细直径极大倾角光纤光栅pH值传感器

为提高现有光纤pH值传感器的检测灵敏度和检测范围,降低弯曲以及温度交叉敏感的影响,提出以pH值敏感型智能水凝胶为敏感膜的细直径极大倾角光纤光栅(Thin Excessively Tilted Fiber Grating,Thin-Ex-TFG) pH值传感器.理论上分析了影响传感器灵敏度的因素,研究了提高传感器灵敏度的方案.然后,制作出不同封装厚度的Thin-Ex-TFG pH值传感器,进行实验研究.实验结果表明:Thin-Ex-TFG pH值传感器相比基于光纤Bragg光栅和长周期光纤光栅的pH值传感器,检测灵敏度(最大可达-0.704 nm/pH)和响应范围(pH值2～7)均有提高;与标准直径极大倾角光纤光栅相比,其检测灵敏度也有所提升.此外,增加水凝胶涂覆厚度或减少光纤光栅包层直径均能有效地提高pH值检测的灵敏度,实验结果与理论分析吻合.     

在线测量Fe3+浓度的塑料光纤倏逝波传感系统

为了准确在线测量微生物燃料电池(MFC)内Fe3+的浓度,基于倏逝波原理研制了一种D形塑料光纤Fe3+浓度传感器.采用静电层层自组装技术,将含有Fe3+指示剂的材料组装在D形光纤表面,构成Fe3+敏感区.实验研究表明:传感器的灵敏度、响应时间与敏感膜的厚度和指示剂的含量有关.当Fe3+敏感膜自组装层数为20层时,传感器对含Fe3+离子溶液浓度为0.01mol· L-1的响应时间约13 min,最低检测极限达10-6 mol·L-1,表明该传感器对Fe3+离子水溶液具有良好的光学响应性能.     

智能仪器及控制系统加密技术研究

论述了五种智能仪器及控制系统的加密方法,即：字节分割分存法,随机位分割法,奇偶分割法存法,关联控制法,奇偶地址控制法,其共同特点是,采用硬,软结合方式实现加密,具有电器简单,实现容易,成本低,被解密难度大等优点,有一定的实用推广价值。     

电冰箱模糊控制的设计探讨

在电冰箱上采用模糊控制技术,可使电冰箱自动实现温度控制,智能除霜,故障自诊断和过欠压保护等功能,并具有省电节能等优点,是电冰箱技术今后发展的必然趋势。     

一种消除脑血流信号中基线漂移的新方法

目的:目前消除脑血流信号中基线漂移的很多方法在实际测量过程中很难取得理想的滤波效果,本文提出了一种基于三次样条插值技术消除基线漂移的方法.方法:首先检测出脑血流信号中的特征点,然后根据检测出来的特征点利用三次样条插值技术拟合出漂移的基线,再把原始的脑血流信号与拟合的漂移基线相减,就能得到比较平稳的脑血流信号.结果:在LabVIEW软件开发平台中实现了去基线漂移处理,也进行了仿真实验和临床测试.都取得了较理想的效果.结论:这种基线消除方法效果好、速度快、易于实现,它在有嵌入式微处理器和对实时性要求较高的脑电监护仪器中具有很高的应用价值,在其它的信号检测仪中也可应用.     

氧化石墨烯修饰的色散拐点长周期光纤光栅的折射率传感特性

研究了氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)修饰的色散拐点长周期光纤光栅(Dispersion-Turning-Point Long Period Fiber Grating,DTP-LPFG)传感器,分析了其光谱特性及对外部折射率的灵敏度特性。利用准连续KrF激光器在载氢单模石英光纤上制作周期约为136μm的DTP-LPFG,采用氢键结合的方式将GO涂覆于光栅表面,构成基于GO修饰的DTP-LPFG传感器。实验结果表明:随着GO在DTP-LPFG表面的沉积,其双谐振峰的左峰发生蓝移,右峰发生红移,双峰间距增大;在1.33~1.38折射率范围内,该传感器在涂覆GO后,谐振双峰间距变化量的折射率灵敏度约为831.89nm/RIU,较未修饰GO的DTP-LPFG提高了1.05倍。     

基于极大倾角光纤光栅的降钙素原免疫传感器

降钙素原(Procalcitonin,PCT)对于反映患者炎症甚至败血症患病程度具有重要意义。为实现低浓度PCT的免标记检测,利用极大倾角光纤光栅(Excessively Tilted Fiber Grating,Ex-TFG)的低温度交叉敏感性和高折射率灵敏度的优点,在光纤的表面修饰金黄色葡萄球菌(Staphylococcus Aureus Protein A,SPA),再将PCT单克隆抗体固定在SPA分子层,从而构成对PCT具有特异性检测功能的免疫传感器。实验结果表明:降钙素原含量为0.5ng/mL时,谐振波长红移约13pm;PCT的浓度为200ng/mL时,Ex-TFG的红移量基达约125pm;浓度为1 000ng/mL时,红移量趋于饱和,最大红移量约150pm。通过对实验数据拟合,发现Ex-TFG谐振波长的红移量与PCT浓度之间的关系满足Langmuir模型,相关性系数为0.98。该方法为低浓度PCT的检测提供了一种免标记、快速的检测方法。     

基于星形金纳米颗粒修饰的81°倾斜光纤光栅生物传感器

提出一种星形金纳米颗粒修饰的81°倾斜光纤光栅(TFG)生物传感器。通过金黄色葡萄球菌蛋白A固定法,将自制的高纯度新城疫病毒(NDV)单克隆抗体固定于81°TFG表面,制成对NDV具有特异性检测功能的生物传感器。结果表明,传感器对NDV的最低探测极限达10~25pg/mL,检测饱和点约为1 000pg/mL;在0~200pg/mL具有较好的线性相关度(R2约为0.911),相应的灵敏度约为1 394pm/(ng/mL)。此外,通过对NDV的特异性和临床性测试,表明该生物传感器对NDV具有高度的特异性和临床有效性。     

湿腐蚀法制备塑料光纤折射率传感器

为了获得高灵敏度的塑料光纤折射率传感器,提出了一种湿腐蚀制备塑料光纤传感器的方法。首先利用三氯甲烷和无水乙醇配制了塑料光纤腐蚀剂;接着研究了腐蚀剂浓度、温度对塑料光纤腐蚀速率及腐蚀后表面形貌的影响;然后研究了传感器经不同浓度和不同温度腐蚀剂腐蚀后的传输光谱特性;最后利用葡萄糖溶液测试了经过不同腐蚀条件腐蚀后的传感器灵敏度。实验结果表明,光纤的腐蚀速率随着腐蚀剂浓度和温度的升高而增大;光纤腐蚀后的表面形貌、光谱传输特性及传感器灵敏度受腐蚀条件影响显著;当腐蚀剂温度为20℃、浓度为70%时,可以获得光滑、干净的腐蚀光纤表面,此时传感器具有较好的光谱传输质量,同时传感器的灵敏度达到3.8[(RIU)]-1。