电泳芯片上非接触电导检测器的研究

非接触电导检测器克服了接触电导检测器的缺点,避免了电极污染,结构简单,易于集成化、微型化,适合芯片毛细管电泳检测.介绍了芯片上非接触电导检测器发展现状,检测原理以及检测池等效电路,并对信号处理电路做初步探讨.     

一种电导式液满检测装置的研究

依据待测液体的导电性,利用与被测液体相接触的电极进行液满检测,其方法简单实用.液体收集装置液满状态的检测通常依赖人为观测,或液位检测传感器来完成,前者费时费力,后者成本较高.针对这一问题设计了一种电导式液满检测装置,通过采集电极间吸水材料电导(电阻)值来检测液满与否,并给出声讯提醒,对吸水材料间电导(电阻)值的测定和报警范围的设置,使检测装置不受电导率变化影响.     

双向电流法测量溶液电导

测量溶液电导时，用一等幅双向恒定的电流脉冲连续地施加于电导池，然后对该电导池的电压求积分，测得该电压与时间曲线下的面积值，而该面积即是与溶液的电阻值成正比。它与电导池自身的等效串联电容Ｃｘ无关，实际上只要再提供相应的脉冲周期，它也同样地独立干溶液自身的等效并联电容Ｃｐ。     

基于ICEEMDAN与Teager能量算子的牵引供电系统谐波检测算法

针对传统的谐波检测算法无法分析牵引供电系统中的非线性、非平稳谐波的问题,文章提出一种基于改进自适应噪声的完整集合经验模态分解（ICEEMDAN）与Teager能量算子（TEO）相结合的谐波检测算法。其先将待测信号经ICEEMDAN得到一组固有模态函数（IMF）分量,再通过筛除虚假分量,得到真实的IMF分量;然后,对各个IMF分量进行Teager能量算子（TEO）解调,得到谐波分量的幅值与频率随时间变化的图像。经分析得出,ICEEMDAN作为希尔伯特-黄变换（HHT）中的重要步骤经验模态分解（EMD）的改进算法,相较EMD的其他改进算法,其抑制模态混叠的效果最佳,并具有良好的自适应性,在处理非线性非平稳信号时有着很好的表现;而TEO能准确检测出谐波的瞬时幅值与频率,并快速响应信号的变化。通过构造牵引网特性中的谐波信号对该算法进行仿真分析,结果显示,分析稳态电流谐波时,幅值与频率的平均检测误差分别为3.56%和1.74%;分析暂态电流谐波时,幅值与频率的平均检测误差分别为3.39%和2.44%。这表明文章所提算法能够对牵引供电系统谐波的幅值与频率进行准确的检测,并可以准确定位谐波信号的突变...     

一种检测微弱光电流信号的锁相放大器设计

针对强背景噪声下光寻址电位传感器中微弱电流信号检测困难的问题,设计了一种基于锁相放大原理的微弱光电流信号检测电路。该电路主要包括两部分：前置放大器和相敏检波器;其中,前置放大器主要由包括第一级电流电压转换电路在内的四级放大电路组成。系统选用高性能的AD8652作为前置放大器中的第一级运放,相敏检波器采用电子开关型芯片AD630实现信号的乘法运算。实验结果表明,当前置放大器增益设置为104、105、106时,整个锁相放大器检测系统的灵敏度分别为-1.2678×104V/A、-1.2651×105V/A、-1.2302×106V/A,该灵敏度与理论计算值的相对误差绝对值最大为3.38%,可检测的输入电流范围是100nA~180μA,频率响应范围是1kHz~1.2MHz;当外加白噪声时,系统输出值随着噪声的增大而增大,当噪声不超过待测信号的2.25倍时,系统输出值与无噪声的输出值之间的相对误差不超过5%。系统具有良好的稳定性和线性度,在微光电流信号检测中具有较好的应用前景。     

基于矩形谐振环的微流体传感器

提出了一种用在GHz频段的超介质微流体传感器,用于对具有不同复介电常数的溶液进行高分辨率的辨析,灵敏度达到了4.382 mm/RIU.具有结构简单、检测方便、检测样品用量小等特点.利用样品溶液流经通道时将会改变原有的超介质单元的谐振频率和峰值衰减的原理来进行传感,待测溶液的介电性能可以通过建立谐振特性和样品复介电常数之间的关系来获得.利用等效电路的分析对传感器进行了优化,使其可以同时使用谐振频率和峰值衰减作为指标来进行样品溶液的辨析.     

