集成温度传感器的有源电子标签设计

针对矿井下环境温度在线检测的要求,设计了一种集成了有源RFID射频识别芯片与温度传感器的在线温度检测装置,简要论述了该有源电子标签的硬件结构和软件设计.该装置能够定时采集并无线传输井下工作面的温度值.测试结果表明,该装置携带方便、工作稳定可靠.     

基于VO2的超表面双气体传感器设计

针对传统矿用气体传感器易受温度和环境湿度等因素的影响而导致稳定性不高的问题,基于局域表面等离子共振原理和二氧化钒(VO₂)的相变特性,设计了一种基于VO₂的超表面双气体传感器。该传感器结构由上下三层组成,表面由多层金属-介电-金属(MDM)结构组成。根据VO₂的相变特点,通过改变施加的偏置电压,以电阻加热的形式加热金属板,精细控制VO₂的温度,通过改变VO₂的电导率来模拟VO₂的不同状态。当VO₂呈高温金属态时,上三层形成MDM结构,VO₂表现出金属性质,并在1 721.3 nm激发局域表面等离子体共振(LSPR),实现甲烷检测,传感器的吸收率为94.3%,甲烷灵敏度为4.21 nm/%。当VO₂呈低温绝缘态时,下三层形成MDM结构,在2 694.6 nm激发LSPR,实现氢气检测,传感器的吸收率为95.9%,氢气灵敏度为2.10 nm/%。当环境折射率发生变化时,VO₂     

利用参比型SPR生物传感器进行SARS病毒抗原检测的研究

参比型SPR生物传感器是一种可以在单通道内实现对检测、参比两个位点同时检测的新型SPR分析系统.利用参比型SPR生物传感器在线制备了两种SARS病毒抗原的检测芯片.直接固定抗体法制备的检测芯片在检测时基本无反应;蛋白A固定抗体法制备的芯片在通入灭活SARS病毒时检测信号明显,参比信号略有上升.第二种芯片可以直接检测到病毒培养液上清中的灭活SARS病毒,检测灵敏度已达到1.66×104 PFU/mL.参比位点可以用来检测待测物中杂质引起的非特异性吸附.     

水体有机物在线荧光监测仪的研制

为保障水质安全,实现水体中有机污染物的在线监测,基于荧光检测原理,设计了一种水体有机物在线荧光监测仪.监测仪包括荧光检测装置、流路及采样模块、电源模块、工控机及触摸屏、数据库及分析软件、数据传输模块;详细介绍了荧光检测装置的组成结构;给出了监测仪的光学参数、电气参数和结构参数,并对其性能进行了测评;监测仪光谱检测范围为300～750 nm,检测时间小于10s;采用色氨酸水溶液作为样品进行实验测试,监测仪线性度判定系数R2为0.95,荧光强度检测结果的相对标准偏差(RSD)为2.68％;监测仪远程数据传输可靠稳定,维护周期为每月一次;该监测仪可以对水体有机污染物进行实时监测,能够及时获取水质信息,检测速度快,无需检测试剂,有效避免化学试剂对环境可能造成的二次污染.     

基于SoPC的随动装置在线检测系统设计

针对某型导弹随动装置在线检测的需求,设计了基于SoPC的在线检测系统。系统通过装备预留的检测接口进行数据采集,采用基于FPGA+Nios Ⅱ的SoPC架构,应用FIFO缓存和DMA技术,实现对32路信号的快速采集。采用USB接口芯片ISP1362与工控机进行通信,在工控机采用VisualC++6.0开发平台实现系统的检测显示与故障诊断。经实验调试验证,该检测系统能够实现对该型导弹随动装置的在线检测与故障诊断,具有配置灵活、集成度高、开发周期短和便携性好等特点。     

基于SOPC的音膜内外边缘实时检测

针对音膜检测中在线实时处理的要求,采用可编程片上系统(System On a Programmable Chip,SOPC)技术和IP(Intellectual Property)复用技术,介绍了基于SOPC的高速低功耗的音膜内外边缘实时检测方法。在Xilinx公司的Virtex-4系列的FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片上实现了基于Sobel算子的音膜内外圆边缘检测。结果表明,该系统性能稳定可靠,可脱离PC进行独立工作,检测速度明显高于基于PC的视觉检测系统,达到在线检测实时性要求。     

