角锥棱镜误差检测数学建模分析

通过研究角锥棱镜的结构和光学特征,重点分析了角锥棱镜误差检测数学模型的建立过程,并利用合理的模型假设、近似处理和数学推导进行模型求解,计算出角度误差和面型误差,求出角锥棱镜出射光线与入射光线之间的夹角和角锥棱镜各直角面之间夹角的关系,完成了模型分析.经实际生产检验,角锥棱镜误差检测数学模型与实际吻合.     

基于上转换发光技术的便携式食品安全检测仪设计

针对当前食品安全快速检测设备存在灵敏度低、无法准确定量检测等问题,设计了一种定量、快速的便携式食品安全检测仪,其能够快速筛查食品中多种食品危害因子。利用上转换材料处理食品样品产生特征荧光,设计了以STM32F103C8T6单片机为核心的检测仪进行检测荧光信号,包括信号检测光路系统和信号处理电路系统,以及嵌入式主控程序软件设计。实验结果表明:检测仪功耗低,体积小,准确度高,实际样品检测回收率在97. 5%～105%之间,满足快速检测的需求。     

基于LabVIEW的荧光光纤气体传感器的研究

结合虚拟仪器技术和紫外荧光分析法,设计了用于大气中的污染气体SO2体积分数的检测系统。采用双光路检测系统检测出反映SO2体积分数的模拟信号,经过USB-6009数据采集卡和单通道数据采集Ⅵ,利用LabVIEW强大的数据处理功能实现了基于虚拟仪器技术的SO2体积分数检测系统。通过自行设计的配气系统,配出不同体积分数的样气进行实验,调用Liner Fit．vi对得到的数据进行线性拟合,经过计算,最大的线性偏差为1．35％,在所要求的误差范围之内,实验验证了系统的可行性。     

基于角锥棱镜的激光干涉位移测量误差分析

基于光线矢量方法和角锥棱镜光学特性,推导角锥棱镜姿态角、直线运动自由度、余弦误差以及阿贝误差对激光干涉位移测量影响的数学表达式,并使用RENISHAW XL80激光干涉仪搭建测量光路,开展相关测量实验;结果表明：姿态角对干涉位移测量的影响通常不超过0.1 μm;当角锥存在直线自由度误差时,返回测量光束的光斑中心会产生与水平或垂直直线度方向一致的平移,但不会引入几何位移测量误差;推导给出角锥棱镜测量光束的回光偏移量与余弦误差之间的关系,阿贝误差与阿贝臂值和角锥棱镜偏摆角之间的关系;干涉位移测量实验表明,通过修正阿贝误差,可以有效提高位移测量精度;研究结果建立了基于角锥棱镜进行干涉位移测量的误差分析方法,为干涉位移测量的误差补偿提供依据。     

基于蒽醌的红色延迟荧光材料的设计合成及光电性质

由于受到能隙定律的严重约束，激发态的有机红光材料的非辐射衰减较大，从而导致其荧光量子产率普遍较低。该文利用电子给/受体(donor-acceptor，D-A)之间不同的连接方式，在有无苯环作为 π 桥的情况下合成了 AQ-2DPAC 和 AQ-2PDPAC 两种红光蒽醌材料。并系统地研究了上述两种材料的电子结构、热性能、光物理性能和电致发光性能，以评估苯环作为 π 桥对材料发光性能的影响。两种蒽醌材料采取高度扭曲构造，均具有优良的聚集诱导发光和延迟荧光特性。该研究表明，就两种电荷转移发光材料而言，苯环作为 π 桥的引入使 D-A 得到了更有效的分离，并减小了最低单重态和三重态激发态之间的能级差，提高了辐射复合速率，从而提高荧光量子产率。因此，荧光量子产率从 D-A 型分子 AQ-2DPAC 的 19% 显著提升至 D-π-A 型分子 AQ-2PDPAC 的 52%。采用 AQ-2PDPAC 发光材料的有机发光二极管器件性能更为优异，最大外量子效率为 13.7%，最大亮度为 12 260 cd·m－2。     

