一种新型DNA自组装磁珠光电检测系统及其在DNA计算机研制中的应用

文中提出了一种基于硅芯片集成自组装磁珠颗粒的新型DNA光电检测系统,该系统利用普通照射光源及光电二极管进行光电信号转换,通过比较DNA杂交反应前后的光电流值,来识别DNA杂交信号.该系统是一种首次将磁珠和光电二极管相结合的新型DNA杂交检测系统,具有成本低廉、快速检测及高精度的特点.这种检测方法不需要信号增强步骤,就能够有效区分DNA单碱基错配及完全杂交的情况;由于采用了磁珠颗粒,易于在DNA计算中删除问题的非解.文中给出了求解图的最小顶点覆盖问题DNA计算模型实例,该实例证实了文中所提出的检测系统较传统检测系统具有明显的优势,有利于实现DNA计算机检测系统中解的自动化检测.     

主动式高灵敏度烟雾探测系统

为准确、可靠地对特殊场合（空间站、高压氧仓、核电站、计算机房等）火情做超早期（人眼尚不见烟雾时）预报,研制了主动式高灵敏度烟雾探测系统。该系统利用烟雾粒子光散射原理工作：在一个光敏室中,有光源和光敏接收器件,二者偏离一定的角度,烟雾粒子进入光敏室时,使光源发出的光散射,光敏器件就能接收到散射光信号。该系统采用了吸气系统、半导体激光器、ＡＰＤ光电接收管和不同的结构与信号处理方法,使得它克服了普通的离     

一种单星模拟器光源控制系统设计

采用大功率LED做点光源,用专用的LED控制芯片代替单片机电路,设计了一种光源可调的微型闭环控制系统.该系统通过光电接收放大电路将光电流采样成电压放大后反馈给控制驱动电路,控制驱动电路根据此电压信号调整输出给LED两端的电压,从而控制光源的稳定性.     

纳米级光栅容栅融合测量系统研究

利用容栅测量系统中激励信号源的设计技术,产生一组多相输出的调制信号源,作为光栅测量系统的多相线阵光源激励信号,发出的多相调制光信号,再经过标尺光栅调制后,由光电转换元件接收并获得一个复合的电信号.该信号经处理电路后,可获得一个频率与激励信号源的基波频率相等的电信号,检测这两个信号间的相位差的变化,可得到标尺光栅的移动距离x.将容栅和光栅测量技术有机地结合,并通过提高相位检测电路的细分数和减小线阵光源的点距,可达到亚微米或纳米级的测量分辨力.     

基于分布式光纤传感的溶液浓度自动监测系统

介绍了一种基于分布式光纤传感器的溶液浓度的自动监测系统.该系统采用单片机作为系统的信号处理单元,以发光二极管(LED)为光源,利用脉冲宽度调制(PWM)方式控制发光脉冲,通过光纤传递光信号,用测量反射光的光纤探头作为敏感元件,对雪崩光电二极管(APD)接收到的采样信号进行处理,通过光纤将多个光纤溶液浓度传感器联成分布式测量网络,可以实现溶液浓度的大面积实时智能监控.通过对氯化钠(NaCl)溶液进行检测,得出系统的浓度检测灵敏度为0.1％,在1％ 浓度梯度下,其误差范围不大于0.7％.     

基于可调谐激光光谱的气体传感系统的研究

为了准确快速的检测气体浓度,基于可调谐激光吸收光谱法,设计了一套气体传感系统.研制了带有光纤准直的透射式光学传感气室,采用半导体激光器作为光源,气体的吸收光谱信号由光电探测器接收,经锁相放大器检测出谐波信号,用二次谐波和一次谐波的比值来获得气体的浓度,消除了光强波动、粉尘及视窗污染的影响.实验表明,二次谐波和一次谐波的比值与气体浓度值之间的线性相关度可达0.9944,可以准确获得气体的浓度信息.     

