基于磁致伸缩逆效应的纹理触觉传感器研究

纹理是物体表面微观结构分布特征的体现,为了提取不同物体表面微观结构特性,提出一种基于Galfenol材料的新型磁致伸缩触觉感知系统。基于磁致伸缩逆效应、悬臂梁挠度理论等建立纹理触觉传感器输出电压与纹理表面微观结构的关系。实验选取5种织物样本测试,测试的输出电压明显不同,然后利用MATLAB软件提取输出电压中与纹理有关的峰值平均电压和功率谱密度,表明在粗糙度大于6.0的范围内,传感器可以识别物体的粗糙度;在细密度大于6时,细密度的识别具有较高的灵敏度。最后通过测试触觉传感器的线性度为0.019%,灵敏度为97.31 mV/mm,重复性小于0.33%,验证纹理触觉传感器的稳定性,满足设计要求。     

基于配料系统遗传误差的算法分析

提出了一种解决配料系统遗传误差的简捷算法,即根据被测物体的重量决定微机控制电压的大小;根据微机控制电压的大小改变调功器电路输出电压的频率;根据调功器电路输出电压的频率改变电振器回路的控制电流,进而改变电振料斗的振荡幅度,并根据定时、定量实现自动配料.     

离子金属聚合物复合材料调节器的动态特性

离子金属聚合物复合物（IPMC）同时可以用来制作驱动元件和敏感元件，具有质量轻、驱动电压低的特点。介绍了一种IPMC特性的测试平台，通过激光传感器实现对条形IPMC端部变形的非接触测量，同时使用一套数据采集设备对驱动电压、电流、传感器的输出进行数据实时采集。对一种IPMC样品进行了研究，得到了浸润时间与活性之间的关系；对元件的动态特性进行了研究，使用实验数据对IPMC元件进行了建模，得到了一个近似的二阶系统表达式。     

复合功能半导体生物酶传感器的研制

复合功能半导体生物酶传感器是一种可以同时检测溶液中尿素、葡萄糖含量的元件,本文介绍了它的制作工艺、敏感机理和参数的测试,最后给出了测试结果。     

多路传感器同步输出测试系统的实现与研究

介绍了一种解决多路传感器长时间同步输出测试的系统,该系统具有同时处理30路电压或电流型传感器输出信号和2路环境同步检测温度传感器输出信号的能力.通过经多路模拟量采集卡送入计算机,实现对上述传感器进行老化测试和稳定性分析.系统对多路采集数据的实时数据进行处理、过程曲线显示和基于稳定性数学模型进行分析处理等.实验证明,该系统具有高效、智能、抗干扰性强、直观、易操作等特点,可以解决批量传感器温度老化和批量标定的需求.     

高频电流传感器的传递特性

用自制的高频电流传感器对３种典型电流波：阶跃波、冲激波、正弦稳态波作用时的输出响应进行了理论分析和实际测试．理论与实测结果表明，对阶跃波和冲激波，传感器的输出为衰减振荡波；对正弦稳态波，当输入正弦波频率与传感器自振频率相等时，传感器的输出最大．高频电流传感器作为检测阻抗，可用于变压器局部放电的在线监测     

高频电流传感器的传递特性

用自制的高频电流传感器的３种典型电流波：阶跃波、冲激波、正弦稳态波作用时的输出响应进行了理论分析和实际测试，理论与实测结果表明，对阶跃波和冲激波。传感器的输出为衰减振荡波，对正弦稳态波，当输入正弦波频率与传感器自振频率相等时，传感器的输出最大，高频电流传感器作为检测阻抗，可用于变压器局部放电的在线监测。     

漏电流监测系统的研制

针对直流系统的绝缘监测,设计一种直流系统绝缘漏电流检测系统.该系统利用磁平衡原理的漏电流传感器实现对漏电流的检测,利用16位模数转换芯片AD7705以实现对微电流传感器中信号的采集.为了解系统的检测效果,编制了相应的程序.测试结果表明,该系统可以精确地监测直流系统的泄漏电流.     

非导电聚苯胺膜葡萄糖传感器的研究

采用循环电位扫描法在金电极上合成了聚苯胺膜,研究了电位扫描范围、扫描速度、溶液pH及苯胺浓度对膜的选择透过性的影响。在pH7.0的磷酸盐缓冲溶液中,苯胺起始浓度为0.05 moL/L、电位扫描范围0～0.9 V(vs.SCE)和扫描速度0.14 V/s条件下得到聚苯胺膜,该膜对过氧化氢、抗坏血酸、尿酸的透过率分别为0.808、0.019、0.012。将葡萄糖氧化酶固定到聚苯胺膜修饰金电极上得到的葡萄糖氧化酶电极与铂电极构成葡萄糖传感器。该传感器对葡萄糖的稳态响应时间为25 s、线性响应范围为0.05～20.00 mmol/L、校正曲线的斜率为2.5 nA/(mmol·L~(-1)),连续使用15 d响应信号不变,使用40 d,葡萄糖的响应电流下降到初始值的85％。与无聚苯胺膜的传感器相比,稳态响应时间和储存稳定性基本不变,校正曲线的斜率减小一半、线性检测下限由0.5 mmol/L降到0.05 mmoL/L,抗坏血酸的氧化电流仅为原来的7.7％,而脲酸的氧化电流未检测到。     

