利用散射系数变化测量血糖浓度的研究

论述了血糖浓度变化与溶液的散射系数的关系。在浑浊介质中散射特性取决于散射粒子和溶剂的折射率的相对大小,在血液中葡萄糖浓度的改变会引起血液折射率的变化,从而使血液的散射系数发生改变,从理论上给出了血糖浓度变化时计算散射系数变化的公式,得出了散射系数和血糖浓度成正比的结论。进一步讨论了满足临床应用目标下,散射系数的相对变化的测量精度要达到4.8×10-4,而对于中国人的血液绝对测量精度要达到6.82×10-3mm-1。用双积分球实验验证了理论计算的正确性,使用牛奶作为浑浊介质测量其散射系数与糖浓度的关系,在不同波长下散射系数都随葡萄糖浓度改变而改变,且线性度可以达到0.95以上。由此可以得出结论,血糖浓度可以通过测量散射系数来得到。     

脑组织漫反射光谱与约化散射系数的斜率估算法

约化散射系数是生物组织光学研究中的一个重要的组织光学参数。利用微光纤探头与光纤光谱仪组成漫反射光谱采集系统对脑组织约化散射系数的实时在位测量进行研究。通过悬乳液与模拟胶模型实验推导了700～850nm波段约化散射系数与漫反射光谱斜率绝对值的关系式,用模型对公式的计算精度进行验证,利用该系统实时在位测量了20只大鼠脑组织在700nm、750nm和800nm处的约化散射系数。经统计分析,大鼠脑白质约化散射系数在上述波长处分别为30±5cm-1、28±5cm-1和25±6cm-1,脑灰质约化散射系数则分别为14±3cm-1、13±3cm-1和12±3cm-1。脑组织约化散射系数实时在位测量对脑外科微创手术中的组织识别具有重要的参考意义。     

浅海二维海底散射系数的测量

本文介绍了一种在浅海中直接测量海底二维后向散射系数的方法,并用来获得散射系数对入射和散射掠角的依赖关系。使用的声频率为10kHz,测量的掠角范围为0.6°至40°。实验中我们还验证了海底散射系数对入射和散射掠角依赖关系的互易性。此外,在测量散射系数的同时,我们测量了10kHz频率的混响级及海底反射系数。实验海区的声速剖面为负跃层。把测得的海底散射和反射系数代入混响理论计算公式所求得的结果与实测到的混响级相符得很好。     

光学应用 光学医学应用

R446.11∥O436.2 2006043798利用散射系数变化测量血糖浓度的研究=Study of bloodglucose concentration measurement by scattering coefficient[刊,中]/贺忠海(天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室.天津(300072)) ,罗云瀚…∥光学学报.—200626(4) .—591-594论述了血糖浓度变化与溶液的散射系数的关系。从理论上给出了血糖浓度变化时计算散射系数变化的公式得出了散射系数和血糖浓度成正比的结论。进一步讨论了满足临床应用目标下,散射系数的相对变化的测量精度要达到4 .8×10-4,而对于中国人的血液绝对测量精度要达到6 .82×10-…     

光源偏振对水体颗粒后向散射系数测量的影响

颗粒后向散射系数是水体主要的固有光学特性,也是海洋水色的决定因子和海洋水色卫星遥感反演的基础参数。当前,利用光学仪器现场原位测量是获取水体颗粒后向散射系数的主要方法。由于光源自身和仪器光路中镜面反射和折射,其出射光源可能存在一定的偏振,进而会影响水体后向散射系数测量的精度。目前,关于水体后向散射系数测量仪器的光源偏振性及其对颗粒后散射系数测量精度影响的研究尚为空白。针对该问题,以应用广泛的水体后向散射测量仪HydroScat6(HS-6)为例,对其出射光源的偏振特性进行了系统测量,并进一步开展了光源偏振对水体颗粒后向散射系数测量精度影响的实验研究。结果表明,HS-6六个光学通道除590 nm通道出射光源偏振度略低外(~15%),其他通道出射光源中心波长偏振度均在20%~30%。因此,HS-6出射光源具有显著的偏振特性。光源偏振对颗粒后向散射系数测量具有不可忽略的影响,且影响程度随着波段,线偏振角度及悬浮泥沙浓度而变化。不同悬浮泥沙浓度下,光源偏振引起的420,442,470,510,590和670 nm六个波段的平均偏差可达15.49%,11.27%,12.79%,14.43%,13.76%,12.46%。因此,利用光学仪器现场测量颗粒后向散射系数需要考虑光源偏振的影响,并需尽可能降低出射光源的偏振度。     