宽动态范围微弱信号光电检测系统

昼夜工作的探测器在一天中处于不同照度环境下的信号探测,为了精确测量出工作在宽动态范围照度下的光电探测器的输出信号,利用FPGA工具和相关检测原理设计了一套宽动态范围高精度信号测量采集系统;该系统由接受光学系统模块,跨阻放大电路模块,锁相放大电路模块以及A/D采集模块组成,接受光学系统实现了屏蔽杂散光功能,对水平与垂直方向上的光强进行了误差校正;跨阻放大电路和锁相放大电路实现了微弱信号的放大和噪声的抑制,A/D采集模块将数据实时采集显示;在暗室环境下,以中心波长为650nm稳功率激光器为光源,使用滨松S2386-5K光敏二极管为光电探测器进行试验,实验过程中通过改变信号调制频率和激光器功率大小,最终选择调制信号频率为1000Hz最为适宜;实验结果表明,光电检测系统在照度范围为均可以完成准确测量,拓宽了测量的动态范围,实际测量值与理论值误差在精度允许范围之内,该研究对于其它波长的光源或其它微弱信号检测系统的设计与分析具有借鉴意义;     

一种用于润滑膜厚智能检测的光电信号采集电路设计

基于光纤位移传感器在润滑膜厚智能检测方面研究的需要。开发设计了一种以单片机为核心、以光电二极管作为光电转换信号接收器件,通过A／D转换,实现信号采集与处理等功能的光电信号采集电路;同时建立了与上位计算机(PC机)的串行通讯连接,更好的发挥了该电路对研究的需求。     

基于红外技术的光电报警系统的研究

介绍了一种采用红外二极管做发射光源,由光敏二极管接收光的简单的光电报警系统,详细论述了系统的组成原理系统由发射、接收、放大和报警四部分组成,当发射和接收之间的光线被阻断时,系统发出报警信号。     

基于C51单片机的脉搏测量系统的研究与设计

本系统以STC89C52单片机为核心,以光电传感器利用单片机系统内部定时器来计算时间,由光电传感器感应产生信号,单片机通过对信号累加得到脉搏跳动次数。检测脉搏时,用户手稍微按住光电传感器,由于脉搏在跳动时,血液透光性有所不同,接收器能够接收到不同强弱的信号,得到的信号可以看作人的脉搏信号,将此信号进行放大、整形等处理,通过单片机讲数据显示到数码管上,这样就能达到脉搏检测的目的。     

基于IBA-LSSVM强迫选择模型的民用飞机着陆滑行仪表灯常亮故障关联检测

民用飞机着陆滑行仪表灯是故障检测系统的重要组成部分，因民用飞机在地面滑行过程中，电气接口易受到电磁干扰，引起着陆滑行仪表灯常亮故障，在飞行过程中增加了安全隐患。为此，提出引入IBA-LSSVM强迫选择模型的民用飞机着陆滑行仪表灯常亮故障关联检测方法。分析仪表灯常亮故障产生的原因，利用Python编程数据采集飞机起飞、近进、降落、地面滑行时的照明信号及电气交联数据，通过控制逻辑，建立数据关联检测逻辑关系数据库。利用自适应多普勒补偿方法改进蝙蝠算法（IBA），检测着陆滑行灯常亮故障特征，在强迫选择部分，构建IBA-LSSVM模型，将分布式博弈和线性输出调节理论相结合，抵消外部干扰，完成着陆滑行灯常亮故障检测。Matlab仿真测试结果表明：所提方法的故障识别率均在95%以上，故障识别准确率可以达到97.3%，故障识别时间低于2ms，可有效识别故障数据，降低飞行安全隐患。     

基于虚拟仪器的多通道声发射检测系统设计与开发

针对目前商用声发射检测系统的不足,基于虚拟仪器技术设计并开发了一套多通道声发射检测系统。该系统采用通用高速同步数据采集卡实现对四通道声发射信号的采集,单通道采集频率可调且可达125MHz,采样长度可调。以LabVIEW为平台开发配套的软件,实现对数据采集过程的控制、采集数据的预处理、波形显示和数据保存等功能。利用该系统开展了一维直线和二维平面断铅实验,通过对实验数据进行处理实现了对断铅位置的定位,并从多角度分析了定位误差的来源,依据行业标准对系统的性能实施了定性与定量评价。断铅实验结果表明声发射源定位误差低于传感器阵列中最大传感器间距的5%,验证了所开发系统的可用性,其硬件条件、软件功能以及定位精确度满足行业标准。所提出的声发射检测系统设计方案、实验方法以及数据处理方法将为工业现场声发射检测系统的研发提供有益的借鉴。     

