表面等离子共振实验平台研制

表面等离子共振技术已成为对生物分子相互作用进行定量分析的一种重要工具.为了使生物医学工程专业学生了解和掌握这种技术,构建了基于波长检测型表面等离子共振实验平台,并用于实验教学.该测量平台具有成本低、操作简单等优点,起到良好的实验教学效果.叙述了表面等离子共振测量的基本原理,介绍了该实验平台的构成,给出了测量结果--共振波长与乙醇质量分数的关系曲线.     

建筑控制的8孔光子晶体光纤表面等离子共振传感器设计

为解决建筑控制中遇到的传感器灵敏度不稳定、检测范围小等问题,融合可光子晶体光纤和表面等离子共振特性,设计了一种新型的8孔光子晶体光纤的表面等离子共振传感器。采用传输矩阵法分析了传感器的表面等离子共振传输特性。传感性能分析结果表明:随着入射角增大,表面等离子共振波长深度下降,半峰宽变窄;入射角为85°,效果较为理想;金属薄膜占比越大,传感器的灵敏度会有一定的增加,测量液态待测物,灵敏度可达到10-5RIU水平。设计结构降低了纤芯模的有效折射率,解决了纤芯模和表面等离子共振模式发生相位匹配问题,表现了较高的灵敏度以及稳定性。     

表面等离子体谐振技术及其生物传感器研究

表面等离子体谐振(SPR)技术是一项十分重要的生物传感技术。本文介绍了SPR的原理及生物传感器。     

表面活性剂对表面等离子体共振分析的影响

利用等温滴定量热仪对表面活性剂聚山梨醇20的临界胶束浓度进行了分析,并利用表面等离子体共振分析仪分析了表面活性剂聚山梨醇20在分子间相互作用实验中的作用。分别利用添加表面活性剂与不添加表面活性剂的运行缓冲液进行分子间相互作用实验,对传感曲线进行了对比分析。结果表明,聚山梨醇20可以降低样品在管路及芯片表面的非特异吸附从而增强分子间的特异性结合。     

基于桥梁测量的微传感器设计

设计了一种双通道的多功能检测范围的SPR传感器。采用K棱镜结构模型激发实现表面等离子共振,结构采用上下2种非对称介质-金属-介质波导形式实现双通道的传感。分析结果表明:新型传感器的金通道灵敏度由3μm/RIU提高到7μm/RIU左右,但检测精度下降明显;设计的传感器金属层为金的传感通道更适合检测折射率较低的物质,而金属层为银的传感通道更适合检测折射率较高的物质。这一研究对于SPR传感器的发展提供了新的多种应用。     

表面等离子体共振检测实验教学平台建设

以建设可承载探索性实验教学内容的开放性实验平台为目的,以当前重要光学传感技术"表面等离子体共振(SPR)"为核心设计搭建了一套开放性的教学实验平台,平台采用一系列可调谐的架构,经过整合形成一套实验条件可调节的开放式实验系统,为探索型、创新型实验教学提供了条件。系统的运行结果和各项参数对结果的影响均符合Matlab仿真规律。学生在该平台上不仅可以直接清晰的学习系统组成和运行方式,还能通过动手操作改变系统的运行条件,并研究其对实验结果的影响方式,从中体验和学习到真实的科研方法。     

圆形双折射多孔光纤折射率传感器研究

设计一种可以工作在近红外区的新型圆形晶格结构的双折射多孔光纤表面等离子体共振折射率传感器.利用全矢量有限元法对传感器的传感特性进行详细的数值研究,研究结果表明:通过合理调节传感器的结构参数,该传感器能同时实现表面等离子体模和纤芯基模的相位匹配条件和损耗匹配条件,使表面等离子体模和纤芯基模产生完全耦合.此外,当待测样品折射率分布在1.33～1.35范围内时,传感器的波长灵敏度最高可达9 500 nm/RIU,且其折射率分辨率则高达1.05×10^(-6) RIU.     

利用2×2纤锥表面等离子共振传感液体折射率

介绍了2×2纤锥等离子共振的工作原理,并用其对液体折射率进行传感。制作的表面等离子共振传感器用于检测甘油水溶液的折射率时,观测到被测液体折射率在(1.448,1.4515)区间变化时,等离子共振波长在(1450,1593)nm区间移动,两者间呈线性对应关系。系统的传感分辨率为2.448×10-5 RIU。     

金属薄膜／波导薄膜包覆光纤端面SPR生物传感器的研究

提出了一种由高折射率纤芯／波导层／金属薄膜包覆层／被检测物层构成的四层结构表面等离子共振光纤生物传感器．对其研究发现：这种传感器能够很好地感应待测物的折射率，与三层薄膜结构光纤SPR传感器相比其衰减峰非常尖锐，这说明其损耗小且分辨力高，适合长距离、高精度、高分辨力场合的测量，对生物医学中的免疫反应实时检测及表面显微技术的研究具有重要的意义．     

利用传感器探究共振曲线

在传统教学中,对于受迫振动的频率等于驱动力的频率,与固有频率无关的规律一般都是由教师直接告诉学生,学生被动接受,而共振曲线也是直接定性给出的,学生没有主动探索的过程体验,也没有进行定量分析。笔者通过创新设计,在实验中借助传感器技术定量测量驱动力频率和受迫振动频率,然后经过对比得出规律;通过定艟测艟驱动力频率和受迫振动振幅,可直接用描点法描绘共振曲线,得出规律。     