基于微米SDOCT的玻璃亚表面缺陷散射系数测量

用搭建的微米谱域光学相干层析(SDOCT)系统对玻璃亚表面缺陷进行了深度分辨率、非接触、非破坏性测量,并用建立的单次散射模型对得到的断层图像进行计算,得到玻璃亚表面缺陷的散射系数。实验结果表明,利用散射系数可以有效区分玻璃亚表面不同深度的损伤结构。玻璃亚表面散射系数的深度分辨率测量有利于对玻璃亚表面缺陷光学特性的分析,对于精密光学元件的加工和检测具有重要意义。     

基于光学相干层析成像技术的强散射介质光学特性测量

利用光学相干层析成像技术对强散射介质的光学特性进行了测量研究.通过理论模拟分析了镜面反射条件下散射系数及各向异性因子对外差效应因子的影响.提出镜面反射情况下利用广义惠更斯菲涅尔模型提取材料光学特性的算法.通过对不同浓度的IntralipidTM溶液的测量,获得了可靠的光学散射特性实验结果,并研究了散射系数与其浓度之间的关系,拟合结果显示散射系数与IntralipiTM溶液浓度近似呈线性关系.     

超声脉冲回波谱分析全自动化测量系统的研制

本文报道了一种全自动化超声脉冲回波谱分析测量系统。该系统具有对超声回波信号进行快速选择性采样、存贮、数字分析与处理及微机程序软件控制三维机械扫描等功能,可对生物组织样品的超声衰减系数谱、背向散射系数谱及回波谱自相关进行测量与分析。对一系列哺乳动物软组织样品所做的实验研究表明,该测量系统给出了令人满意的研究结果。     

基于双光路原理的海水IOPs高光谱测量仪方案

设计了基于双光路原理的海水固有光学参数测量仪。该仪器可同步测量水体光谱吸收系数a、光束衰减系数c和体散射系数b。其中吸收系数a采用反射式吸收管测量,光束衰减系数c采用全吸收式样品池测量,体散射系数b根据c=a+b计算。光信号由光纤收集、光谱仪分光后用CCD探测器测量。光谱分辨率为4nm,灵敏度为0 001m-1。该仪器直接在水下工作,由水泵抽取被测海水,水下最大工作深度为200m。测量数据可以自动记录,同时也可以通过水下电缆实时传输到调查船实验室。     

基于CCD近地面大气侧向散射系数廓线探测

本文建立了基于电荷耦合器件(CCD)的大气侧向散射系数廓线反演装置。利用该装置,测量了33°到145°散射角范围内的大气侧向散射光强;通过将CCD收集的空间散射光投射到平面散射角上,实现了CCD像元与散射角的对应,最终实现大气侧向散射系数廓线反演。装置采用的连续激光器还很好地解决了反演大气侧向散射系数廓线的实时性问题。     

用力敏传感器测液体表面张力系数的不确定度分析及影响因素分析

介绍了利用DH4607液体表面张力系数测定仪测量液体的表而张力系数的详细过程,讨论了液体表面张力系数测定的数据处理方法,分析了测量过程中的误差来源,给出了直接测量量和间接测量量不确定度的评定方法和计算公式。     

伏安法测电阻的方法研究

研究了初中伏安法测电阻的电路选择方法和数据处理方法,完善了电路选择方法,拓展和规范了现行教科书的数据处理方法;依据标配电表和待测电阻参量给出了运用电路选择方法的可行结果,结合实测数据给出了运用数据处理方法的合理结果,提出了相应的教学建议.     

