基于CCD的胶体金试纸条光电检测仪器设计及实验研究

为了将农残检测的胶体金试纸条检测结果数值化,设计了基于线阵CCD的光电检测仪器,用其进行现场检测。仪器设计包括光路和电路部分,其中电路部分使用FIFO芯片进行数据缓存,有效降低了开发成本;采用自动定位插槽的定位装置,用于提高检测目标定位的准确度。实验测定了系统的工作曲线及参数,精度可达1ng/mL,线性范围为1~20ng/mL,符合农残检测范围。     

基于光源调制技术的金标试纸条定量分析仪器

基于光电检测原理,研发了一套可用于金标免疫试纸条定量检测的分析仪器。采用绿光发光二极管(LED)作为发射光源,以光电二极管接收试纸条反射光,并通过步进电机带动检测系统扫描试纸条待检区域。系统采用光源信号的调制与接收信号的解调技术,以消除环境干扰噪声。实验结果表明,该仪器检测结果准确,与真实值之间误差<1%;稳定性高,变异系数CV<2%。     

基于SSD的轨道扣件快速弹条状态检测

针对传统轨道扣件定位算法容易受光照等外界条件的影响,很难准确定位轨道扣件快速弹条的具体位置.结合无砟轨道扣件快速弹条的特征提出一种基于卷积神经网络SSD(Single-Shot MultiBox Detector)的轨道扣件快速弹条状态检测方法.利用快速弹条和钢轨的形态特征优化SSD算法中先验框的尺度和宽高比.同时,使...     

基于移动终端的麻痹性贝类毒素现场快速检测系统设计

为实现食品中毒素的现场快速检测,设计了一种基于移动终端的麻痹性贝类毒素现场高通量快速检测系统.采用PSP试剂盒对毒素进行显色反应,实现了一定浓度范围内的毒素检测;采用暗室结构,配合面光源透射,提供了稳定的检测环境;采用具有较高像素摄像头的移动终端对反应结果进行采集和处理,实现了检测结果的精确分析和高效交互.以实际样品作为对象进行了系统的功能测试,并与商用酶标仪的结果进行了对比,证明该系统能够较为准确地测得样品中麻痹性毒素的浓度,且检测速度较快,灵敏度较高.结果表明,本系统操作简单,且具有较高的灵敏度、检测速度和通量,能在现场实现麻痹性贝类毒素的快速检测,为食品安全评估提供了一种高效的初筛手段.     

金标试纸条的尿素酶快速定量检测仪研制

研制了一种基于CMOS传感器的胶体金免疫层析试纸条的尿素酶定量检测系统。该系统由硬件和软件两部分组成,硬件部分利用CMOS传感器和条码扫描仪来获取检测图像和病人的个人信息。软件部分除了实现免疫层析试纸条光信号的分析和诊断还实现病人信息采集和建立病人信息数据库等关键功能。该软件采用了k-means聚类算法,实现采集图像的精准分析。通过检测200例尿素酶样品试纸条,验证了设备的稳定性和准确性。该系统体积小、便携性强且具有优秀的续航能力,可用于长时间的临床、野外和社区体检。     

贝类腹泻性毒素现场高通量前处理及快速检测仪器设计

为实现贝类腹泻性毒素的现场快速检测,本论文设计了一种现场高通量前处理装置及基于移动终端的快速检测系统。通过使用酶联免疫反应技术对腹泻性贝毒进行显色反应,结合基于移动终端的快速检测装置,采集显色反应结果图像,实现准确快速的检测结果分析。采用所设计的前处理装置与实验室手工前处理标准方法对比,其回收率分别为89％和93％,结果表明,本文设计的前处理装置能够满足现场检测分析的需求。通过加标样品检测,采用移动终端的快速检测系统测量标准差为0.13,平均回收率89.5％。实验结果表明,该检测系统的准确性和重复性满足实际检测的需求。最后,针对实际样品,与酶标仪检测结果相比较,表明了所设计的现场高通量前处理装置及快速检测系统能达到对贝类腹泻性毒素现场快速精确检测,为贝类腹泻性毒素现场检测提供了新的方法和仪器。     

基于水平积分投影图形状的试纸条图像匹配

为了解决现有的图像匹配算法计算量大、抗干扰能力差的缺点,提出一种基于水平积分投影图形状的模板匹配方法并应用于在检测卡图像中寻找试纸条区域,以便为进一步的图像分割提供重要依据。积分投影方法以前主要应用于人脸特征的提取,该方法可以快速有效地找到人脸特征的位置。将该算法的思想应用于图像匹配领域,并与传统的模板匹配方法相比,发现该方法具有更快的匹配速度,且对于目标图像的灰度变化和小角度的旋转具有免疫性。     

