可筛选乳胶微粒的介电泳陷阱和微马达: 从分立单元到片上实验室

提出了可分析、筛选乳胶微粒的介电泳陷阱与微马达,并以此为核心单元讨论了片上实验室的组建。设计了可集中样本预处理、分离筛选与微马达驱动等多个功能于一体的微分析芯片,并优化了各分立单元的作用效果。用新的螺旋-叉指和螺旋-城堡电极代替传统的螺旋状或者叉指、城堡状电极,可以不必借助电渗流的作用分开大小不同的乳胶微粒,分离效率达90%以上。当激励信号为驻波时,样本分离电压比普遍使用的行波信号降低50%。对于起介电泳筛选作用的城堡状电极进行了侧向和轴向的非均匀化处理,提高了对微粒尺寸的敏感性,可以将70%的小微粒从混合液中分离。有限元分析和实验结果表明,与参考文献中提到的芯片结构相比,电极的新排布方式增加了轴向场强梯度,分离电压比传统方法降低了80%。另外,微马达和探测电极的集成,为旋转性质的测电学量提供了便利。     

应用SU-8粘合技术的微型压力、温度和湿度集成传感器

压力、温度和湿度集成传感器具有体积小、成本低和可批量生产等优点,在环境监测和工业控制等领域应用广泛。基于微机电系统(MEMS)技术,本文设计和制作了一种尺寸为5.5 mm×3.5 mm×0.8 mm的高精度压力、温度和湿度集成传感器。该集成传感器由SU-8真空粘合技术制作的铂压阻压力传感器,铂电阻温度传感器和电容式湿度传感器组成。介绍了该集成传感器的设计思想、结构和制备过程,给出了实验和测试方法。结果表明,压力传感器的精度优于0.05%;温度传感器的精度为0.3%;湿度集成传感器的量程为25%RH~95%RH,其性能曲线的线性相关系数为0.998。集成传感器中的这3种传感器的高精度表明该集成传感器的制作工艺具有良好的工艺兼容性。     

谁来做"苏打水"的英雄?

在沈阳、哈尔滨饮用水市场终端的调研中,我们发现除了利润之外,经销商比较关心的问题是产品的广告. 当年乐百氏的"27层净化"也许是当代中国广告创造出来的最经典的理性诉求广告了,这是一个极其准确鲜明的"USP",给人以鲜明的记忆.当然,这并不算多么独特的概念,但乐百氏先提出来了,并在整个广告战役中把这一概念表达到了极致,所以也就完完全全独享了一个概念.     

球形光声腔中二氧化碳的检测

气体光声光谱技术是一种基于光声效应的微量气体检测技术,它具有高灵敏度、高选择性、大动态检测范围的优点,本文从理论上讨论了气体检测球形光声腔共振模式的声学特性,计算表明,与常用的圆柱形光声腔比较,球形光声腔不存在粘滞损耗,具有更好的检测特性;利用球形光声腔和二氧化碳激光器构成的气体光声检测系统,从实验上测量了球形光声腔的共振模式,与理论计算结果一致;实验结果表明注入浓度为300 ppm二氧化碳的球形光声腔所激发的光声信号为5.68 mV,信噪比高达45,尽可能地降低了声波在光声腔内壁附近的热损耗和粘滞损耗,提高了二氧化碳气体检测灵敏度。     

基于MEMS技术的PCR生物芯片的研究

聚合酶链式反应 (PCR)技术已在分子生物学、基因测序、医学诊断等方面得到广泛的应用。基于MEMS技术研制了微结构的集成PCR -DNA分子扩增生物芯片 ,芯片集成了加热子、温度传感器、反应室、进样通道等 ;还介绍了芯片的设计、制作、温度循环特性。     

清理加工工序对新疆机采棉品质的影响

为了降低机采棉清理工序对纤维品质的损伤程度,通过比较不同清理加工工序间纤维品质的差异,分析了籽棉清理和皮棉清理工序对纤维品质的损伤程度,探讨了最大限度降低纤维品质损伤的适宜机采棉清理道数。研究表明:机采棉每道清理工序均会对纤维品质造成损伤;籽棉清理对纤维断裂比强度的影响较大,较清理加工前平均降低了1.0 c N/tex,且以第2、3道工序的损伤最大;皮棉清理工序使纤维长度和整齐度下降了0.8 mm和1.7%,短纤维率增加了2.0%;第1道皮棉清理工序(含轧花工序)对纤维的损伤最大;籽棉清理工序可根据机采籽棉叶杂的清除难易程度,选择使用1～2道;皮棉清理可选择1道气流式皮棉清理机,或尝试不使用皮棉清理机。     

