基于CCD器件的农药荧光检测系统的研究

根据一些有机农药受到紫外光激发能够发出荧光的光谱特性,设计了基于荧光分析的农药浓度检测装置。系统以脉冲氙灯为激发光源,采用光纤进行传输和探测荧光,利用CCD线阵实现了光电信号的转换,设计了相应的弱信号处理电路,并由微机进行存储和显示。利用该系统实现了对西维因农药的荧光光谱特性的检测。实验结果表明,在激发波长319nm、荧光波长647nm时,最小检测浓度为5×10-7μg/L,西维因浓度范围在0~120.0μg/L之间时系统具有较好线性关系,线性相关系数r为0.9996(S/N=5)。该系统能满足荧光测量的需要。     

基于BP神经网络的荧光光谱法农药残留检测

针对目前农药残留难以实现快速准确检测的问题,利用人工神经网络方法对啶虫脒农药残留测量中的荧光混合光谱进行分离,设计了能够快速检测固体表面啶虫脒农药残留量的荧光光谱测量系统。根据反向传播算法,应用三层人工神经网络原理,对荧光光谱严重重叠的啶虫脒和滤纸混合体系进行啶虫脒残留量检测。在340nm～400nm范围内,以20个特征波长处荧光强度值作为网络特征参数,经网络训练和测试,啶虫脒浓度为40mg/kg和90mg/kg的回收率分别为102%和97%,测定结果相对标准偏差分别为1.4%和1.9%。实验结果表明,BP神经网络辅助荧光光谱法测定滤纸上啶虫脒农药残留,具有网络训练速度快、检测周期短、测量精度高等特点。     

基于小波变换技术的荧光光纤温度传感器研究

提出了一种荧光光纤温度测量系统.采用双光路双通道测量方式以及化学镀膜和热处理工艺相结合的微小荧光探头制作技术,在研究微弱信号的检测和处理技术的基础上,选用小波变换技术对荧光信号进行消噪处理.系统的温度实验、标定实验和重复性实验.结果表明该系统具有较高的准确度和温度分辨能力.     

基于小波变换技术的荧光光纤温度传感器研究

提出了一种荧光光纤温度测量系统.采用双光路双通道测量方式以及化学镀膜和热处理工艺相结合的微小荧光探头制作技术,在研究微弱信号的检测和处理技术的基础上,选用小波变换技术对荧光信号进行消噪处理.系统的温度实验、标定实验和重复性实验.结果表明该系统具有较高的准确度和温度分辨能力.     

基于小波变换的人血清血卟啉荧光光谱分析法

卟啉是生命活动的重要物质,原卟啉可做为肿瘤血液标志物.人血清中血卟啉含量很低,且受多种因素影响.基于小波变换的人血清血卟啉荧光光谱分析法可实现对其弱信号的分辨.用多功能光谱测量系统获取人血清血卟啉荧光光谱,对获取的荧光光谱通过数次小波变换进行分解,将噪声与光谱信号分离,滤波后的荧光光谱进行6次分解后得到了离散逼近信号(a1～a6)和离散细节信号(d1～d6).信号频率随着分解次数的增加逐步降低.当分解到第6次时,出现了血卟啉荧光特征峰,成功地观测到血卟啉的荧光发射峰,实现了弱信号分辨,得到了血清中所含血卟啉的准确成份和定量信息,从而进行定性和定量分析,为血清荧光光谱用于肿瘤的早期诊断提供了一种方法.     

基于矩阵分析的STR荧光解谱技术

用多种荧光标记物进行STR检测时,由于荧光光谱的谱带展宽特性,各个荧光光谱之间有重叠部分,如何实现将相互重叠的各个波长上的能量有效利用起来,对提高荧光利用效率至关重要。本文给出了一种基于矩阵分析的数据处理方法,该方法在进行荧光探测前首先要对荧光谱进行光谱校正,即要得到每种所用标记染料受激发射荧光的光谱分布,根据光谱分布建立染料组合荧光信号矩阵,然后对矩阵进行归一,利用归一后的矩阵对所探测的荧光谱进行解谱,从而得到所期望的荧光谱图。理论分析和实验结果表明,该方法可以有效的利用各个波长的荧光光谱能量,并实现对不同荧光重叠谱的有效光谱解谱。     

Cy3标记农药核酸适配体表面增强拉曼光谱法特异性检测痕量啶虫脒

将具有拉曼信号的三氢-吲哚菁类(Cy3)染料分子标记农药核酸适配体(Aptamer)制备成拉曼检测试剂(Cy3-aptamer),对痕量啶虫脒进行了特异性的表面增强拉曼光谱法(SERS)检测研究.考虑到胶体的稳定和聚凝作用原理,采用聚丙烯酸钠作为分散剂,使作为SERS检测基底材料的银溶胶带负电荷,获得了良好的稳定性和分...     

