一种恒温箱温度控制系统的设计与实现

设计了一种以单片机STC89C52为核心的恒温箱温度控制系统,通过简单的人机交互界面,用户可以自由输入所需要的恒温箱的温度范围;重点阐述了系统的硬件构成、各部分的主要作用及系统软件的设计过程,通过DS18B20数字温度传感器可以准确地测量当前的实时温度,并将采集的温度值送给单片机进行处理;系统的测温范围设定在22～80 ℃,性能测试结果表明:该系统可以实现测温精度优于±0.05 ℃的控制要求,具有±0.01 ℃的分辨率,并且可以实现多点测温,具有很强的抗干扰性;实际应用表明, 该系统具有结构简单、控制精度高、可靠性好、性能稳定及通用性强等优点, 具有广泛的应用前景。     

基于无线传感器网络节点采集存储系统设计

无线传感器网络是当前前沿热点研究领域;随着无线传感器网络的发展,每一个节点采集信号的精度和速率成为关键因素;本设计以FPGA、DSP作为控制核心,实现了一种可对多路信号同时高速采集的系统,采样率为72 kHz,利用流水线技术对混合编帧后的数据进行存储,存储速率为6.282 MB/s,以解决数据量传送速率的问题,并利用无线传输将传感器节点信息传入汇聚节点输出;测试结果表明:该设计可以完成对多路信号的同时采集和存储且整个系统稳定可靠。     

稀疏射线不完全数据层析成像影响因素分析

针对地震层析成像、爆炸场重建等工程中稀疏射线不完全数据层析成像问题,对影响层析成像结果的观测系统布局方式、初始模型及先验信息3个因素进行了分析;提出了观测系统优化布局的判断指标,并分析了初始模型和先验信息对反演结果的影响程度,通过模型仿真及对反演结果的比较,得到在实际工程中通过对观测系统的优化布局、初始模型合理选取及先验信息的充分利用,可以最大限度地提高反演精度。     

射孔器腔内压力测试系统的高频响应展宽研究

在射孔过程中射孔器腔内会产生二次压力脉冲,一次压力脉冲是一种对于腔内压力测试系统的抗冲击设计、频响设计以及传感器选择的重要参数;二次脉冲是石油企业工程分析的重要参数;为了在高温、高压、高冲击环境中测得一次脉冲,为射孔器腔内压力测试系统的设计提供重要依据,延长射孔器枪内压力测试系统的使用寿命和降低高昂的成本实现信号的完整采集,保证动态测试精度,从实际应用需求出发,给出了系统频响展宽的总体设计方案和测试信号的技术指标。     

Fe_3O_4纳米颗粒/聚二甲基硅氧烷复合材料磁电容效应的研究

提出了一种以Fe3O4纳米颗粒和聚二甲基硅氧烷(PDMS)组成的复合材料为介质的平行板磁电容结构,并对其产生的磁电容效应的特点以及影响磁电容效应的因素进行了研究.对不同粒径的Fe3O4纳米颗粒按不同比例与PDMS混合形成的复合材料进行了测试.研究表明,与无磁场情况相比,在外磁场作用下,Fe3O4纳米颗粒/PDMS复合材料的电容值和介电损耗均发生了改变,产生了磁电容效应.由该复合材料磁电容效应所产生的电容变化量随着纳米颗粒混合浓度的增大而增大,并且当纳米颗粒粒径尺寸大于常温超顺磁临界尺寸时,材料的电容变化量随着颗粒尺寸的减小而增大.     

碳点嫁接海藻酸钙复合结构的制备及其对Cu~(2+)的检测

基于铜离子与碳点的荧光猝灭作用,建立了用碳点作为荧光探针来检测铜离子的新方法。该方法将碳点还原后再嫁接于海藻酸钙,从而得到一种新型的含还原碳点的海藻酸钙薄膜荧光探针。用荧光分光光度计和紫外-可见分光光度计对探针的荧光特性以及探针与金属离子的相互作用进行了研究。研究结果表明:改性后的荧光探针具有很高的荧光强度,因此可以根据探针荧光强度的变化实现对铜离子的检测,并通过乙二胺四乙酸二钠(EDTA)的作用实现对铜离子的重复检测。铜离子浓度在5×10-6~100×10-6mol·L-1范围内与该荧光探针的荧光猝灭强度呈良好的线性关系。该方法不仅可以对铜离子检测,更实现了对碳点的固载,该技术有望实现荧光探针的回收再利用。     

基于Rayleigh大气偏振模式的太阳空间位置优化计算

为了满足偏振光导航对空间特征点空间位置信息的需求,提出一种基于Rayleigh大气偏振分布模式的太阳空间位置计算方法.首先,从大气光学的Rayleigh散射理论出发,建立了天空中偏振光的分布模型.然后将由大气偏振模式中的有限的采样点信息确定太阳空间位置的问题转化为非线性最小二乘优化问题,采用Gauss-Newton法简化算法结构,结合对初值的全局搜索以获取精确的太阳空间位置.仿真实验表明,在本文设定的采样方式下,不同时间、不同地点下利用偏振度信息求解,太阳高度角误差均小于10-5度,方位角误差小于10-6度;偏振角度求解时,太阳高度角和方位角求解误差均小于10-6度;并且在不同的采样方式下均保持了良好的优化准确度.实验证实该算法准确度高,对各种采样方式适应性好,可以有效地由偏振模式信息处理得到太阳空间位置.     

基于字典学习方法的CT不完全投影图像重建算法

对于不完全投影角度的重建研究是CT图像重建中一个重要的问题.将压缩感知中字典学习的方法与CT重建算法ART迭代算法相结合.字典学习方法中字典更新采用K-SVD(K-奇异值分解)算法,稀疏编码采用OMP(正交匹配追踪)算法.最后通过对标准Head头部模型进行仿真实验,验证了字典学习方法在CT图像重建中对于提高图像的重建质量和提高信噪比的可行性与有效性.另外还研究了字典学习中图像块大小和滑动距离对重建图像的影响     

用于细胞排列的介电泳微流控芯片制备与实验研究

设计并制作了一种应用于细胞排列的介电泳微流控芯片,以实现细胞的非接触、批量排列。芯片主要包括PDMS微通道和“台阶”形ITO微电极。运用仿真软件COMSOL分析了微电极所形成的电场分布,确定了最大电场强度的位置;利用MEMS加工工艺制备了ITO微电极和PDMS微通道,PDMS微通道与带有ITO电极的载玻片经过氧等离子表面处理后,对准键合获得最终的微流控芯片。通过不同频率下的介电泳实验,实现了酵母菌细胞的介电泳运动,并确定了正、负介电泳运动的电场频率。结果表明,酵母菌细胞在溶液电导率为60μS/cm的环境下,1~10 kHz时,发生负介电泳运动;0.5~10 MHz时,发生正介电泳运动;50 kHz时,没有发生介电泳运动。并在施加8 Vp-p,5 MHz交流电压信号的条件下,实现了酵母菌细胞沿“台阶”形电极边缘直线排列。