基于光纤传感的生理参数监测系统研究

常规生理参数监测系统由于测量时接触皮肤,因此舒适感差、个体依从性差。为解决上述问题,该文基于生理的微弱运动可致光纤微弯曲变形进而致光强度发生变化的原理,研制了新型的基于光纤传感的生理参数监测系统。该系统通过光探测器自适应地检测细小的光强变化获得心冲击图(BCG)信号,利用信号处理算法获取心率、呼吸率和体动等信息;把光纤嵌入床垫或坐垫设计为三明治结构,既保护了光纤又增强了系统的可靠性和稳定性;采用蛇形返折走线将光纤均匀地分布在垫子中间,使系统具有高灵敏度。通过多家医院临床标准方法对比测试可得在95%的置信区间(±1.96SD)内该系统心率均值误差为–0.26±2.80次/min,与标准值之间的相关性为0.9984;呼吸率均值误差为0.41±1.49次/min,与标准值之间的相关性为0.9971。实验表明,研制的系统可在零负荷的状态下无感进行生理参数测量,在健康医疗领域具有广泛的应用前景。     

基于圆柱绕流直径压强差的二维风测量方法

基于流量传感器的圆柱结构2维风传感器,其测量性能对地面风测量而言不够准确。由此,该文通过分析风洞实验数据,建立一种数学模型来描述圆柱绕流中直径两端压强差的分布,并根据该模型提出一种通过检测该直径压强差来计算风速风向的2维风测量方法。对风洞测试数据应用该方法,在2~40 m/s风速范围内,风速计算值误差不超过(0.2+0.03 V) m/s,风向计算值误差不超过5。相比使用流量传感器的圆柱结构2维风传感器,该方法提高了测量准确度。同时,该方法不需要转动部件,不受机械摩擦和惯性的制约,需要占用的空间小。     

基于心动周期估计的心音分割及异常心音筛查算法

心脏疾病是全球发病率和死亡率最高的疾病,心音听诊可以获取心脏的机械特性及结构特征,与超声心动图、核磁共振等无创诊断技术相比具有快速、低成本和操作简单的优势。心音信号成分复杂,容易受到各种噪声和干扰的影响,听诊诊断结果容易受到医生主观性的影响,极大限制了心音听诊的应用。该文提出一种基于心动周期估计的心音分割及异常心音筛查算法,预先估计了心音的心动周期,存在随机干扰的情况下也可以正确识别信号中80%以上的心动周期,提高了算法的稳定性。同时提出了区分度良好的时域和频域特征指标,利用支持向量机建模,对异常心音的识别率可达92%。算法可辅助医生诊断,或用于家用便携式心音监护设备。     

基于可穿戴设备的日常压力状态评估研究

现代生活普遍压力较大,容易引起消极痛苦的应激,导致不良情绪甚至滋生各类慢性病。心理专家需要了解个体的压力状态,从而开展对应性心理疏导和治疗。传统心理学自评法存在一定的主观性;基于生理多导仪的压力状态评估法,受设备体积所限无法用于日常压力状态评估。针对上述问题,该文采用可穿戴式传感设备实时采集个体生理信号,利用心理和生理的伴生关系,对个体的心理压力进行长期实时评估。同时通过蒙特利尔影像应激实验(MIST)诱发出被试平静、轻微及高度压力3种压力状态,此实验范式同时包含认知负荷精神压力因素与社会评价心理压力因素,与日常真实生活更为接近。该文共采集39名健康被试的实验数据,通过对数据的特征值提取等预处理,结合随机森林算法对最优特征子集进行选择,采用支持向量机(SVM)分类算法对3种压力状态进行分类预测。实验结果表明,通过随机森林特征选择优化后的SVM分类,与通用的单一SVM分类算法相比,具有更好的分类识别效果,对3种压力状态的分类准确率可从78%提高至84%。