荧光防伪纤维检测仪的设计

针对荧光防伪纤维的荧光信号检测难题,提出一种用于测量荧光光谱信号的设计方案,设计一个基于微处理器PIC30F6014A的荧光防伪纤维检测仪。采取高灵敏度ILX554B作为光电探测器件,光源发出的光照射到被测物体上,由系统内部光路的分光光栅色散后经光电探测器件CCDILX554B转化为模拟电信号。采用单片机对CCDILX554B提供驱动时序,并分析了CCDILX554B的时序控制,该CCD输出的模拟信号经过ADS803E进行A/D转换,再经过IDT7204进行缓存,然后将采集到的数据由微处理器PIC30F6014A经串口传送到上位机处理。     

基于荧光机理的光纤温度测量技术的研究

本文对应用于生物医学等领域的非接触荧光式温度检测技术进行了系统的理论及技术实验的研究,采用金属镀膜工艺的微小探头制作技术,利用快速傅立叶变换的方法对荧光信号进行处理.利用荧光光纤温度传感器具有测温准确、分辨率高、动态响应好、抗电磁干扰等特点,解决特殊环境下温度的测量.通过实验选择适合20-70℃温度范围的荧光材料,在此基础上设计荧光光纤温度测量系统.     

基于激光诱导的细胞荧光成像系统研制

分析了激光诱导荧光法检测钙离子浓度的原理.并利用微流控芯片在细胞培养和检测上的独特优越性,设计实现了基于微流控芯片的测量细胞内钙离子浓度变化的显微荧光成像系统.在对微流控芯片技术研究的基础上设计制作了微流控芯片,并设计了显微系统、快速波长切换系统、CCD成像系统等.利用这套显微荧光成像系统对活体细胞的荧光图像进行采集....     

自检式冲击波参量检测系统设计

针对冲击波参量检测与系统可靠性问题,设计了一种带自检功能的冲击波参量检测系统。传感头采用自发光式光纤镀膜探针,光纤探针在冲击高压下发光,并通过高速光电转换与示波器记录冲击响应信号,实现对冲击波参量检测。将激光脉冲耦合入传感光路,通过检测激光脉冲在镀膜光纤探针端面镀膜层的反射脉冲信号实现系统自检。详细介绍了镀膜光纤探针、高速光电转换电路及半导体激光器脉冲驱动源的设计与实现。进行了TNT爆轰驱动条件下冲击波到达时间的测量,实验结果表明：整系统的冲击波响应信号前沿小于5ns,测量不确定度小于3ns,为爆轰物理和冲击波物理实验中冲击波参量检测提供了一种可靠有效的测试手段。     

时间双光路SO_2荧光检测法的研究

烟气中SO2气体体积分数的检测一直是人们关心的热点问题,在深入分析SO2的荧光检测机理的基础上,提出了一种新型的时间双光路SO2荧光检测方法,通过对2个滤光片交替工作得出的荧光信号进行加权处理,解决了单光路测量中存在交叉敏感和背景噪声的问题。     

光纤荧光矿物油浓度测量中氙灯与光纤的耦合

光纤荧光水中矿物油浓度测量系统以脉冲氙灯作为激发光源,激发光通过光纤束传输到测量探头并激发被测矿物油产生荧光,脉冲氙灯与光纤耦合效率的高低直接影响测量的灵敏度.分析了短弧脉冲氙灯与光纤直接耦合的耦合效率及其影响因素,介绍了FX-1160型脉冲氙灯与石英光纤采用透镜耦合的耦合器的设计.     

基于微流控芯片的钙离子浓度检测系统的实现

在细胞内物质定量分析中引入微流控芯片.利用微流控芯片完成细胞的培养、染色、试剂的进给等生物实验功能.设计了用于细胞内钙离子浓度检测的微流控荧光检测系统.通过双波长激发,利用荧光检测系统完成荧光强度和图像的采集.同时研究比值荧光法,计算出定量检测的钙离子浓度.实验结果表明,此检测装置可靠性高,检测结果准确.这一研究,提供了一种细胞检测新手段.为细胞研究提供更加便捷的细胞培养、检测、试剂进给一体化检测装置.     