无线传感网络信道建模与仿真

针对无线传感器网络中发射端较为复杂的散射体分布环境,本文提出了一种新型的发射端挖去空洞区域的几何信道模型,为了能够深入对模型的算法研究,推导电磁信号在接收端的概率密度函数,从而进一步推导由于接收端的移动特性而产生的多普勒功率谱分布,以及信道容量等等。将信道模型引入多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术,通过Matlab仿真软件进行数值仿真,将本文提出的信道模型的仿真数据与过去的学者的研究结果进行比较,本文的研究更符合理论分析与客观物理实际情况,从而加深无线传感网络几何信道建模中的研究应用。     

交会测量敏感器脉冲编码激光控制系统设计

以空间交会对接应用为背景,设计了脉冲编码激光控制系统。该系统主要包括微控制器模块、二次电源模块、温度控制模块、恒流控制模块、脉冲编码模块和通信模块等。二次电源模块为激光器提供稳定可靠的电压源和电流源,并为整个系统供电;微控制器模块以AVR Xmega128为核心,完成系统的任务调度、状态监测以及与机载计算机通信;温度控制模块和恒流控制模块为激光器提供恒温和恒流,保证激光器稳定可靠;脉冲编码模块完成脉冲编码信号产生及与机载计算机同步逻辑的控制;通信模块完成系统与机载计算机之间的命令与数据交互。通过1和5 Hz脉冲频率下激光脉冲的波形质量、上升时间和传输延时实验,证明了控制系统的有效性。     

智能温度传感器系统研究

随着计算机测控系统特别是基于现场总线的多传感器计算机测控系统的发展,智能传感器系统作为一个与之相应的新兴研究方向,正受到人们越来越多的关注。近年来它的研究与开发已取得一定成果,但还远远不能满足实际需求,有待继续发展。文章在对智能传感器系统理论及其在温度测量方面的应用进行了研究之后,提出了一种新型智能温度传感器系统,并介绍了对其智能化功能、硬件配置和智能化软件的设计。     

卫星信道模拟器触摸屏参数控制系统的设计

针对目前卫星信道模拟器采用上位机进行参数设置,适应性差的缺点,设计了一种卫星信道模拟器触摸屏参数控制系统。该系统硬件主要由FPGA、触摸屏和存储单元组成,FPGA作为主控单元,通过触摸屏控制实现参数的显示和设置。系统软件主要采用Nios II软件进行嵌入式设计,包括Nios II软核设计、触摸屏程序设计以及参数控制模块设计。系统上电后,FPGA进行程序加载,控制触摸屏对其进行初始化并显示卫星信道参数设置界面,触摸参数控制按键,触摸屏把触摸数据传给FPGA进行卫星信道参数更新。该系统具有响应速度快、参数设置方便、适应性强等优点。     

无线传感网络路由协议研究新动向

无线传感器网络因其明显的性能优势和巨大的应用前景而受到学术界和工业界越来越广泛的重视。在无线传感器体系结构中,网络层路由协议是无线传感网络的核心问题。文章阐述了无线传感器网络的特点,路由协议的要求,并对重要的路由协议工作原理进行了技术分析,从协议性能的角度比较了各个路由协议的特点,最后在文中对WSN路由协议的研究仍存在的问题和挑战进行了论述,指出了未来无线传感器网络路由协议的研究方向。     

无线传感器网络在智能型自动增氧控制系统中的应用

根据鳟鱼对溶解氧高度依赖的养殖特性,提出了一种对溶解氧浓度实时监测的智能无线传感网络小型节点,并以此进行系统构建,包括监测网络体系结构、硬件结构及软件流程的总体方案设计.该系统可实时监测水体含氧量,具有增氧机自动开机、关机以及超限声光报警等功能,并可以与公用数据网络实现无缝对接,实现对大面积工厂化养殖的远程监控.     

新型干燥机测控系统的设计

以AT89C52单片机为核心,采用模块化设计和主从工作模式设计系统.选择自制的变介电常数式电容传感器实现水分测量;利用电流型集成温度传感器AD590设计温度补偿电路;采用AT89C2051单片机设计信号采集电路,实现水分、温度信号的采集,整个干燥机系统还包括显示、报警和控制电路,可与PC机相连,实现统一管理,扩大了组合系统应用范围.     

基于双单片机的冲床数控系统总体设计

基于双单片机主从式前后台数控系统设计思想,对主从单片机系统任务进行分工,对数控系统的软硬件进行总体设计。主单片机系统完成数控系统的文件管理和数据处理等非实时性后台任务,从单片机系统完成插补计算和位置控制等实时性较强的前台任务,主从单片机系统间通过共享存储器传送数据。     

德国双元制系统企业培训质量保证体系研究

德国职业教育与培训的质量保障体系在其教育政策的制定上占有重要地位,从国家层面的职业教育培训标准界定到企业级的公司培训标准实施都依赖于质量保障体系中所规定的各项指标内容。双元制德国在多年的教学探索中形成的这一套符合本国国情和职业发展规律的职业教育模式,为其工业领域的人才培养做出了深远的贡献。我国目前正处在职业教育体系构建的关键时期,国内的职教质量保证体系存在诸多不足,例如学生培养发展不够均衡,校企合作不够深入,师资水平与职业教育水平发展不够匹配,学生专业能力与产业技能对接程度不够稳固等,借鉴德国双元制系统职教体系对提高我国职业教育的质量和水平具有深远的指导意义。     

新型单相无刷直流电机控制方法及实现

针对无位置传感器单相无刷直流电机控制系统中的换相点时间不确定、换相转矩波动大两大问题.论文提出一种控制策略-相电流时分复用法,该方法在一个控制周期内的大部时分间里,电机绕组通入励磁电流被用来驱动电机旋转,在剩余的时间内,被用来检测电机转子的位置,通过精确控制提前关断功率开关管的时间,达到减小电机输出转矩的波动、提高电机的转速范围,明显提高单相无刷直流电动机无位置传感器运行时的性能,实验结果验证了提出方法的准确性和可行性.