基于coif2小波的浮游植物活体三维荧光光谱识别技术研究

小波分析技术是提取不同门类以及种属水平上浮游植物的三维荧光光谱特征的有效手段,利用coif2小波函数对分属于7个门,30个属的37种我国近海常见的浮游植物的三维荧光光谱进行小波分解,小波分量和尺度分量作为浮游植物备选荧光特征谱,通过Bayes分析确定第3层尺度分量作为浮游植物门类特征光谱,第3层尺度分量和第2和第3层小波分量的组合作为浮游植物属特征谱。对获得的浮游植物荧光特征谱进行系统聚类分析,得到37种浮游植物门类水平上的107条和属水平上的155条浮游植物荧光标准谱,组成浮游植物荧光标准谱库。在此标准谱库的基础上,利用非负最小二乘法解析的多元线性回归建立浮游植物三维荧光光谱识别技术。该技术对1 776个单种藻样品和384个混合藻样品进行识别分析,单种浮游植物样品在门类水平上的识别正确率为98.1%,属水平上的识别正确率为97.0%;浮游植物混合样品中的优势种在门水平上的识别正确率分别为94.8%,在属水平上的识别正确率为92.7%。     

以光散射技术研究啶虫脒的测定及其与DNA的相互作用

研究了啶虫脒与脱氧核糖核酸(DNA)之间的共振光散射(RLS)增强作用。加入啶虫脒导致DNA的共振光散射增强,在316.0 nm处,存在一处共振光散射增强峰。由此建立了一种以DNA为探针检测农药啶虫脒的新方法。体系的最佳条件为,实验选择了pH 1.73为适宜酸度;加入10 μg·mL-1浓度的DNA溶液的体积为 2 mL;在室温条件下,体系的反应需要30 min达到稳定;“啶虫脒-DNA-H₂SO₄”的加药顺序为最佳。该方法适用的线性范围为0～2.25 μg·mL-1,检出限为0.2 μg·mL-1,啶虫脒在河水样品中的回收率为98.0%～102.0%,并探讨了DNA与啶虫脒的相互作用机理：啶虫脒与核酸间的相互作用包含有静电引力,啶虫脒的吡啶基与DNA碱基之间的π—π堆积作用。     

基于改进小波阈值的量子点荧光光谱降噪研究

使用光谱仪采集到的信号难免受到不同噪声源的影响。为了提高光谱信号解析的精准度,通过分析小波应用于信号降噪的原理以及经典的软、硬阈值降噪法存在的缺陷,提出了一种改进的阈值降噪法。该方法既克服了硬阈值法产生间断点,软阈值法产生恒定偏差的缺陷,又尽量地保留了有用信号。实验选用的小波基函数为SymletsA,分解层数为4,结合Birge Massart策略模型确定的分层阈值对硒化镉量子点荧光光谱信号进行降噪处理。结果表明,与经典的软、硬阈值降噪法相比,通过改进阈值降噪法得到重构信号的信噪比（SNR=47.550 2）、能量占比（PER=0.973 3）和均方误差（MSE=149.421 3）均有提高和改善。     

基于小波变换的CCD光谱信号消噪及汽车车灯颜色测试的应用研究

研制了一种新型测色系统。依据小波变换理论 ,对颜色测量中所接收到的光谱信号采用了小波变换消噪平滑数据处理技术 ,提高了系统测色的精度。采用CCD作为光电转换元件 ,接收汽车车灯光谱并转换为电信号 ,提高了测量速度。给出了CCD关于颜色测量的光谱标定方法。通过测量色度值与其标准色度值比较 ,所得偏差Δx≤ 0 0 0 8,Δy≤ 0 0 0 8;重复性Δx≤ 0 0 0 8,Δy≤ 0 0 0 8。     

小波阈值去噪法在农药荧光分析中的应用

在农药荧光分析中,最大峰值波长对应的荧光强度的信息直接关系到检测的精度。该文提出用小波变换法对测得的农药荧光光谱进行消噪处理。鉴于软阈值和硬阈值2种方法均存在一定的缺陷,介绍一种新的阈值处理方法——软硬阈值折衷法,并将使用该方法进行小波去噪后的荧光光谱图与用传统模拟低通滤波器去噪后的光谱图进行了比较。结果表明,经小波去噪后的荧光光谱图更多地保留了原信号的信息,有助于提高系统的检测精度。     

线阵CCD的光谱测量

用线阵CCD作为光栅光谱仪的接收器件,除了可以对光谱的波长进行测量外,还可以对光谱的波形进行比较、分析.而光谱的波形又与波长、积分时间、入射狭缝宽度、衍射角、光源偏离光轴等因素有关,本文分析并研究了这些因素对光谱测量结果的影响.     

