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ISBN: (纸本)9787568024969

关键词： 教学做一体化   课程开发   项目化  

摘要： 高等职业院校专业一体化课程的开发是一个系统的工程。本文以《传感器与检测技术》课程的教学改革为例,探讨一体化课程开发以职业岗位需求,对原有课程结构进行解构与重构,提出完成相应的教学设计和教学资源开发的一般实施途径。

关键词： 矢量传感器   定向   地下振动信号  

摘要： 地下振动信号可作为地下探测依据,能帮助人们对地下的情况进行检测。对地下信号的检测研究,在地震预测、石油等自然资源勘探、管道健康检测、军事侦察等领域都有重要作用。本文首先针对土壤介质环境的复杂性,研究了振动信号在土壤介质中的传播方式,根据土壤中振动信号的不同组成成分的特性,选择快纵波作为主要研究内容,设计了地下振动信号检测系统和外场试验方案,并利用它做了大量的实验,最后通过对实测信号的处理,了解了地下振动信号的功率谱分布,并综合利用信号去趋势、经验模态分解、小波去噪三种去噪方法,消除了混叠于振动信号中的噪声,并通过使用MATLAB软件编写图形界面,方便信号处理人员对大量实验数据的处理。通过对实测数据的处理,得到在0到90间,系统对目标的定向结果和来波方向的误差除了0和90以外,均小于10,验证了矢量传感器有较好的定向能力。本文验证了运用矢量传感器进行来波定向的可行性,为下一步继续研究提供了技术支撑,且对矢量传感器在地下振动信号检测领域的工程化应用奠定了基础。

关键词： 表面等离子体共振成像   高灵敏度   消光   数据处理   大肠杆菌   H7N9  

摘要： 三十年来,表面等离子体共振(SurfacePlasmonResonance,SPR)技术朝着高通量、高灵敏、高空间分辨和多功能等方向飞速发展,应用领域不断被拓宽。其中,表面等离子体共振成像(Surface Plasmon Resonance Imaging,SPRi)技术凭借高通量的优势,成为了近年来的研究热点,相关领域对其提出了越来越高的要求。另外,包括细菌和流感病毒在内的微生物因数量多、变异快,影响着人类的正常生活。因此,提升SPRi传感器的性能,将其应用于微生物检测,具有重大意义。本课题的主要研究内容和成果包括:(1)分析了偏振控制光强调制型SPRi传感器的基本原理,对常用的功能金膜纯水消光方法中的光学参数进行了优化设计及误差仿真,构建了偏振控制光强调制型SPRi传感器系统。测试了传感器的性能,NaCl溶液检出限在50-100 mg/L之间。(2)提出了优化设置消光折射率的方法,即通过改变消光折射率来提高纯水折射率区域的灵敏度,打破了需真实液体消光的思想。构建了基于该方法的SPRi传感器,并进行性能测试,折射率分辨率达到1.35×10-6RIU,NaCl溶液的检出限为25mg/L,最小可检测稀释51200倍的BSA抗体溶液。该方法实用性强,实现了 SPRi传感器对微量水溶液样品的高灵敏检测。(3)研究了零相移数字滤波、小波分析和希尔伯特-黄变换(Hibert-Huangtransform,HHT)变换三种数据处理方法及其在SPRi传感器折射率样品和生物样品检测实验中的应用。HHT变换独具自适应性的特点,可对不同的实验数据,产生相应的基函数,且操作简便,能够获得较为理想的滤波处理效果,从而提高传感器的性能。(4)开展了高通量在线培养、实时检测大肠杆菌的SPRi实验。分别试验了 0.5 μL和1.5 μL两个体积的微腔,结果表明,液滴体积越小,细菌生长扩增速度越快;利用0.5 μL微腔,可在10 h内检测105CFU/mL的大肠杆菌。该方法拓展了 SPRi技术的应用领域,有望解决食品安全等领域细菌检测时间过长、操作繁琐等问题。(5)利用课题组自行研制的通道型角度调制SPR传感器,分别基于抗原-抗体识别体系和碱基互补配对识别体系,进行了 H7N9亚型流感病毒的两项检测实验。两种方法均可检测流感病毒的H7亚型,且简便快速、成本较低,可作为现有流感病毒识别和检测方法的补充,并可作为SPRi传感器高通量样品检测的基础。

