可调谐激光波长调制技术检测氧气浓度

为了克服传统方法检测氧气浓度的一些弊端,提出了一种采用可调谐激光二极管吸收光谱法结合锁相放大的检测技术.通过改变激光二极管的驱动电流使输出波长变化扫描通过氧气的吸收峰,然后利用锁相放大技术对吸收光谱的谐波进行检测分析.利用半导体激光能量高、单色性好、输出波长可随电流调制的特点和锁相放大检测微弱信号的优势来提高信噪比与检测精度.对不同浓度的氧气进行了实际检测,可得检测线性相关系数为0.99,检测极限质量浓度为1142.86 mg/m3,且该方法具有较好的稳定性及抗干扰性.     

基于DOAS方法烟道污染气体在线监测系统的设计

基于紫外差分吸收光谱法,研制了烟气在线连续监测系统.阐述了系统的工作原理和数据处理方法.仪器实现了高灵敏探测器和低噪声放大器的关键技术,解决了脉冲光源关键问题,因而具有良好的稳定性和可靠性.仪器工作波段在200-500 nm,可以对烟气中SO2和NO2含量进行定量测量.实验结果表明:测得的SO2和NO2浓度在满量程范围内相对误差≤±5%,可满足烟气排放污染物连续在线监测的要求.     

光电测试系统的性能分析

文章从理论上分析、计算由近红外光电传感器、前置放大电路和采集卡组成的光电测试系统的精度指标.结果表明,系统的绝对误差为6.68 mV;温度和噪声等引起的相对误差为3.26 mV;此外,采集卡的A/D转换宽度也影响着整个系统的精度.文章分析的方法为类似测试系统的性能分析提供了一般方法.     

295～315nm范围内温度对SO2吸收截面的定量影响

针对温度对SO2吸收截面的影响,本文提出在高温温度下对SO2吸收截面的温度特性进行研究.该方法采用浓度为10428.57mg/m3的SO2标准气体,在20℃、40℃、60℃、80℃、100℃等温度点处研究了高温温度与SO2吸收截面之间的定量关系,选用波长范围为吸收光谱检测SO2常用的紫外波段295～315 nm.通过对实验结果的定性和定量分析,得到了在不同波长处的SO2吸收截面与温度之间的定量关系式,并提出减小温度影响检测结果的方法.     

结合遗传算法与方向图法的指纹图像分割

指纹作为人体的重要特征，由于其唯一性和终生不变性，越来越成为生物测定技术的重要手段，在自动指纹识别中，指纹图像分割是图像预处理中关键的一环，不仅能够对图像信息进行压缩，保留脊谷线的主要信息，同时能够去除大量的粘连，加速后续处理的速度和提高指纹特征提取和匹配的精度，将基于遗传算法的阈值分割方法和方向图法相结合对指纹图像进行分割。     

采用改进的基于余量的算法实现人脸识别中最佳Gabor特征的选择

基于2DGabor变换的人脸特征描述已经受到了很多人的关注。然而现有的Gabor特征维数较高,而且具有冗余性,因此选择最佳的Gabor特征用于人脸识别显得尤为的重要。利用最大余量原理的特征选择算法在目前的机器学习研究中已经占据了重要的地位。本文在基于余量的迭代搜索法(Simba)的基础上,引入了一种新的选择算法:基于余量的共轭梯度法(Cgmba),它只需较少次迭代就可以找到最佳解。我们在IMM人脸库上进行了实验,实验结果表明:尽管只使用了一半不到的特征,但Cgmba和Simba的识别率却分别提高了3.75和1.25个百分点,同时也证实了我们提出的Cgmba明显优于Simba。最后我们对Cgmba选择的Gabor特征的分布情况进行了分析,可以看出较大尺度的特征相对于较小尺度的特征对于分辩人脸的细微差别具有同等的重要性,而且在垂直,135°方向的特征具有更强的分辩能力。     

利用微型生物光学传感器的竞争免疫检测法检测牛奶中氨苄青霉素

利用微型表面等离子体共振的生物传感器测量了残留在牛奶中的氨苄青霉素的浓度.采用竞争抑制试验的方法,即先将定量的单克隆抗氨苄青霉素抗体（3H295）和含氨苄青霉素的牛奶样品混合,样品中氨苄青霉素即与抗体结合,然后将该混合样品通入传感器表面,传感器的表面共价固定了氨苄青霉素分子,通过生物特异相互作用分析,检测样品中剩余的抗体,从而得到氨苄青霉素的浓度.样品的测量时间为10min,最低检测限为2.5 ng/mL,低于欧盟标准4 ng/mL.该检测方法的测量时间短、重复性好,批间测量的变异系数为5.4%,表明该方法能满足实际测量要求.     

多波长频分复用人体成分检测系统的研究

在人体成分光谱检测研究中,多个波长吸收信号的高信噪比检测是保证待测成分浓度建模预测精度的关键。基于激光二极管调制与数字锁相技术,搭建了多波长频分复用同步测量系统,实现了多个波长吸收信号同步、快速、高信噪比检测。测量系统包括激光器调制单元、人机测量接口、光电信号检测与数字锁相处理等部分。将多个波长光源以不同频率的正弦信号进行调制,通过人机测量接口及光电信号检测单元得到样品的漫反射光谱。信号处理部分基于数字正交锁相原理,利用Lab VIEW软件设计了数字移相、相敏检测与低通滤波等模块,实现了不同频率信号的同步高信噪比检测。系统具有信噪比高、测量速度快、稳定性好、集成度高等优点,为小型化人体成分光谱测量装置的设计提供了参考。     

乳品成分近红外光谱测量系统及其可靠性热设计

论述了基于声光可调谐滤光器(AOTF)的乳品成分近红外光谱测量方法,并针对测量系统进行了可靠性热设计.通过对测量系统进行故障树分析(FTA),从结构材料的热平衡入手针对光源部件的故障隐患进行了结构热设计;同时,针对系统核心分光器件-声光可调谐滤光器AOTF晶体采用PID调节方式的单片机系统进行了恒温控制.通过对测量系统进行优化,部件可靠性及光谱稳定性相应提高,数据表明:系统测量光谱重复性变异系数CV值由0.5%降低到0.1%.     

人体血糖无创测量中净信号的提取方法

提出了基于背景光谱构建噪声子空间提取葡萄糖净信号的方法,该方法不受参考浓度误差以及偶然相关因素的影响．对葡萄糖水溶液,以纯水为背景提取的葡萄糖净信号与传统方法的结果非常接近,相关系数达到0．9,且反映了葡萄糖的特征吸收信息．最后,在严格控制的实验条件下,对正常志愿者进行了活体口服葡萄糖耐量实验,并从生理状态不变的光谱构建的噪声子空间提取了血糖浓度变化导致的净信号．结果表明,口服葡萄糖耐量实验的漫反射光谱中的葡萄糖净信号,反映了葡萄糖分子在其一级倍频区域的特征吸收．这证实了左手掌部位采集的近红外光谱中确实携带了血糖浓度变化的信息．