低成本的光纤荧光温度传感器

文章从荧光测温技术类型、温敏荧光物质的类型、探头结构和荧光信号的检测四个方面,系统地讨论了光纤荧光温度传感器的沿革与低成本发展方向、关键技术、难点;分析提高温度测量精度的典型优化方案和各自的优缺点;明确当前光纤荧光温度传感器存在的问题、应用前景与新的研究方向。     

Cr3+:YAG光纤荧光温度传感器

用激光加热基座法生长出端部掺Cr3 的YAG(Y3Al5O12)光纤荧光温度传感头,采用相关检测方法,在0℃到180℃范围内对呈指数衰减的荧光寿命进行测量.系统的荧光寿命分辨率为3 μS,最低测量精度为1℃.该系统具有抗电磁干扰、测温准确、分辨率高、动态响应好等优点,可以应用于生物医疗和变电站等场所的温度监控.     

光纤免疫生物传感器的探针设计

对免疫型光纤生物传感器的关键部件--光纤探针对荧光的激发及收集效率进行了分析,提出了激发光在光纤探针中所经过的传输路径的一种新的图解方法.针对消逝场激发荧光的特点,分析了锥型光纤探针中最小入射角与临界角之差和探针锥型部分长度的关系曲线,以便最大限度地激发荧光信号,同时又能够避免由于透射到样品溶液的激发光对溶液中的荧光分子激发所引起的虚假信号.以上述分析为基础给出了探针的优化设计方法并分析了应用实例.     

Osteochondral Integrated Scaffolds with Gradient Structure by 3D Printing Forming

Recently in the area of biological manufacturing and rapid prototyping manufacturing, the bone scaffolds based on the additive manufacturing in repairing bone defects have been paid more and more attention. In the process of preparation, path planning directly affects the structure, performance as well as the final bone cell culture conditions. Due to the special natural bone scaffold structural characteristic, the traditional rapid prototyping(RP) path planning is not fully suitable for the preparation of bone scaffolds. In this paper, based on the 3D printing extrusion forming technology, a method of path planning for osteochondral integrated scaffolds with gradient structure is put forward, which provides a theoretical basis for bone-scaffold modeling and practical preparation. The implementation of the path planning processing system makes it possible to process data automatically from the initial stereo lithography(STL) model of the actual bone defect part by computer X-ray tomography technique(CT) scan or modeling,to generate the path code and to generate the final machining information after post-processing. This work provides some guidelines for independent research and development of automation equipment for biological manufacturing preparation and software technology.The experiment and test results have verified the validity of the path planning method and the good properties of the bone scaffolds with gradient structures.     

FDM复合式路径填充的生成与优化

熔融沉积制造(FDM)是一种用填充方式来得到每层截面的快速成型工艺,由于成型轨迹的走向直接影响到成型件的外观和成型效率,因此选择一种好的成型算法格外重要。在目前现有的成型轨迹中,复合式扫描法由于在制件精度和加工效率上的诸多优势,成为研究的热点。基于分形填充和偏置填充本身所具有的优点,提出了一种复合优化轨迹的方法,并用分而治之算法对生成的路径进行了最大程度的优化,以减少喷头的开关次数和拉丝现象,保证制件的成型精度和强度,并且已成功应用在实际加工中。     

硝基芳烃类炸药检测用荧光传感器研究进展

微痕量炸药的准确、快速检测对反恐、非金属地雷探测、环境质量监测等都具有十分重要的意义。在概括现有炸药检测技术的基础上,着重介绍用于微痕量硝基芳烃类炸药检测的均相荧光传感器、薄膜荧光传感器和光纤荧光传感器,其中,薄膜荧光传感器因其灵敏度高、选择性好、可重复使用和易于器件化等优点将在微痕量硝基芳烃类炸药的检测中获得实际应用。     

宏观岩心荧光成像系统设计

地质岩心的荧光检测是初步判断钻探地层是否有油气迹象的重要手段之一;分析了含油岩心荧光产生的机理和荧光检测设备现状,设计了一种新型的岩心荧光成像系统,并给出了光学成像、电机移动控制部件和软件功能模块的实现方法;现场试验证明,该系统具有真实、客观、安全等优点,实现了宏观地质岩心荧光图像资料的永久性保存,在油田勘探开发中有较强的应用价值.