基于微电机系统的多参数传感器与检测系统设计

基于电化学电流检测原理,利用微机电系统(MEMS)技术、电极表面修饰技术以及酶固定化技术,制备了纳米颗粒增强的多参数生物传感器。采用恒电位微电流检测方法,设计制作了配合该系列传感器的多参数检测系统。以葡萄糖参数为例,验证了检测系统的性能,结果表明,该系统与传统电化学工作站测得的数据相比较,在0.5~22 mmol/L范围内,相关系数达0.994 3。     

基于免泵微流控芯片和电化学检测的便携式生物医学传感器研究

为满足即时检验(point-of-care testing,POCT)在基层和个性化诊疗使用需求,开发了一种免泵式微流控芯片和电化学检测生物医学传感器系统,配合免疫传感器完成了对过氧化氢和前列腺癌标志物的快速检测。系统利用改性处理后聚二甲基硅氧烷芯片通道内毛细作用力,自泵式完成待测试剂混合和流动,采用微型便携式检测设备控制输入信号并通过微电流检测电路设计读取传感器上电流信号,实现快速自动化检测。实验验证了三电极检测电路输出电位稳定,误差不超过1%;通过对双氧水浓度检测实验证明了该检测体系对浓度变化电流动态响应特性良好,输出稳定;检测系统配合生物传感器对前列腺特异性抗原浓度进行定量检测,检测限为1 ng/m L。据我们所知,这是首次利用电化学免泵微流控传感器进行前列腺抗原的检测,本体系结构简单,操作简便,系统有望与多种电化学传感器结合用于多种检测物质的快速智能化POCT检测。     

基于免泵微流控芯片和电化学检测的便携式生物医学传感器

为满足即时检验(point-of-care testing,POCT)在基层和个性化诊疗使用需求,开发了一种免泵式微流控芯片和电化学检测生物医学传感器系统,配合免疫传感器完成了对过氧化氢和前列腺癌标志物的快速检测。系统利用改性处理后聚二甲基硅氧烷芯片通道内毛细作用力,自泵式完成待测试剂混合和流动,采用微型便携式检测设备控制输入信号并通过微电流检测电路设计读取传感器上电流信号,实现快速自动化检测。实验验证了三电极检测电路输出电位稳定,误差不超过1%;通过对双氧水浓度检测实验证明了该检测体系对浓度变化电流动态响应特性良好,输出稳定;检测系统配合生物传感器对前列腺特异性抗原浓度进行定量检测,检测限为1 ng/m L。据我们所知,这是首次利用电化学免泵微流控传感器进行前列腺抗原的检测,本体系结构简单,操作简便,系统有望与多种电化学传感器结合用于多种检测物质的快速智能化POCT检测。     

基于多孔普鲁士蓝/金复合材料的酶电化学传感器的研究

以氢气泡为模板,利用电化学沉积等手段制备微/纳米多孔普鲁士蓝/金复合材料。通过化学修饰将葡萄糖氧化酶固定于复合材料表面,构建具有高灵敏度的电化学葡萄糖传感器,并采用计时电流法研究该传感器对葡萄糖的电化学催化活性。结果表明,该电化学传感器对葡萄糖的响应速度为7 s,检测线性范围为0.05~3.75 mmol/L。此外,该酶传感器还具有良好的重现性和稳定性。     

监测PCB电镀电流的无线传感器网络

利用计算机、传感器技术和无线通信,设计了用于PCB电镀电流检测的无线传感器网络监测系统.该监控系统以NRF9E5单片机为无线传感器节点核心,运用霍尔电流传感器和检测电路的设计,实现了无线传感器节点与计算机的无线通信.     