C语言在落球法测液体粘度实验中的应用

在大数据时代,为了提高物理实验数据的处理效率,减少数据处理过程中的人为误差,本文以落球法测液体的粘滞阻力系数实验为载体,运用高效率、结构化、模块化的编程语言,采取面向过程的编程技术,编写了适用于落球法测液体粘度实验的C语言程序,并根据相关理论计算了了粘滞阻力系数的相对不确定度,从而进一步地阐述了C语言程序设计在物理实验数据处理中的可行性、优越性、可推广性以及适用性,提出了Excel与C语言结合、高效率处理物理实验数据的方法。     

基于力敏传感器测量液体表面张力系数的不确定度评估

讨论了液体表面张力系数测定的数据处理方法,并根据具体的测量数据,给出了测量结果的不确定度,得出了一定的结论。     

弹簧振子实验不确定度的分析研究

采用静力伸长法和振动周期法测量并计算弹簧振子的劲度系数,通过分析不确定度,比较了用静伸长法求弹簧劲度系数中逐差法和用最小二乘法作Excel直线拟合这两种数据处理方法的精确性差异,并通过计算得出测量弹簧劲度系数时静伸长精确度高于振动法的结论。实验结果具有一定的理论意义,并对于改进弹簧振子实验过程有重要的指导作用。     

计算机辅助测量不良导体的导热系数

介绍了计算机数据采集及处理技术在不良导体导热系数测量实验中的应用及取得的结果．     

用热线法测定气体热导率的仪器改进

实验用室内温度作为测量室外壁温度t2,经过经验系数修正得到数据来测定空气的热导率误差比较大,现采用在测量室管壁上加装一个温度传感器,以数显温度作为实验中t2的方法来计算气体的热导率。两种方法加以比对,探究相同环境下的两者误差,最后提出实验改进方案。     

荧光关联谱的数据处理改进方法

荧光关联谱方法凭借其独特的对溶质浓度及扩散系数的测量能力,在对复杂系统的分子物理化学性质测量方面,不断扩大和深化其应用领域。但是从经典上,传统的荧光关联谱数据处理方法容易在拟合自相关曲线的参数时引入一定的误差,而且图表上的直观信息不多。针对以上问题,在文章中作者尝试用带有微分的数据处理办法,来更直观地估测参数并判断荧光多组分问题。经典自相关曲线处理后的微分曲线,有特异的波谷位置、深度和半深宽度,由此可判断特征扩散时间和多荧光成分的组分数目。此改进方法为利用荧光涨落谱方法测量生物组织体内的复杂环境提供帮助。     

Digital speckle correlation method with compensation technique for strain field measurements

In the strain field measurements, especially in large strain field measurements, the correlation coefficient values obtained by the digital speckle correlation method are usually very low due to the relative pixel movement of the subset. The measuring error, therefore, is increased. A primary method, that is called compensation algorithm, is introduced for improving the correlation coefficient. A flow scheme with the compensation algorithm of our software is developed and some improved techniques for reducing the calculation time and error are discussed in the paper. After obtaining a set of displacement data with high correlation coefficient, a de-noise wavelet processing is adopted. It is obvious that the measuring accuracy of the strain field is better then before. A strain field of testing experiment is performed with this compensation technique. The correlation coefficients can increase from 0.70 to 0.99, which will be of much benefit for the improvements of the measuring accuracy.     

利用Origin处理测金属电阻温度系数实验数据

介绍了利用Origin软件对金属电阻温度系数进行实验数据处理的过程,并通过线性拟合和多项式拟合的运用,说明了将该软件作为常用的数据处理方式引入大学物理实验教学的优越性。