已封装风速计系统的系统级模型研究（英文）

设计了一个风速计系统的系统级模型,该风速计系统由传感器芯片和控制电路构成。风速传感器包括1个中心温度传感器、4个加热条和4个测温传感器。文章提出的模型基于集总参数理论,将热流比拟为电流,电压比拟为温度,热传导过程中的热阻比拟为电路的电阻。利用这一系统级模型构建的系统级电路,可以同时进行传感器芯片的热学分析与控制电路的电学分析。测试在风洞中进行,实验结果与系统级模型具有良好的一致性,这一研究成果为风速计的实际应用提供了有价值的参考。     

葡萄糖在纳米多孔Ir/IrO_x电极上的电催化氧化

主要研究纳米多孔Ir/IrOx电极的制备及电极对葡萄糖的检测.在150μm的铱电极上采用高电位氧化和低电位还原的方法成功的制备了纳米多孔Ir/IrOx电极,并对其进行表征.同时,研究了纳米多孔Ir/IrOx电极对葡萄糖的直接氧化,由此得出的结果是在pH为7.6的PBS溶液中,电位0.7 V的条件下电极对葡萄糖有较快较灵敏的响应,响应电流与葡萄糖浓度在2～22 mmol/L的范围内成正比,检测限为28.1μmol/L.     

NiAl-LDH修饰TiO2纳米管电极对葡萄糖的检测

采用水热法在钛纳米管表面原位生长NiAl-LDH,制得NiAl-LDH修饰的TiO2纳米管电极,采用SEM对水滑石薄膜在TiO2纳米管表面的形貌进行表征,利用循环伏安曲线、线性扫描伏安曲线对修饰电极的催化性能进行表征,并测定电极对葡萄糖溶液浓度的标准曲线.结果表明：NiAl-LDH负载在TiO2纳米管的表面及周围,经NiAl-LDH修饰后的纳米管结合了TiO2纳米管的光催化及NiAl-LDH的电催化性能,对光的敏感度更高,对葡萄糖的氧化能力更强,葡萄糖浓度在1～5 mmol/L范围内电流与浓度有良好的线性规律,相关系数为0.997 6,检出限为0.05 mmol/L.     

电解葡萄糖合成山梨醇及葡萄糖酸

分别对电解葡萄糖合成山梨醇、葡萄糖酸进行了研究。得到合成山梨醇最佳电解条件 :电流密度 0 .1 8A· dm- 2 ,温度 2 5℃ ,葡萄糖起始浓度 0 .1 0 6mol· L- 1,支持电解质的浓度 0 .1 5 mol· L- 1,在此条件下葡萄糖电流效率达到 86.84% ;合成葡萄糖酸最佳电解条件 :电流密度 0 .1 8mol· L- 1,支持电解质的浓度 0 .2 mol· L- 1,葡萄糖浓度 0 .0 2mol· L- 1,温度 5 0℃ ,电流效率可达 76.5 0 %。     

电化学氧化法处理氨氮废水的影响因素

为了考查电化学氧化对低浓度废水中氨氮的处理效果,研究阴极材料、阳极材料、电流密度、氯离子质量浓度、极板间距、沸石的添加和氨氮的初始质量浓度等影响因素对氨氮和总氮降解的影响,同时比较研究二维和三维电极对氨氮的去除效果.结果表明,电化学氧化法是一种适宜于废水脱氮的技术,较佳的工艺条件为：极板间距1 cm、电流密度5 mA/cm2、阳极RuO2-IrO2-SnO2/Ti、阴极钛网、氯离子质量浓度200 mg/L、改性沸石为粒子电极,在该条件下反应20 min后氨氮的去除率可达95%.与二维电极对比,三维电极是在多种物理化学过程协同作用下完成对氨氮的去除,可以达到更高的氨氮降解效果和电流效率.     