关键词： 粉尘浓度检测   浮游金属粉尘浓度   电荷感应法   螺旋环状探测电极   交流耦合技术  

摘要： 在工业生产作业现场所产生的粉尘有二大危害,一是造成尘肺病的职业危害,二是会产生爆炸。粉尘爆炸需要具备三个条件,粉尘浓度超过一定限值是必要条件之一。具有爆炸性质的粉尘种类有7大类,其中抛光打磨、金属材料加工等作业场所产生的金属粉就是其中之一。因金属粉尘沉积而引起的二次扬尘可导致金属粉尘在空气中的浓度超过爆炸极限,而金属粉尘爆炸事故一般后果非常严重,往往造成重大人员伤害和经济损失,2014年江苏昆山中荣金属制品有限公司除尘系统沉积金属粉尘的二次扬尘形成粉尘云导致的粉尘爆炸事故、造成97人死亡、163人受伤就是最好的例证。针对抛光打磨作业场所的浮游金属粉尘的检测防护等相关研究被列入了 2016年国家重点研发计划之中,因此,开展抛光打磨作业场所浮游金属粉尘浓度的实时监测,对提高高危区域粉尘浓度超标监测预警能力,有效预防粉尘爆炸事故的发生具有十分重要的意义。目前国内外针对浮游金属粉尘浓度检测的相关研究很少。主要是由于国外针对工业作业场所沉积尘有相关规定与标准,并且执行较好,不易产生二次扬尘,但国内因为管理执行的问题,虽有标准但效果不明显,急需一种检测方法来减少沉积尘带来的的粉尘爆炸隐患。本文在深入分析对比目前主要的粉尘浓度检测方法基础之上,针对抛光打磨作业场所,对开展了基于电荷感应原理的可燃性浮游金属粉尘浓度检测技术及其传感器研究。主要研究内容如下:首先,根据金属粉尘的特性,研究分析了金属粉尘的起电机理,并通过实验验证了产生的浮游金属粉尘的带电性,为采用电荷感应法检测金属粉尘浓度提供了依据。其次,在分析直流耦合和交流耦合二种电荷感应法基础上,基于高斯静电场和电荷感应理论与交流耦合技术,确定了测量浮游金属粉尘浓度的具体方法,设计了一种新式的螺旋环状探测电极,在保证空间灵敏度不降低的条件下克服了传统棒状和环状探测电极存在的缺陷。推导出了螺旋环状探测电极的空间灵敏度,根据其电极空间灵敏度分布特性,为粉尘浓度传感器探测电极的匝数、半径大小、绝缘层厚度等具体参数的设计,提供了参考依据。开展了基于电荷感应原理的粉尘浓度传感器研究,分析了金属粉尘浓度传感器的组成原理,设计了具有高增益的电荷放大电路、滤波电路、A/D采样电路、控制电路等,探讨了传感器抗干扰处理方法。最后,对粉尘浓度传感器的测量精度进行了实验验证,实验结果表明:测量误差≤10%,完全达到了设计要求;开展了多种环境影响因素的研究,给出了有效的解决方案。论文研究证明:基于交流耦合技术和螺旋环状探测电极的电荷感应式粉尘浓度检测技术应用于浮游金属粉尘浓度的检测是完全可行的,研究的粉尘浓度传感器测量误差≤10%,且通过采取补偿等措施,可使传感器有效克服湿度、风速等影响。

关键词： 传感器   检测技术   机电一体化   应用  

摘要： 机电一体化系统在生产中应用时间已久,随着传感器与检测技术的发展与完善,它们与机电一体化系统又和完美的融合,为我们的生活与生产带来更多便利。本文针对传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用进行研究,首先对传感器与机电一体化进行简单介绍,之后对具体的应用进行说明,并分析其优点所在。

关键词： 传感器与检测技术   实践教学   改革  

摘要： 本文围绕传感器与检测技术实验这堂课,提出对传统采用的验证性实验加以改革。从最初选题、方案制作、具体落实到最终结题,均由学生独立完成;教师则负责对学生遇到的问题以及使用实验室的基本情况进行登记。通过教改,学生取得了很好的反应效果。他们的动手能力有了很大提升,懂得工程实施的基本流程,并找到了实际问题的处理办法,为后续就业和走向社会做足了充分的准备。

关键词： 热电阻   温度测量   三线制   电桥桥臂  

摘要： 热电阻是常用的温度传感器,很多领域都离不开热电阻的检测,多年的教学发现,学生对热电阻三线制解法难以理解,对热电阻的结构和应用容易和热电偶混淆,课堂教学通过讨论法、情景教学法和案例法对热电阻三线制测量电路和热电阻的应用进行了剖析,从2014级机电和电气专业的作业和试卷来看,学生对热电阻的掌握情况较好。

关键词： 土壤含水率   LVDS差分传输线   传输延时   传感器  

摘要： 为实现土壤含水率的快速准确监测,设计了一种基于LVDS差分传输线延时检测技术的土壤含水率传感器。该传感器将高频振荡信号分路为两通道LVDS差分信号,一个通道用于测试土壤含水率,另一个通道用于提供参考信号。由于土壤中水分的变化改变土壤介电常数,从而导致测试通道LVDS差分总线上信号传输延时的变化,则传感器检测该通道信号的传输延时就可以确定土壤含水率。为了获得LVDS总线设计线宽和线间距的最优值,以LVDS总线阻抗值均方误差最小化为目标,构建了线宽和线间距的最优化计算模型,并通过遗传算法求解出了最优线宽为0.178 9 mm和最优线间距为0.223 8 mm。试验表明,根据该参数设计的传感器在50 MHz频率时,对体积含水率8.31%以上的砖红壤土和黄壤土的预测模型为线性模型,决定系数R2为0.964 2,绝对预测误差在2.45%以内。