基于980nm泵浦激光器的恒温驱动设计

利用高性能的TEC控制器ADN8831芯片为核心设计并制作了980nm泵浦激光二极管的温度控制电路,利用该芯片驱动980nm半导体的制冷器(TEC)来实现对激光二极管进行温度调节的目的。微处理器配合ADN8831芯片对激光器内外部温度进行检测,利用差分放大,PID补偿以及PWM驱动等调节网络构成一个闭环温度控制系统。测试结果表明:该驱动电路可将半导体激光器的工作温度控制在0.1℃的范围内,将该温度控制器成功应用于980nm泵浦激光器的驱动中。     

CSR1011在线升级和CSR Mesh组网的智能地锁设计

设计了一种共享停车位上的智能地锁,该智能地锁以蓝牙芯片CSR1011为核心,通过AMI304E地磁检测芯片检测停车位磁场的变化,以L9110S电机驱动芯片来驱动地锁栏杆,通过控制地锁扬声器以方便车主发现地锁位置.该蓝牙芯片特有的OTAU(在线升级)功能和CSR Mesh组网技术能使所有智能地锁互联互通,真正实现空闲停车位的共享.     

一种LED芯片在线非接触检测系统

本文介绍了一种发光二极管(LED)芯片非接触在线检测系统。阐述了检测系统工作原理及检测系统构成。系统采用C8051F020单片机进行控制,利用LED p-n结的光生伏特效应,通过对光生伏特效应中产生的光生短路电流的测量,实现对LED芯片质量及芯片与引线支架电气连接状态的检测。通过对常用LED芯片测量的实验结果表明,该系统能快速有效的对封装过程中的LED芯片状态进行非接触检测。     

MEMS陀螺芯片的晶圆级真空封装

微机电系统(MEMS)陀螺需要真空封装以确保其检测精度,晶圆级真空封装可以使MEMS微结构避免芯片切割过程中的粘连以及颗粒污染,提高芯片的成品率.为实现MEMS陀螺芯片的晶圆级真空封装,提出了一种全硅MEMS陀螺芯片的晶圆级真空封装结构方案,并突破了Si-SiO2直接键合、吸气剂制备、金—硅(Au-Si)键合等关键技术...     

A localized surface plasmon resonance nanosensor based on rhombic Ag nanoparticle array

A localized surface plasmon resonance (LSPR) nanosensor by using a rhombic Ag nanoparticle array is proposed and developed. The LSPR extinction spectra of the antigen or antibody with lower concentration are detected. The obtained results detected from 100 nM target molecule indicate a larger wavelength shift for the rhombic based nanosensor than the triangular based nanosensor. By experimental detection, we demonstrated that the refractive index sensitivity is 266.2 nm per refractive index unit for Ag rhombic nanoparticle with in-plane width of 140 nm and out-of-plane height of 47 nm.     

两种用于微型生化分析的光探测方法

针对微流控分析芯片样品剂量少与微流体芯片集成等要求,设计了两种易于集成在芯片内的,用分光光度法对混合后液体的吸收光谱进行探测的方法。实验利用460～800nm的可见光光源,采用了直接探测法和消逝波探测法对样品进行探测。通过两种方法的比较证明:直接探测法具有原理简单、消耗样品量少、结构容易实现等优点;消逝波探测法具有需要样品量极少、灵敏度高、易于集成等优点。     

钢轨在线超声波无损探伤的微机化研究

钢轨在线探伤系统采用超声波无损探伤原理，对整机控制、伤痕检测、判断报警由单片机80C31实现。微机化的钢轨在线探伤系统充分利用软件资源替代常规电子设备实现的功能，并解决了脉冲波发送位置、衰减量幅值等的精确控制和伤痕信息存贮等问题。     