单片机控制的火灾报警控制器

本文提出了一种由单片微机控制的火灾自动探测报警控制器。将烟感、温度探测器接入单片微机,经单片微机逻辑判断,经专用声光报警集成电路来进行火灾报警、异常报警（烟感、温感其中之一动作）、故障报警,并发出不同的声光信号、显示出事故类型及位置。本控制器适用于总建筑面积不超过1000m^2的各种地方,如图书馆、档案馆、计算机房等处。     

实时荧光定量PCR仪中荧光检测装置的设计

设计了基于LED光源的积分球式聚合酶链式反应(PCR)荧光检测装置。系统采用单色LED作为光源,经过积分球的均匀辐射后,减少光源对样品的影响,再通过光电倍增管与后续电路,得到PCR循环中的实时荧光光强,这有效地减小了荧光检测装置的体积,提高了仪器的性价比。实验通过装置和iCycler-iQ5实时荧光PCR仪的检测数据进行比对,仪器偏差分别为9.44%和25.98%,发现装置具有更高的精确度,更好的稳定性和重复性。     

一种小型化多组分气体检测装置的设计

针对传统红外气体探测装置检测气体种类单一和光源稳定性差的缺点,该文设计了一种基于非分光红外(NDIR)技术的多组分气体检测系统。使用四窗口热电堆红外气体探测器,同时检测CO、CO2和HC这3种气体的浓度,并设计了恒功率光源电路,保证了光源发光的稳定性。以内部集成14位ADC和PGA模块的PSoC单片机为核心,相比传统气体探测装置,在保证检测精度的同时,有效减小了外围电路的大小,提高了装置的一体性,同时也降低了成本。设计了LabVIEW上位机,对气体浓度进行实时监测,并给出各组分气体浓度的标定方法。该检测系统成本低,小型化便于携带,探测气体误差在2%以内。     

基于微丝电极的神经电信号检测系统研制

研制了一种生物神经电信号检测系统.该检测系统采用微丝电极作为信号采集传感器,经过微弱信号调理仪器对微弱神经信号进行放大、滤波等处理,开发基于LabVIEW的上位机软件对所采集的信号进一步分析、显示以及存储等.实验中仪器噪声小于20 μV的条件下检测到了幅值为160 μV神经电信号,S/N≈8,结果表明:本检测系统可实现对微弱神经电信号的检测.     

A simple device for quantitative colorimetric diffuse reflectance measurements

A very simple and low cost reflectometer, for colorimetric diffuse reflectance measurements is described. The proposed instrument uses a light dependent resistor (LDR), as a sensor, and a light emitter diode (LED), as light source. The performance of the device was compared with that of a commercial instrument, measuring the reflectance of the Pantone^® Process Black Uncoated Palette. The quantitative analysis of nickel, in a catalyst, using dimethylglyoxime as colorimetric reagent, was also used to test the device. The observed precision was about 6% (R.S.D.). These results were compared with those obtained by the gravimetric method using the same reaction, through the statistical Student’s t-test procedure. A complete agreement was observed. The good quality of all the obtained results allows the recommendation of the instrument for diffuse reflectance measurements including quantitative analytical procedures.     

LED在荧光光谱检测中的应用

讨论了荧光光谱测量的原理,构建了以普通光源-氘灯和LED作为激发光源的荧光光谱测量系统,利用两套荧光光谱测量系统分别进行了实验研究,结果显示:LED作为激发光源大大提高了荧光信号的强度,有利于数据采集和分析,同时也减小了系统体积,便于携带和现场测量,表明LED作为激发光源在荧光光谱测量系统中具有很好的应用前景.     

USB2.0接口在分振幅光偏振仪中的应用

基于USB2.0接口技术,利用单片机CY7C68013研制了分振幅光偏振仪的电子学系统.光电探测器将光偏振仪光学系统产生的多束光的光强线性地转换为电信号,经信号调理后,由多通道高速A/D转换器转换为数字量,然后通过USB2.0接口高速传输到PC机.利用PC机上的应用程序实现标定和测量时的数据采集和数据处理.测试结果表明:采用该电子学系统的分振幅光偏振仪具有测量速度快、精度高、安装方便等优点,测量时间小于10-3 s,斯托克斯参数的平均偏差小于1%.     

差分吸收式光纤气体传感器的研究

研究和讨论了一种易于实现的光谱吸收型光纤气体传感器。采用分布反馈式半导体激光器作为光源,通过光源调制实现气体体积分数的谐波检测,显著提高了检测的灵敏度。同时,采用差分结构,消除了激光器光强波动等共模噪声的影响。