基于SAW表面气液相效应和GC分离柱的气敏传感器

限于传统涂敷敏感膜的声表面波（SAW）气敏传感器存在成膜困难和选择性差、重复性差以及再生性差等问题,本研究提出一种基于压电基底表面气体气液相转换效应机理的瑞利波传感器。在此基础上开发了一种基于瑞利声表面波传感器和气相色谱（GC）分离柱的便携式气体检测系统。最后实验论证了方案的可行性,初步的实验结果表明该系统具有分析时间短、选择性好、灵敏度高,可检测ppb（10^-9）浓度的混合VOCs以及成本低等优势,显示其在痕量挥发性有机气体检测和分析应用上有良好的潜力和前景。     

基于凝胶与纳米碳管复合体化学传感器的研究及人工味觉应用

纳米碳管与高聚物复合体由于其独特的电学、光学、机械等性质,成为目前研究的前沿和热点,并呈现出令人振奋的应用潜力。本文介绍了其导电机理,首次制备了两种基于凝胶高聚物与单壁纳米碳管复合体薄膜的化学传感器,并将其应用于实验室开发的电子舌系统,采用阻抗法测量传感器在不同液体中的频率响应,最后对数据用主成分分析法进行模式识别,初步实验结果表明所制备的传感器能较好的区别酸、甜、苦、咸等味道。     

双螺旋线微电极及其在蛋白质芯片上的应用

纳米叉指电极在应用到蛋白质芯片免疫检测中时，由于指端效应和扩散场不连续性造成测量的不稳定，针对此问题，提出一种双螺旋线微电极的设计思路和方案，推导了该电极的稳态扩散电流方程.与叉指微阵列电极相比，双螺旋线微电极具有电场连续、扩散电流特性良好、所占面积小等优势，有利于微型化发展，特别在纳米尺寸时其优点更为明显.在此理论分析基础上，设计实验将双螺旋线微电极应用到蛋白质芯片免疫反应电测中，并采用自组装的方法将金纳米粒子 抗原 抗体复合体和双螺旋线微电极匹配形成三维纳米网络结构，形成一种近似于“半导体”效应的“生物放大”机制，从而提高检测灵敏度.实验结果表明，该设计方案可测量低浓度（10-10　g/mL）的抗原，为蛋白质芯片直接电测技术提供了一种可行的途径.     

基于小波包收缩的心电信号除噪方法研究

文章提出了一种新的基于小波包分析的心电信号的除噪方法。讨论了小波包收缩消噪的原理、阈值的选取以及阈值的量化规则。比较了选择不同的阈值以及不同的阈值量化规则对信号消噪的效果。结果表明基于小波包分析的小波包收缩除噪技术在保持信号奇异性的同时能有效的去除心电信号的噪声。     

用软刻蚀制备组织工程3D聚合物微结构

软刻蚀制备组织工程3D可生物降解、生物相容性好的几何图案聚合物微结构,方法简单,使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为弹性铸膜.高分辨率透明掩膜图案用CorelDraw软件绘制并用高分辨率行式打印在塑料片上.制备微结构的聚合物材料为摩尔比85/15的聚乳酸/乙醇酸(PLGA)共聚物,对其进行预处理使之具有适当的硬度和柔韧性.用铸造、旋涂两种成模方法制备形体尺寸为10～100 μm的PLGA肢手架.对影响肢手架结构完整及横向分辨率的因素进行了讨论和优化,并对两种成型方法的横向、纵向分辨率进行了比较.作为脚手架在组织工程上应用的概念验证,用热层压方法制造用于细胞培养的多层聚合物结构.实验结果表明,软刻蚀技术提供了一种实现组织工程微尺度3D聚合物结构的有效工具.     

储油罐液位巡检系统研制

研制了一种基于磁致伸缩原理的油罐液位测量和多点巡检系统,该系统包括液位计、巡检仪、上位机软件.介绍了该系统的设计原理,探讨了影响液位计准确度的因素,并对系统的现场总线结构、通讯模式和协议进行了阐述.该系统设计简单实用、工作稳定、准确度高.     

基于气液相转变效应的SAW气体传感器

针对传统涂敷敏感膜的声表面波（SAW）气敏传感器存在成膜困难、选择性差、重复性差以及再生性差等问题，提出了一种基于气体气液相转变效应来检测痕量挥发性有机气体(VOCs)的SAW气体传感器.建立了气液相转换效应模型，推导出传感器灵敏度与温度、有机蒸气质量分数之间的函数关系，并建立了VOCs液相凝聚层负载下的SAW波传模型，仿真计算了波传频散和波传衰减，从理论上阐释了传感器具有高灵敏度.同时引入气相色谱（GC）分离柱作为无敏感膜涂敷SAW气体传感器的选择性虚拟列阵，以解决这种高灵敏度气体传感器用于混合VOCs测量时的选择性问题.初步的实验结果表明，该传感器系统具有灵敏度高（可检测质量分数为10^-9的VOCs）、分析时间短、选择性好、微型化、成本低等优势.     

近红外光谱法测定废水化学需氧量

为快速确定废水的污染程度，研究了运用近红外光谱法测量废水化学需氧量（COD）的可行性.实验用水样共180个，其中COD标准溶液（邻苯二甲酸氢钾标准溶液）水样22个,污水处理厂的废水水样158个.每一水样分成两组：一组测其800~2600 nm谱区近红外光谱，另一组测其COD，并把该化学值作为标定该水样光谱的“真值”.对水样近红光谱用偏最小二乘法（PLS）回归建模，分别建立标准液水样和废水样的COD预测模型.标准液水样的理论COD值与预测值之间的相关系数为0.9999,交叉验证均方差（RMSECV）为15.14 mg/L；污水处理厂废水水样的COD实测值与预测值之间的相关系数为0.9453,预测标准差（RMSEP）为35.4 mg/L.实验结果表明，用近红外光谱法测量废COD是可行的.     

基于纳米金修饰丝网印刷电极的乙醇生物传感器

在丝网印刷电极上利用吸附法固定乙醇脱氢酶,并用纳米金进行修饰,以铁氰化钾为介体制作了用于酒精检测的一次性乙醇脱氢酶电极试纸.纳米金颗粒修饰酶电极,极大地改善了电极电流响应,提高了传感器的灵敏度.此乙醇传感器的响应时间仅为25 s,灵敏度为0.06 μA(mmol/L)~(-1),线性浓度测量范围为1.0 mmol/L至10 mmol/L.     

基于电镀技术的微间隔制作及其在气体检测中应用的研究

开发了一种基于电离现象的气体传感器。首先研究了采用低成本的电镀方法来制作具有微米间隔的镍电极对,然后通过测试在不同条件下电极对的击穿电压和电流来实现气体检测。实验结果表明该器件对乙醇气体,其击穿电压在300 V左右;而对水蒸气,其击穿电压在320 V左右。同时,对乙醇而言,随着乙醇浓度的增加,在同一击穿电压下击穿电流也不断增大。对不同浓度的水蒸气的实验中也得到相类似的结果。