多壁碳纳米管湿敏传感器的研究

传感器的基底为Al板电化学氧化成Al2O3绝缘层模板,上面真空溅射了叉指金电极,在电极之间旋涂微量多壁碳纳米管的水悬浊液,干燥后作为敏感膜.室温下测试传感器暴露在不同湿度的电阻变化,发现吸附了H2O后传感器的导电能力降低,且下降的幅度与被测湿度有良好的梯度关系.同时该多壁碳纳米管再经缩合剂EDC修饰后旋涂于电极上形成的敏感膜对湿度呈指数级变化.对它们的湿敏响应的机理进行了一些初步的探讨.     

无线传感器网络中基于能量模型的簇结构算法

针对分布式无线传感器网络能量消耗和数据通信实时性问题,利用无线传感器网络的特点,提出了新型的蚁群路由算法,即基于Energy*Delay模型的蚁群算法（E&D ANTS）.算法中人工蚂蚁通过在线延迟的方式进行数据交换,并收集邻居节点状态和网络路由信息,以此建立起最佳路由表,使得在每次传输固定大小的数据和消耗相同能量的情况下数据包传输时延最小.由于在无线通信系统中,能量消耗和传输时延是两个相互对立特征量,在此运用加强学习(RL)的方法来训练该模型.通过仿真试验与传统的LEACH和PEGASIS路由算法比较,结果表明,该算法的有效性比LEACH算法提高12倍,也优于PEGASIS算法3倍左右.     

基于小波变换的无创血压检测方法研究

为了在空间环境下测量连续血压,提出一种基于脉搏波速法,采用小波变换检测脉搏波信号峰点,准确计算脉搏波传导时间,并在此基础上推算出人体动脉血压的原理和方法,将其应用在自己研制开发的无创血压采集系统上.系统对传感器定位要求不高,误差和不适感较少,解决了其他基于脉搏波速法的血压采集系统所存在的心电、脉搏波信号同步性差,以及计算精度较低的问题.实验结果表明,本系统能准确定位脉搏波峰点、计算出脉搏波传导时间,并在此基础上计算得到人体动脉血压     

基于平面印刷碳电极的重金属离子检测

重金属离子对人类产生了极大危害.基于平面印刷技术的电化学传感器由于其便于大规模生产、重复性好、成本低已引起人们的广泛关注.我们采用丝网印刷技术制备了以碳为工作电极和对电极、Ag/AgCl为参比电极的三电极系统,结合微分脉冲溶出伏安技术(DPASV),实现了多种离子的同时检测(Cu,Pb,Zn),并对溶出条件进行了优化.该电极具有很好的灵敏度和精度,检测限达×10-9,并对污水中的重金属离子进行了检测,取得了较好的效果.     

用于室内有毒气体快速检测的便携式CC/SAW电子鼻

开发了一种用于室内空气质量快速检测的便携式电子鼻气体分析仪.该仪器利用毛细管分离柱(CC)将混合气体选择性分离,实现对气体的分类识别,然后借助声表面波(SAW)传感器频率响应测量每种组分对应的浓度,实现对气体的量化.实验针对17种有毒有害气体进行测试,结果表明该系统能对低浓度复杂混合气体进行快速检测,且具有较高的灵敏度,良好的选择性和重复性.这为不同应用场合下的痕量气体检测提供了一种可行的技术.     

参数调节随机共振增强稳态视觉诱发电位

针对提高稳态视觉诱发电位（SSVEP）信噪比的问题,提出一种基于参数调节随机共振来增强SSVEP的信号处理方法.该方法利用基于自回归模型的白化滤波器去除脑电频谱中存在的1/f趋势,通过改变采样频率的频率压缩方法把SSVEP频率线性转换为小于1的频率,使白化滤波后的信号符合随机共振产生的条件,调节双稳态系统参数实现随机共振效应,从而增强SSVEP信噪比.结果表明,通过该方法处理后,原本淹没在背景噪声中的SSVEP频率在频谱中凸现出来,信噪比得到显著增强,从3.07提高到5.76,增大了1.88倍,说明参数调节随机共振有助于检测SSVEP.     

基于扩散动力学的电化学生物传感器的设计

为解决电化学生物传感器在液流式小样品检测时,由于微反应器腔体通道高度对电极双电层及扩散动力学的影响,造成测量不稳定的问题,提出一种新的电化学生物传感器.以小样品通道流体动力学及扩散动力学的分析为基础,推导静止液体非稳态扩散过程平面电极扩散层最小厚度,以此为依据设计制作2种不同腔体高度的葡萄糖氧化酶电极微反应器,与开放式无腔的葡萄糖氧化酶电极微反应器一起进行对比试验,实验结果证明,只有当腔体高度大于静止液体非稳态扩散过程平面电极扩散层最小厚度时,扩散作用在非稳态过程中不被外界干扰,酶促反应才能正常进行.     

基于典型相关分析的独立分量分析对照函数构建方法研究

本文根据典型相关分析的特征,并结合近年来的研究热点--核学习的有关理论,提出了一种在可再生核Hilbert空间为独立分量分析构建对照函数的新方法,并证明其与以前提出的普通对照函数一样,具备统计相关测度函数所需的满意数学特征.通过对各种源分布的分离结果仿真表明,该方法比现有的其他方法具有更好的鲁棒性和灵活性.     

基于混沌的微弱信号直接数字化测量研究

首次提出了在现有的恒流源混沌映射信号测量系统中,增加一次保序变换,将N位的自然排序混沌轨道符号序列起始段直接映射到N位的自然排序标准二进制序列,从而在混沌映射测量结果与传统线性A/D转换结果之间,建立直接的对应关系的方法.该方法可以有效地解决现有混沌映射信号测量技术中存在的一些问题.研究表明,混沌映射和保序变换,可以用于微弱信号的直接数字化测量,也可作为数字化传感器或传感器阵列的设计参考.     

基于小波分析和Hilbert变换的R波检测算法

提出了在心电信号中定位R峰的一种新的鲁捧算法.利用小波工具滤波,然后结合心电信号的一次微分和一次微分后的的Hilbert变换,使得R峰突出,P波和T波减弱.另外,噪音、基线漂移、运动伪迹都最小化,伪迹受到抑制.通过经验的R峰时间间隔,预估和应用幅度阈值可以很容易地将R峰找出来.用MIT_BIH心律失常数据库的纪录测试了该算法,平均检测率达到了99.91%.该算法可靠且实现简单,用于其他生理信号如心音信号分段也有较高的正确率.