CCD非线性及其校正研究

分析了CCD非线性产生的原因,提出了CCD非线性校正的新方法——多点多段线性逼近法.给出了CCD非线性产生及校正方法的简单公式推导及物理解释.通过计算机模拟和实验进一步验证了CCD非线性校正之后,明显地减小了γ级频谱的产生.模拟情况下物体面形恢复后的标准偏差明显减小:未校正时为0.0407mm,校正之后时为0.0252mm;实验情况下校正之后的物体恢复面形效果明显优于未校正时的效果.     

基于面阵CCD的瞬态光谱检测方法研究

针对瞬态光谱检测中对CCD线扫描速度要求高的特点,提出一种基于面阵CCD的瞬态光谱检测方法.该方法通过改变面阵CCD的电荷转移方式,以实现基于面阵CCD的高速线扫描.为了探究此方法的可行性,初步通过改变线阵CCD的电荷转移方式,建立了基于线阵CCD的单点超快探测系统.在发光二极管(light emitting diode,LED)光脉冲探测实验中,系统分别工作在单点超快探测模式和正常模式下.测试结果表明,基于线阵CCD的单点超快探测方法是可行的,单点探测速率可达20 MHz.从而在理论上证明,通过改变CCD电荷转移方式以实现基于面阵CCD的瞬态光谱检测也是切实可行的.     

高灵敏度光学多通道分析仪的研究

分析了光学多通道分析仪的光电探测器件CCD的噪声产生原因,讨论了抑制噪声、提高探测灵敏度的方法。成功地研制了高灵敏度光学多通道分析仪, 在常温常压下可清晰分辨氢和氘的第七条巴尔末线系谱线,相比文献中报道过的光学多通道分析仪,灵敏度提高了一个量级以上。该仪器具有高分辨率、高精度以及良好的可靠性。     

Fluorescence of Substituted Tetraazabacteriochlorin

The spectral, energy, and polarization characteristics of the fluorescence of substituted tetraazabacteriochlorin in solution have been obtained. On the basis of the polarization spectrum, the electronic absorption spectrum is interpreted. The quenching of the fluorescence of bacteriochlorin on substitution of methine bridges by aza bridges is noted.     

弱光同步探测中的CCD数据采集电路设计

近几年来 ,激光诱导荧光分析技术已成为近代激光应用中的一大热点。但是目前较少见到相关电路设计工作的报道。本文作者采用 CCD作为探测器件 ,独立设计和制作了具有实用意义的激光诱导荧光探测电路 ,并对电路设计中的抗干扰问题、同步控制、低噪声设计和其它相关功能设计进行了较为全面的分析。     

CCD汽车车灯色度测试及其光谱分析方法的研究

一种新型测色系统依据色度学理论和光谱反射比原理 ,采用CCD作为光电转换元件 ,可一次接收汽车车灯光谱对应的电信号 ,实现了光谱的快速分析 ,给出了CCD对汽车车灯颜色测量的光谱分析方法。并通过计算机控制 ,采用高级VB语言编程进行数据采集和数据处理 ,给出了数据采集程序段。使用该系统将标准色卡的测量色度值与其标准色度值比较所得偏差Δx≤ 0 .0 1;Δy≤ 0 .0 1。     

CCD在光谱分析系统中的应用研究

本文对利用ＣＣＤ作传感器件进行光谱分析的方法进行了理论和实验研究。通过分析ＣＣＤ的结构特点和光电特性，从理论上证明了利用ＣＣＤ进行光谱分析的可行性，设计了一套适合线阵ＣＣＤ的高速图像采集卡，建立了一套智能化光谱数据采集分析系统。该系统主要由光栅、ＣＣＤ传感器及数据采集卡、计算机等部分组成。我们用高压汞灯作为标准光谱进行定标，得到了一个非常简单的计算光谱的数学公式。实验表明该系统具有较高的测量精度，特别适用于瞬态过程的光谱分析。