基于统计相关性的变量选择用于麻痹性贝毒素的QSAR研究

使用27种麻痹性贝毒素中的1751种分子结构描述符和其半数致死浓度建QSAR模型,采用基于统计相关性的变量选择(Correlation-based Feature Selection,CFS)法选择变量,并使用交叉验证法检验变量子集,最后从1751种分子结构描述符中,筛选出43种与目标值关系极密但内部关系较低的变量.用主成分分析法压缩变量集的维度,提取10种主成分作为新的变量建QSAR模型.模型的相关系数R2为0.891,交叉验证系数q2为0.809,表明模型拟合效果和预测能力良好.用"Jackknife法"检验模型的稳定性,有88.9%的相关系数R落在0.94和0.95之间,说明模型稳健性和可靠性较强.结果,基于统计相关性的变量选择法非常适合从成百上千种变量中筛选,它在消除无关变量的同时也能消除重复变量,有利于数据的处理,在QSAR建模中应用前景广阔.     

基于蓝光光盘技术的黄曲霉毒素B1快速定量检测

提出了基于蓝光光盘（Blu-ray disc, BD）技术和间接竞争免疫反应原理的黄曲霉毒素B1（Aflatoxin B1,AFB1）的定量检测方法。文中采用NaOH溶液活化水解BD表面使生物分子固定在其表面,并结合二甲基硅氧烷（PDMS）微流控通道制备间接竞争免疫检测结构,通过纳米金标记/银染技术增强信号,利用标准光驱结合光盘数据质量诊断软件（PlexUtilities）分析光盘上反应条带的错误数与AFB1浓度之间的关系,实现了对AFB1的定量检测。同ELISA的检测结果进行对比,二者结果基本一致。该方法检测限达到0.5 ng/mL,检测范围为0.5~200 ng/mL,满足我国国标对食品中AFB1的限定标准。     

全自动电化学发光分析仪一次故障快速检测方法研究

全自动电化学发光分析仪常规的故障快速检测方法只适用于单轨道故障检测,而无法适应数据计算效率更强的多轨道故障检测,为提高故障数据检测效率,研究全自动电化学发光分析仪一次故障快速检测方法.建立故障数据特征提取模式,利用该模式分别提取两个轨道的特征值,经过归一化处理构建故障节点多轨道检测判别模型,设计一次故障快速检测分类决策...     

基于STM32的手持式测氧仪设计

针对国内传统手持式测氧仪精度低、功耗高的问题,提出了采用嵌入式微控制器STM32F103RBT6作为控制芯片的手持式测氧仪.该仪器通过控制元器件的开断来降低待机功耗,根据所测浓度人工切换系统放大倍数,通过键盘设置时间和报警值等相关参数.算法上采用中位值平均滤波算法进行软件滤波,结合传统两点标定法和多点标定法的优缺点,采用多点标定法进行氧浓度标定,采用分段斜率拟合算法计算氧浓度值.经实验测试证明设计的手持测氧仪具有高精度和高稳定性.     

基于Android的手持式心电检测系统设计

设计了一种基于Android平台的手持式心电(ECG)检测系统,其终端产品以小型、低功耗为目标.本文设计了两种心电信号采集方式,一是采用BMD101心电芯片,通过左右手手指分别触摸金属电极实现心电信号的快速采集和实时显示;二是设计了一种单通道、三导联的导联线采集方式,可以长时间精确采集心电信号并实时显示.系统还包括相应的手机APP,手持式心电检测仪通过蓝牙将数据传输给手机APP,方便使用者实时查看,以及医患交流.     

基于改进型能量算子的电压暂降快速检测方法

为了准确定位电压暂降扰动和精确测量暂降幅值, 提出了一种将新型Teager能量算子(NTEO)和有效值算法结合进行暂降检测的新方法。通过引入分辨率参数i对Teager能量算子（TEO）进行改善, 得到抗噪性能更优越的NTEO算法, 利用NTEO算法定位电压暂降扰动起止时刻, 并采用有效值（RMS）方法对所定位的暂降进行幅值测量。仿真结果表明, 该算法与小波变换相比实时性更强, 并弥补了TEO抗噪性能较差和RMS方法不能准确定位扰动的不足, 能够快速、准确地检测到电压暂降。     

LED激发光源的荧光物质快速检测系统设计

针对食品和生化检测中常见的荧光物质4-甲基伞形酮(4-MU)的检测问题,提出了一种基于荧光分析法的荧光物质快速检测方法,并以LED作为激发光源,设计了便携式高灵敏度的荧光物质快速检测系统,并给出电路实现.对系统与多功能酶标仪进行了对比标定和测试,结果表明:所设计的系统线性度为0.997,检测误差小于1.5％,响应时间小于0.5s,这对于食品和生化荧光物质检测设备的开发,具有一定的参考意义.     