全自动轴类直线度测量及调整装置设计

轴类工件的直线度调整方法需要调直和检测功能相互配合完成,一般需要两套设备或装置。通过设计一种基于DSP主控芯片技术的智能化测量调直装置,实现一台设备同步完成调直和检测。该设备设有检测工位和调直工位,工位可自动切换,设备可根据对轴类件直线度指标的检测结果,自行判断合格情况并对不满足设计要求的工件进行调直处理,直至其直线度合格。以DSP芯片为核心的嵌入式开发包,实现对激光传感器、压力传感器及电气执行单元的集成控制。软件采用CCS3.3开发环境,通过开发调直下压量自反馈机制和圆周跳动测量数据拟合程序,解决设备实现自动闭环控制的关键技术难题。调直检测实验结果表明,该设备可实现对轴类工件的全闭环智能自动检测及调直,直线度指标圆周跳动量小于0.05mm,可大幅减提高轴类工件的直线度水平。     

Nanoparticle detection by microfluidic Resistive Pulse Sensor with a submicron sensing gate and dual detecting channels-two stage differential amplifier

This paper reports a method of detecting nanoparticles using a microfluidic differential Resistive Pulse Sensor (RPS). Using a single microfluidic channel with two detecting arm channels placed at the two ends of the sensing section, the microfluidic differential RPS can achieve a high sensitivity allowing the detection of nanometer size particles. Two-stage differential amplification is used to further increase the signal-to-noise ratio. This method is able to detect nanoparticles of 490 nm and 220 nm on a microfluidic chip. The method described in this paper is simple and can be applied to develop a compact device without the need of bulky, sophisticated electronic instruments or complicated nano-fabrication processes.     

基于SOPC的USB设备控制器IP核设计

可编程片上系统将处理器、存储器、I/O接口等系统设计必需的功能模块集成到一个可鳊程逻辑器件上,具有灵活的设计方式、可裁减、可扩充、可升级等优点,并具备软件硬件在系统可编程的功能.详细给出了基于Altera公司的SOPC器件完成USB设备控制器IP核的设计方法和过程.首先是对USB控制器IP核功能模块的划分,然后是分模块进行具体的设计.重点讲述了串行接口引擎控制状态机和端点控制器的设计.最后,在实现USB设备控制器的基础上,对整个设计进行对仿真、验证和综合.     

分布式直流电源远程监控系统及关键技术设计

为了提高分布式直流电源远程监控能力,构建了分布式直流电源远程监控系统架构,能够使其中的各种数据模块实时在线获取直流电源的实时数据信息,并将该数据信息传递到控制中心,从而实现动态调节智能化控制。在实现数据监控时,主控制器采用MSP430系列单片机,通过测量交流压降的方法采集电源的电压,温度检测电路采用DS18B20芯片。开关量监控模块采用AVR单片机Mega64L-8AU作为控制单元,并在通信接口处加装600W的防雷防浪涌保护装置,带有3000V的光电隔离。并设计出故障诊断电路,结合电阻平衡法、不平衡桥法和直流差流法对母线和支路接地故障进行诊断。试验结果表明,本研究方法能够大大提高分布式直流电源远程监控能力。     

LDC1000电感数字传感器的转速测量设计

不同于传统检测转速的方法,本测量方法在金属齿轮转速的检测方法中提出了新的设计思路,以LDC1000电感数字传感器为核心,以低功耗、低成本的MSP430F149为主控芯片,加上自制电感线圈来完成转速测量.射频收发芯片nRF24L01作为转速信息数据传输装置,发展前景良好.本文分析了转速测量的理论依据,给出电路原理图及其程序流程,实现对金属齿轮的转速测量、数据的传输共享.     

基于透射齿轮盘的脉冲与电压双测速装置

设计了一种采用透射式齿轮盘的电机测速装置.该设计采用槽型光电传感器配合自制的透射式齿轮盘来采集速度信号,产生一系列数字脉冲信号,同时采用频率-电压转换芯片LM2907将脉冲信号转化为电压信号.此装置应用于模型车上,不仅可以实现脉冲测速,还可实现电压测速,具有结构简单,安装方便,检测方式多样,检测精度高等特点.