

集成多传感器的环境监测电子舌的研究

研发了一种基于硅基底的环境监测新型电子舌,用于在线检测锌、镉、铅、铜、铁和铬6种痕量重金属元素.系统由一个电化学微电极阵列和两个光寻址电位传感器组成.其中微电极阵列由8×8个直径为10 μm的金微电极组成,采用方波阳极溶出伏安法实现锌、镉、铅和铜4种元素的快速检测.另外在硅基底的两个2 mm×2 mm的金膜表面,分别沉积铁离子和铬离子选择性薄膜,实现光寻址电位传感器,用来实时检测铁和铬2种元素.实验结果表明,本文方法具有所需样品少、操作方便、检测速度快以及灵敏度高等优点,检出限可达到微克/升级.     

小波变换在神经细胞传感器信号去噪中的应用

将神经元培养在半导体传感器芯片表面,构建出能够对细胞电生理特性进行长时程无损测量的神经细胞传感器,具有广阔的生物医学应用前景.由于生物信号非常微弱,采集到的信号往往难以满足实际检测的需要.本研究针对培养在光寻址电位传感器(LAPS)芯片表面的PC12细胞的胞外电生理信号,采用小波变换方法对其进行去噪处理.通过小波变换将信号分解为不同层次的小波系数,得到每一层的阈值.并根据每一层系数特点,按阈值进行分别处理,得到新的小波系数,最后根据该系数,重构了信号.对去噪后的信号进行频谱分析,发现有效信号频率集中在小于2 kHz的范围内,信噪比得到提高,表明小波变换是神经细胞传感器信号去噪的有效方法.     

微悬臂梁压阻桥式传感器的微弱信号检测技术研究

针对微悬臂梁压阻桥式传感器的输出信号非常微弱的特点,设计了基于该类传感器的微弱信号检测电路,采用锁相放大技术来提取淹没在强噪声背景下的微弱信号,通过理论和实验证明:该设计方法很好地提取了反映变化量性质的有用信号,同时也很好地提高了系统的信噪比,满足了实际情况的需要。     

基于光电复合传感器的重金属检测算法的研究

基于光寻址电位传感器(Light Addressable Potentiometric Sensor,LAPS)和微电极阵列传感器(Microelectrode Array Sensor,MEA)的复合传感器件,作为无线传感器网络的敏感元件,已应用于水环境痕量重金属的检测中.本文基于该光电复合传感器,分别对LAPS及M...     

基于微纳传感器的有毒有害气体检测方法研究

提出了一种基于微纳电离型传感器的苯类毒害气体检测方法,构建基于微电离型微纳气体传感器构成的毒害气体检测系统,在室温常压、相对湿度75%的实验条件下分别检测0.01mg/m^3～0.3mg/m^3等8个浓度梯度的苯和甲苯气体,采用双层叠加非线性信号分析检测数据,依据信噪比特征值实现气体浓度的区分,以特征值对应的参量作为气体种类的判断。检测过程中,传感器工作在可逆电离平衡状态,并且具有无毒害、重复性好、无需预热等优点,在有毒有害气体检测领域具有广阔前景。     

基于GMR传感器的金属表面缺陷检测系统设计

随着经济的发展汽车越来越普及,有些关键部位的零件如制动盘和转向节,在制造和使用的过程中容易产生一些细小的裂纹,这就需要在不给被测物体造成负面影响的前提下对关键零器件进行检测;针对传统的涡流传感器进行有限元仿真,分析了激励线圈和被测金属耦合时的传感特性;设计了一种基于GMR芯片检测微裂纹的探针,并开发了相应的测试系统;分析了GMR芯片敏感轴对检测结果的影响,采用小波分析的方法对数据进行处理,提高了信号的信噪比;实验结果表明,该探头灵敏度高,通过调整激励频率可以检测金属表面以下5mm处的缺陷。     

光寻址电位传感器信号的实时采集与数据管理——基于数据库和TeeChart的实时动态采集、显示和管理

光寻址电位传感器(LAPS)是一种基于集成电路制造技术的传感器,在生物化学领域有着广泛的应用前景。使用专用图表控件和数据库技术为LAPS测控系统建立了数据采集与管理系统,实现了LAPS输出信号的实时采集与动态显示,并采用数据库的形式对检测结果进行实时存储和历史查询,有助于进一步推进LAPS系统在应用领域的发展。     