基于高灵敏度电化学传感器的有害气体检测系统设计

针对低浓度有害气体实时监测的问题,采用高精度电化学气体传感器,设计了用于检测低浓度CO、NO₂的环境有害气体检测系统,将卡尔曼滤波与小波滤波相结合对存在噪声的微小信号进行提取,并将嵌入式技术与Web技术相结合构建了实时低浓度CO、NO₂的有害气体检测系统。通过研究电化学气体传感器特性,设计了恒电位操作电路和nA级电流检测电路。针对标定过程中存在有害气体污染等问题,设计了更加安全的标定实验。所设计系统实现了10^-6级电化学传感器的驱动、检测、信号处理远传和网络查看监控数据等功能,检测系统具有良好的精度和友好的用户界面。     

基于电化学原理的半导体气体传感器检测技术

本文介绍了一种新的半导体气体传感器的检测方法,在实验室构建了一个判别气体的测试系统,与传统测试方法不同的是,新方法的加在传感器膜上的激励源是变化的,它是用电化学工作站作为传感器膜上的激励源,采用电压/电流激励的方式进行测试,通过大量实验,证明该方法是一种有效的检测气体的手段.     

基于Fourier变换的分布参数系统静态检测传感器的部署

针对实际生活或者工程问题中的分布参数系统多个静态检测传感器的部署问题,给出了多元函数Fourier变换、三角网格感知距离、给定区域检测传感器最少数量的三条相关定理。提出了分布参数系统的状态变量的求解方法以及静态检测传感器的部署方案和部署数量的方法。该方法通过求出齐次分布参数系统的状态变量,给出模型参数的先验估计值取定第一个检测传感器部署位置,再根据传感器感知模型三角网格部署方法确定其他检测传感器的部署位置,最后计算出分布参数系统给定区域检测传感器的最少数量。     

GO/PPy/Pb3O4修饰电极的制备及其在电化学传感中的应用

通过制备氧化石墨烯/聚吡咯/四氧化三铅(GO/PPy/Pb₃O₄)复合材料,用于构建电化学传感器,以实现对对苯二酚的电化学检测。通过利用π-π共轭效应,实现吡咯单体在氧化石墨烯表面的原位聚合。以GO/PPy纳米复合材料为基底,通过水热反应制备得到具有微/纳结构的GO/PPy/Pb₃O₄复合材料。以扫描电镜(SEM),傅里叶红外(FTIR)和X射线衍射(XRD)等对复合材料进行表征,用差分脉冲伏安法研究对苯二酚在修饰电极上的电化学行为。通过对比不同修饰电极的电化学传感性能,发现GO/PPy/Pb₃O₄修饰电极展示了良好的导电性和优异的电催化性能。结果表明,该电化学传感器在1.0~35 μg/L范围内与其氧化峰电流呈良好的线性关系,其检测限为0.3 μg/L。此外,该电化学传感器还具有良好的重现性和稳定性。     

基于石英晶体微天平传感的ELISA测定水体中残留氯霉素

提出一种以石英晶体微天平作传感装置的电化学免疫传感器用于分析水体中CAP的残留。通过辣根过氧化酶催化氧化TMB生成沉淀,使石英片谐振频率降低,来测定酶标物和待测物的浓度。对免疫传感器构制参数和传感器测量过程参数进行了优化,传感器对氯霉素检测的线性范围为0.3～180μg.L-1。     

迭代MUD技术在SCDMA系统中的应用

介绍了同步码分多址（SCDMA）系统中的迭代多用户检测（MUD）接收机，它是Turbo译码算法迭代思想的推广，迭代多用户检测技术，用Turbo码的译码的多用户检测的研究相结合，成为目前通信领域研究的热点，研究结果表明，多次迭代后，系统性能将得到很大提高，接近单用户的性能。     

第3代移动通信系统中的多用户检测技术

讨论了第3代移动通信系统中的多用户检测技术；多用户检测（MUD：Multi-User Detection)技术在传统检测技术的基础上，充分利用造 成多址干扰（MAI:Multiple Access Interference)的所有用户信号信息对单个用户的信号进行检测，从而具有优良的抗干扰性能，首先，给出了多用户检测性能界限；然后具体分析了两类用户检测，给出了它们的实现框图，性能曲线，以及各自的优缺点。     

UWB系统中MMSE迭代多用户检测技术的研究

DS—UWB是脉冲无线电和扩频技术的结合，在高速数据通信和低速传感器网络中都有广阔的前景和应用空间．迭代多用户检测（MUD）接收机，是Turbo迭代译码思想的推广．本文将迭代MUD接收机用于DS—UWB系统，通过仿真试验研究表明，经过多次迭代后，系统性能将得到很大提高，可以接近单用户的性能．     