基于琼脂糖和纳米金的电流型免疫传感器快速检测副溶血性弧菌

将HRP-anti-VP掺杂于琼脂糖和纳米金中并修饰于丝网印刷电极表面,从而制备副溶血性弧菌免疫电极.采用循环伏安法表征免疫电极和监测酶促反应,根据还原电流的变化来定量测定副溶血性弧菌.在优化的实验条件下,免疫电极线性检测范围为105～109 cfu/mL,检出限为7.4×104 cfu/mL(S/N=3).该免疫电极具备较好的特异性、重现性(RSD＜6%)、稳定性(一周后电流响应为初始值的91%)和准确性(与ELISA符合率为97.5%),可初步用于副溶血性弧菌的快速筛检.     

电阻抗式传感器大肠杆菌快速检测方法研究

基于电阻抗法原理,完成了细菌快速检测阻抗式传感器的前端设计,并对叉指式电极进行工艺实现;合理设计实验方案,选取奈奎斯特曲线斜率表征细菌数量的变化,完成了大肠杆菌生长过程的阻抗研究;对测量结果进行分析,并设计实验验证,完成了细菌生长过程中奈奎斯特斜率变化的理论分析,其结果与理论推导吻合。该数据分析方法降低了对测试电极和测量环境的要求,缩短了细菌测定所需要的时间,可用于微生物的快速检测中。     

基于Hamilton理论的冷带轧机速度张力系统非奇异快速终端滑模控制

针对交流异步电机驱动的冷带轧机速度张力系统的跟踪控制问题,给出一种基于Hamilton理论的非奇异快速终端滑模控制器设计方法.首先,设计了一种新型扰动观测器对系统中由参数摄动和负载扰动引起的不确定项进行观测;其次,通过预反馈控制建立了冷带轧机系统速度张力磁链外环的耗散Hamilton模型,进而基于互联–阻尼配置及能量整形方法完成耗散Hamilton控制器的设计;再次,基于串级控制思想完成了冷带轧机系统电流内环非奇异快速终端滑模控制器的设计.通过理论分析证明了所提控制方法能够保证闭环系统全局稳定.最后,基于某交流异步电机驱动的冷带轧机系统的现场实际数据进行仿真对比研究,仿真结果验证了本文所提方法的有效性.     

基于计算机视觉的电池表面探伤方法

电池在生产过程中常常因为设备故障造成其表面产生各种伤痕,传统的人工检测在及时性和耐久性上存在很大缺陷,而现在国内外又缺乏一种针对普通电池表面缺陷的有效自动检测手段。针对电池表面缺陷的分布位置及形态特点,提出一种新的基于计算机视觉的光学自动检测方法。所提方法基于电池负极表面形态特征,利用Canny算子和原创的自由离子碰撞法配合最小值搜索确定待检测区域;针对伤痕比较尖利这一形状特征,用修正的Harris角点作为标记点标记缺陷位置,利用标记点的聚集度信息滤除伪标记点,最后提取出缺陷处图像。实验结果证明所提方法在自然光照环境下的检测成功率达到90%以上且比小波分析法具有更好的检测效果。研究成果为电池生产提供了一种产品质量自动检测的参考方法。     

基于递归分析的基音检测新方法

提出了一种语音信号非线性动力学特性递归分析的基音检测新方法;提出了递归数计算基音,研究了用递归度与所算基音之积精确区分清浊音法,给出了波动基音修正方法。实验结果表明,该方法可以得到比传统自相关法和倒谱法更好的结果,尤其是清浊音特征不明显的音段,基音检测的性能更好,在带噪语音音环境下也具有很好的适应性。     

Decoupling control based on terminal sliding mode and wavelet network for the speed and tension system of reversible cold strip rolling mill

To weaken the nonlinear coupling influences among the variables in the speed and tension system of reversible cold strip rolling mill, a novel dynamic decoupling control strategy is proposed based on nonsingular fast terminal sliding mode (NFTSM) and wavelet neural network (WNN). First, nonlinear disturbance observers are developed to counteract the mismatched uncertainties, and then input/output dynamic decoupling and linearisation for the speed and tension nonlinear coupling system are realised by utilising the inverse system theory. Second, nonsingular fast terminal sliding mode controller (NFTSMC) for each pseudo linear subsystem is presented based on backstepping and two-power reaching law, so as to improve the global convergence speed and robust stability of the system. Third, adaptive WNNs are used to approximate the uncertain items of the system, so as to improve the control precision of the speed and tension of reversible cold strip rolling mill. Theoretical analyses show that the NFTSMs satisfy reachability condition, the system error variables can converge to equilibrium point in finite time, and the resulting closed-loop system is globally asymptotically stable. Finally, simulation research is carried out on the speed and tension system of a 1422 mm reversible cold strip rolling mill by using the actual data, and results show the superiority of the proposed control strategy in comparison with the strategies of cascade PI, linear sliding mode control and internal model control.