噪声环境下的汉语声调识别

利用语音信号与噪声信号具有不同相关特性的特点,提出了一种新的加权自相关基频检测算法,该方法可以提高噪声环境下基音检测的准确性。在分类器设计方面,通过引入支持矢量机,进一步提高低信噪比下的汉语声调识别率。实验结果表明,新方法对提高噪声环境下的声调识别效果是十分有效的。     

噪声环境下的汉语声调识别

利用语音信号与噪声信号具有不同相关特性的特点,提出了一种新的加权自相关基频检测算法,该方法可以提高噪声环境下基音检测的准确性。在分类器设计方面,通过引入支持矢量机,进一步提高低信噪比下的汉语声调识别率。实验结果表明,新方法对提高噪声环境下的声调识别效果是十分有效的。     

基于光电复合传感器的重金属原位监测系统嵌入式软件设计

针对水环境重金属监测仪器,设计了一种智能化嵌入式软件。该仪器采用光电复合传感器芯片,包括微阵列电化学传感器和光电位寻址传感器。仪器设计了可靠稳定的通信机制与上位机进行人机交互,仪器具有智能化自检功能,能够及时反馈传感器的故障信息。在检测过程中具有自动量程功能,能够最大发挥硬件优势,同时具有误差补偿和电路异常的检测机制。仪器具有高稳定性、自动化检测的特点,并完成了在野外无人值守的条件下的检测任务。     

平面式电容传感器阵列激励模式研究

由于非金属复合材料及其内部不同损伤具有不同介电特性,采用平面式电容传感器阵列可实现无损可视化检测。针对平面式阵列电极结构,研究不同激励模式对复合材料内部缺陷检测效果影响。提出单激励、双激励和奇偶激励3种激励模式,对比分析各种激励模式下传感器信号强度、探测深度等性能差异。结果表明:奇偶激励模式在信号测量和成像质量方面都优于前2种模式。同时也验证了基于电容敏感机理的平面电容传感器阵列对复合材料内部缺陷检测的可行性和有效性。     

基于光电复合传感器的重金属监测系统嵌入式软件设计?

针对水环境重金属监测仪器,设计了一种智能化嵌入式软件。该仪器采用光电复合传感器芯片,包括微阵列电化学传感器和光电位寻址传感器。仪器设计了可靠稳定的通信机制与上位机进行人机交互,仪器具有智能化自检功能,能够及时反馈传感器的故障信息。在检测过程中具有自动量程功能,能够最大发挥硬件优势,同时具有误差补偿和电路异常的检测机制。仪器具有高稳定性、自动化检测的特点,并完成了在野外无人值守条件下的检测任务。     

基于信号采样自相关的步进宽带频谱感知方法

采用步进频域能量检测法可以提高在软件无线电平台的频谱感知的带宽范围,但能量检测法易受噪声不确定性的影响,而信号采样自相关检测法对噪声不确定性有很好的鲁棒性。为进一步提高软件无线电的检测性能,提出了基于信号采样自相关的步进宽带频谱感知方法。首先阐述了信号采样自相关检测的原理,然后对基于该原理的步进宽带检测方法的流程进行了分析,最后利用MATLAB软件仿真其检测性能。仿真结果表明,在信噪比（Signal-noise-ratio, SNR）不同的情况下,基于信号采样自相关的步进宽带频谱检测方法能达到所要求的检测性能。此 外,为了兼顾频谱感知的检测速度和频带带宽分辨率之间的关系,进一步提出了在原本固定步进值的步进宽带信号采样自相关的频谱感知方法中采用可变步进值的两阶段检测方法,该方法可 以获得较高的频带带宽检测分辨率和较短的检测时间。     

基于CDMA技术的FBG传感系统研究

基于码分多址(CDMA)技术,采用格雷互补序列对光源进行调制,使用相关运算对接收信号进行解调.该方法具有传感器间串音小和系统信噪比高等优点.基于该方法搭建了光纤Bragg光栅(FBG)传感实验平台,对其温度传感特性进行了实验研究.结果表明:系统具有温度响应线性度好和串音低的优点.