PDMS-铜膜复合电极的压力检测研究

本文报道了一种利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）-铜膜复合电极进行压力检测的方法和系统。在PDMS-铜膜复合电极上施加压力时,PDMS发生形变并与之接触的铜膜进行摩擦,使铜电极表面电荷密度增加,PDMS-铜膜界面双电层（EDL）电容的电荷量也随之增加。由于双电层电容电容量不变,因此铜膜的电势会随之增加。通过检测铜膜电势的变化,可检测外界压力的变化情况。实验结果表明：检测系统输出电压的变化率正比于外加压力的变化率,输出电压的幅值反比于PDMS薄膜的厚度。因此,根据检测信号的幅值以及变化率,可以判定外加压力的大小以及变化率。本方法具有结构简单、灵敏度高和操作方便等特点,为发展新型柔性无源压力传感器提供了新的思路和方法。     

串联电极阵列压电传感技术自动检测病原体

以串联电极阵列压电石英晶体（SPQC）传感器为基础构建了一台8通道微生物自动检测仪。电极插入培养基检测溶液电导的变化。池常数k=0．05m,使用中性、低电导的氨基酸培养基（AaB）,电导控制灵敏度区间为550-600μs。利用拟合-微分的方法简单准确地得到频率检测时间（FDT）。对普通的金黄色葡萄球菌（S．aureus）和痢疾杆菌（S．dysenteriae）进行自动检测,结果表明：FDT和样品中细菌浓度呈线性关系（R〉0．99）,检测范围为10-10^6CFU·mL^-1。该方法准确度与国标的平板记数法相当（置信区间为95％）,但重现性更好,更稳定,灵敏度更高。     

声表面波液相金属离子传感器

以36°-YX LiTaO3为基底的双通道声表面波(SH-SAW)液相金属离子传感器,在LabView测试平台下采用流动注射的方法研究了该系统在液相金属离子检测和分析中的原理和应用.实验表明,传感器稳态的输出频率反应了待测溶液的电导率,数据经拟和处理,误差<0.24%;传感器的检测下限为10-5mol/L;对于两种金属离子的混合溶液,传感器的瞬态响应反映了待测溶液中所含的离子成份,采用偏相关分析(PLS)算法可以有效识别待测溶液中离子成份的比例,识别误差<3%.研究表明,通过进一步的优化设计,这种新型的液相金属离子分析仪器具有重复性好、灵敏度高、体积小和适合在线实时检测等方面的优点.     

基于两电极体系脉冲计时电流法的离子选择性检测

以全固态离子选择性电极为工作电极,活性炭电极为对电极,搭建了一个基于脉冲计时电流法的两电极体系离子检测系统。使用不同的离子选择性工作电极,施加连续脉冲电压信号,通过采集响应电流,可实现待测溶液中相应离子的定量检测。将其应用于pH,钙离子与氯离子的检测,结果表明,该检测系统具有精确度高、选择性好等优点,相比于传统电位分析方法,不易受电荷积累的影响。加之采用全固态两电极体系,使检测系统易于维护及小型化,在水质的实时在线监测中具有较好的应用前景。     

一种适用高压变频器的光纤电流检测系统

针对目前存在于高压变频器中的强电磁干扰、绝缘复杂等技术问题,利用光纤电流检测抗电磁干扰能力强、完全电气隔离等优点,在光纤电流传感器原理的基础上,研究一种适用于高压变频器的基于法拉第磁光效应偏振态调制的全光纤电流检测系统,改进目前高压变频器电流检测环节。该研究应用高圆双折射光纤有效抑制光纤中固有的线性双折射,通过改进双光路检测结构简化检测系统,经过理论分析和实验证明高圆双折射光纤电流检测系统线性度良好,且实时性好,适用于高压变频器。     

磁致伸缩液位传感器检测信号影响因素分析及实验研究

磁致伸缩液位传感器作为液位测量装置,其检测信号对磁致伸缩液位传感器性能产生直接的影响,因此检测信号影响因素分析对优化传感器的性能至关重要。本文从检测线圈结构和脉冲电流参数对检测信号的影响进行讨论,建立了基于检测线圈的等效电路模型,使得在确立线圈结构参数时有了理论依据;观察检测信号波形变化趋势,得到感应信号随影响因素的变化曲线,从而得出液位传感器最优参数。优化后的液位传感器,提高了检测信号的抗干扰能力及其稳定性。该研究结果为磁致伸缩液位传感器的优化设计提供理论基础与指导。     

基于子矩阵波束形成输出直流响应加权的目标检测方法

针对同一单频带内未知目标检测中强、弱目标不能同时被检测问题,依据不同子矩阵波束形成输出直流响应值不同,提出一种基于子矩阵波束形成输出直流响应加权的目标检测方法。首先,利用特征分析技术对线列阵接收数据协方差矩阵进行特征分解;然后,对各特征向量进行共轭相乘得到相应子矩阵,并对子矩阵进行波束形成,利用各子矩阵波束形成输出直流响应值的差异形成加权因子;最后,利用该加权因子对各子矩阵波束形成输出结果进行加权统计得到最终合成结果,提升弱目标子矩阵波束形成输出结果在最终合成结果的比重,实现对同一单频带内未知目标的有效检测。理论分析、数值仿真和实测数据处理结果均证明了,在仿真条件下,相比常规波束形成和常规子空间重构法,所提方法使弱目标子矩阵波束形成输出结果在最终合成结果的比重由0.09%变为45.36%,降低了背景噪声和强目标对未知目标检测的影响,减小了目标间输出直流响应值的差异,改善了对同一单频带内未知目标的检测性能。     