五轴联动数控展成电解磨削整体叶轮的控制方法

分析了整体叶轮叶面片型精加工的现状，为解决整体叶轮叶面型面的精加工难题，进行了五轴联动数控展成电解磨削的基础研究，其中，控制导电磨轮相对整体叶轮叶片型面的展成运动是问题的关键，根据数控展成电争磨削整体叶轮叶片型面这一加工方法的特点，在分析了数控展成解磨床的结构与运动的基础上，介绍了经济型多轴数控系统及其联动控制方法，建立了电解磨削非平行直纹展成曲面的数学模型，开发了五轴联动数控展成电解磨削自动数控编程系统，对航空发动机整体叶片轮的叶片型进行了电解磨削。     

神经元网络在电涡流板厚在线检测中的应用研究

主要讨论了多频多参数电涡流检测方法,提出了用神经网络处理多参数信号的方法。通过神经网络计算,分离多个互相干扰的参数,从而直接给出厚度的大小与热轧板的温度,实现单一参数的测量准确性,抑制干扰因素的影响。     

便携式癌细胞荧光显微成像系统的设计与实现

根据荧光成像在癌症诊断分析中的机理,选择高效率的光学系统,配合高精度的半数字式对焦技术和智能图像采集融合技术,实现高性能便携式癌细胞荧光成像系统。系统选择多波段的LED光源;采用科学级面阵互补金属氧化物半导体(CMOS)探测器,配合散斑抑制二向色镜,降低背景干扰,提高检测灵敏度;采用半数字式对焦技术,实现显微镜高精细的自动对焦;采用FPGA+万兆网的结构,实现图像数据的高速传输。实验表明,基于该系统可制成质量为4 kg、功耗不到20 W的便携式癌细胞荧光成像设备,实现清晰的多谱段癌细胞荧光成像和快速检测。     

电化学法检测细胞中的胸腺嘧啶和胞嘧啶

用基于氧化石墨烯量子点/多壁碳纳米管/丝网印刷电极（GOQDs/MWCNTs/SPCE*）的电化学检测方法同时检测小鼠胚胎成纤维（BALB/c 3T3）细胞中的胸腺嘧啶和胞嘧啶， 并考察富集电位、 富集时间、 pH值对胸腺嘧啶和胞嘧啶标准品电化学行为的影响. 实验结果表明： 最佳检测条件为富集电位0， 富集时间150 s，  pH=7.4; 电极对胸腺嘧啶和胞嘧啶的最低检测限分别为0.69，0.95 μmol/L；  该方法可同时灵敏检测BALB/c 3T3细胞中的胸腺嘧啶和胞嘧啶.     

基于MM YOLOv4的无人机目标检测算法

针对当前无人机目标图像检测方法精度较低和检测速度过慢的问题,提出一种结合轻量级网络和改进多尺度结构的目标检测算法。首先采用MobileNetV3轻量级网络替换YOLOv4的主干网络,减少模型复杂度,提升检测速度;其次,引入改进多尺度结构的PANet网络,增强高维图像特征和低维定位特征的流动叠加,提升对小目标的分类和定位精度;最后,利用K means方法对目标锚框进行参数优化,提升检测效率。同时结合公开数据集和自主拍摄方式构建一个新的无人机目标图像数据集Drone dataset,并基于数据增强的方法开展算法性能实验。实验结果表明,该算法的mAP达到了91.58%,FPS达到了55帧/s,参数量为44.39 M仅是YOLOv4算法的1/6,优于主流的SSD、YOLO系列算法和Faster R CNN算法,实现了对多尺度无人机目标的快速检测。     

无线水质参数检测系统的开发

在分析当前水污染及其治理现状的基础上,根据水质参数检测现场的实际需求,提出具有密封和无线通信功能的水质参数检测模块整体设计方案。采用传感器技术、微处理器技术完成检测模块的开发,构建无线网络,利用群体智能优化算法实现网络节点定位优化。实验测试结果表明:系统具有速度快、数据处理及分析能力强、性能可靠的特点,可改善目前检测设备普遍体积过大、携带不方便及检测效率低等问题。