Highly sensitive glucose sensor based on hierarchical CuO

The fabrication of high performance CuO based glucose sensors remains a great challenge due to the "trade-off effect" between sensitivity and linear range. In this study, a hierarchical CuO nanostructure with a great number of firecracker-shaped nanorods along the ligament and three-dimensional interconnected nanoporous is obtained by dealloying and post oxidation process of Al-33.3 wt% Cu eutectic alloy ribbons. Because of the precise structural design, not only the number of active sites for glucose electro-oxidation is significantly increased but also the glucose diffusion under high concentration is greatly accelerated, leading to a high sensitivity of 1.18 mA cm~(-2) mM~(-1) and a wider linear range up to 5.53 mM for glucose detection. This work provides a potential approach to design hierarchical nanostructure for other metal oxides with desirable properties for electrocatalytic applications.     

聚硫堇/纳米金修饰电极对NO2-的电催化氧化及分析应用

研究了一种基于聚硫堇/纳米金复合材料修饰电极对NO2-的电催化氧化。相对于裸玻碳电极,聚硫堇-纳米金协同催化效应使NO2-的氧化电流增强,过电位降低。详细讨论了聚合膜的厚度、纳米金吸附时间、pH缓冲介质、pH值以及干扰离子对NO2-氧化电流的影响。在最优实验条件下,测得NO2-的线性范围为3.0×10^-6～1.0×10^-3 mol/L,检测限为1.0×10^-6 mol/L。该修饰电极具有灵敏度高、稳定性和重现性好、抗干扰能力强的特点,可用于实际样品中NO2-含量的测定,结果满意。     

基于聚邻苯二胺/石墨烯修饰电极的肠道病毒71型（EV71）电化学免疫传感器

采用改性的Hummers法制备石墨烯氧化物（GO）,并将其滴涂在玻碳电极（GCE）表面。通过电化学还原将GO还原为石墨烯,并进一步采用电化学聚合法在石墨烯表面形成聚邻苯二胺（PoPD）膜,从而制备了PoPD/石墨烯修饰GCE。将EV71抗体固定在修饰电极表面,制备新型的电化学免疫传感器。当发生免疫反应时,由于EV71抗原与抗体生成的免疫复合物阻碍了电子的传递,PoPD的氧化峰电流下降。当抗原的浓度在0.1-80ng/mL范围内,PoPD氧化峰电流的降低值与抗原的浓度成正比。该免疫传感器对EV71的检测限为0.08ng/mL（信噪比为3）。     

DhHP-6替代过氧化物酶在葡萄糖检测中的应用

过氧化物酶（POD）是催化H2O2氧化反应的生物酶,很多涉及氧化反应的临床诊断试剂盒都采用这个原料。但天然的POD易失活、价格高、实验条件和储存环境都很苛刻。拟开发一种模拟酶替代过氧化物酶。次血红素六肽（DhHP-6）是一种生物小分子,由于它稳定、实验条件温和、成本较低等优点,成为近年关注热点。将次血红素六肽（DhHP-6）替代过氧化物酶催化H2O2氧化,通过偶联还原型色原N-乙基-N-（2-羟基-3-磺酸基丙基）-3,5-二甲氧基苯胺（DAOS）和4-氨基安替比林4-（AAP）进行显色反应,将该体系应用于葡萄糖氧化酶（GOD）催化体系,实现血液中葡萄糖含量的测定。实验结果表明,在最佳条件下,H2O2的线性范围为0.69~22.0mmol／L;葡萄糖测定的线性范围为0.35~22.0mmol/L。将本法用于血样中葡萄糖测定,重复性：CV=2.6%（ n=20）;稳定性：3小时内,浓度CV≤5.0%;与商品血清葡萄糖试剂进行比较,R≥0.98,平均回收率达到96.4％。结果为过氧化物酶的模拟酶研究与开发提供实验技术基础。     

葡萄糖氧化酶修饰电极响应电流的研究

在一定电解电位和溶液pH范围内,葡萄糖氧化酶修饰电极响应电流随葡萄糖浓度的增加而增大,呈现良好的线性关系.葡萄糖氧化酶修饰电极响应电流随电解电位的增加而增加,也随着溶液pH 的增加而增加.     

纳米碳管葡萄糖生物传感器的研究

基于纳米碳管的特殊物理结构和电化学特性，利用多壁纳米碳管（MWCN）修饰酶电极葡萄糖生物传感器，分析传感器性能的改变并探索酶和电子中间体在纳米碳管表面的作用机制。在碳糊电极表面纳米碳管修饰能够加快铁氰化钾/亚铁氰化钾的氧化还原速度，提高响应电流水平，但没有发现纳米碳管有直接电子传递作用；同时纳米碳管提高了葡萄糖氧化酶（GOD）分子在反应过程中的相对活性。经纳米碳管修饰后，葡萄糖生物传感器表现出良好的线性和分辨率，检测灵敏度、检测范围、检测速度有所提高；尤其在人体血糖浓度范围内，响应电流幅度提高了50%，分辨率提高了两倍。