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。     

Optimum single-tap per-subcarrier equalization for OFDM/OQAM systems

An equivalent multi-input multi-output (MIMO) linear model of the standard transceiver for OFDM/OQAM systems is derived. Specifically, the impulse response of the equivalent filter that determines the effect on each output of the symbol sequence transmitted on each subcarrier, both with reference to AWGN and multipath channels, is obtained. The derived model is exploited for the design of the optimum single-tap per-subcarrier equalizer according to the maximum signal-to-interference ratio criterion. It is shown that the optimum single-tap equalizer in the absence of guard subcarriers is the inverse of a specific coefficient of an impulse response of the derived MIMO model. This coefficient under particular conditions leads to the conventionally used single-tap equalizer given by the inverse of the channel frequency response at the frequency of the considered subcarrier. The effects of guard subcarriers and the inclusion of the noise term in the cost function are also studied.     

基于初始磁导率的铁氧体裂纹检测

铁氧体是电子电路中广泛使用的抗干扰元件,生产中应力引发的内部缺陷裂纹严重影响其电气性能。其传统检测方法准确率低、速度慢,难以满足产品的快速检测需求。将基于初始磁导率的缺陷检测方法运用于铁氧体工件的检测,对检测传感器进行优化,使之能够在微小激励下获得准确的输出响应。对改进前后的传感器进行了对比实验,分别就其结构、尺寸、磁导率等参数进行了针对性分析,证明了该检测方法和参数优化的有效性。     

基于高速解调电路的新型手持式工频电场检测系统

基于高性能的微机电系统(MEMS)电场敏感芯片进行工频电场检测,设计了前置放大电路对芯片输出的微弱信号进行二级放大;基于相敏检测原理,设计了一种可抑制背景干扰噪声的模拟解调电路,提高了系统的响应速度;基于ARM微控制器实现了信号的处理,最终成功研制了一种新型手持式工频电场检测系统.输电线路下电场检测实验表明:系统具有良好的检测性能,检测结果与德国Narda电场测量仪具有较好的一致性.     

Responses of central auditory neurons modeled with finite impulse response (FIR) neural networks

To simulate central auditory responses to complex sounds, a computational model was implemented. It consists of a multi-scale classification process, and an artificial neural network composed of two modules of finite impulse response (FIR) neural networks connected to a maximum network. Electrical activities of single auditory neurons were recorded at the rat midbrain in response to a repetitive pseudo-random frequency modulated (FM) sound. The multi-scale classification process divides the training dataset into either strong or weak response using a multiple-scale Gaussian filter that based on response probability. Two modules of FIR neural network are then independently trained to model the two types of responses. This caters for the possible differences in neuronal circuitry and transmission delay. Their outputs are connected to a maximum network to generate the final output. After training, we use a different set of FM responses collected from the same neuron to test the performance of the model. Two criteria are adopted for assessment. One measures the matching of the modeled output to the actual output on a point-to-point basis. Another measures the matching of bulk responses between the two. Results show that the proposed model predicts the responses of central auditory neurons satisfactorily.     

基于法拉第磁光效应的光学电流传感器电气特性研究

研究了基于法拉第磁光效应的光学电流传感器的电气特性。根据马吕斯定律,仿真分析了起偏镜与检偏镜光轴之间的夹角、交变电流引起的交变法拉第旋转角的幅值对此种光学电流传感器交流响应波形的影响,以及响应的幅值特性和频率特性。通过对此种光学电流传感器电气特性的研究,为实验中出现的问题提供了解决思路,同时也为磁光介质的参数确定提供了依据。仿真和部分实验结果表明此种光学电流传感器在合适参数下具有较好的响应波形以及幅值、频率特性。     

Fe-Ga磁致伸缩位移传感器驱动电流位置调整与回波速度校正

通过对传统Fe￣Ga磁致伸缩位移传感器驱动脉冲电流输入端位置的改进,降低了驱动脉冲电流噪声对检测线圈输出电压的影响,并使检测线圈输出电压信噪比由15.5 dB提高至23.7 dB。基于应力波无阻尼反射原理提出一种新的回波速度校正法,确立了回波速度与波导丝长度、应力波传播时间、反射波传播时间的数学关系,并给出此表达式适用的驱动脉冲电流频率范围。制作了样机,通过实验验证了此方法最大位移测量误差减小到原来的1/5,为Fe￣Ga磁致伸缩位移传感器输出性能研究提供了理论依据。