导读:本文包含了光弹性传感器论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:传感器,弹性,伸缩,凝血酶原,频率,凝血,猪瘟。
光弹性传感器论文文献综述
郭星[1]（2019）在《磁弹性传感器表面优化设计及其在生化检测中的应用研究》一文中研究指出生化传感技术发展迅速,在环境监测、临床医学和畜牧业等领域发挥着不可或缺的重要作用。传统意义上的传感器已无法满足现代生物化学检测的需求,这就对生物化学传感器的设计提出了更高的标准和要求:高灵敏度、低成本、微型便携以及多功能化等。磁弹性传感器由于其无线无源等独特优良的响应特性、低廉的成本以及良好的便携性而备受关注,设计高性能的磁弹性传感器并将其应用于人类高度关注的健康、环保领域具有重要的现实意义和实用价值。但是,目前磁弹性传感器仍然存在灵敏度相对较低、体积较大、特异性差、稳定性及整体性能不理想等问题,具有一定的应用局限性。因此,本论文立足于开发新型的磁弹性传感技术,针对快速高灵敏生化检测需求,致力于表面优化设计研究,构建了可应用于环境检测、猪瘟疫情防控、癌胚抗原检测的多种新型无线磁弹性传感器,深入系统地研究了其各项敏感特性,验证了其优异的传感性能。具体研究内容如下:1.研究了磁弹性传感器的表面优化处理方法。利用有限元软件COMSOL Multiphysics建模仿真计算,优化传感器的尺寸为5 mm×1 mm×28μm;在磁弹性铁基非晶合金薄膜Metglas 2826 MB表面依次溅射厚度为100 nm的铬层和金层,提高其抗腐蚀性和生物兼容性,制备得到性能稳定的磁弹性传感芯片,表征测试结果显示纳米金颗粒(AuNPs)均匀沉积于芯片表面,实现了表面特性的优化处理;提出采用放大响应信号的测定方法,优化表面功能化结构设计,进一步提高灵敏度、降低检出限;通过减小线圈直径,设计共振频率测试系统解决了小尺寸磁弹性传感器信号测量的关键问题。2.针对环境检测问题,提出了基于磁弹性传感器的重金属离子和农药小分子阿特拉津检测的新方法,探索了检测机理并研究了其响应特性,解决了磁弹性传感器应用于重金属离子和农药小分子检测的关键共性问题。(1)提出采用牛血清白蛋白(BSA)功能化修饰对磁弹性传感器表面进行改性优化,实现了对重金属离子的微量实时无线检测。测试结果表明:传感器对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)均表现出良好的线性响应特性,检测限分别为3.3×10~(-7) mol/L、2.4×10~(-7) mol/L、2.3×10~(-7) mol/L,优于国家标准;检测灵敏度分别为9.4×10~7 Hz/mol?L~(-1)、7.1×10~7 Hz/mol?L~(-1)、4.7×10~7 Hz/mol?L~(-1),规律排序为Pb~(2+)>Cd~(2+)>Cu~(2+),对相对原子质量较大的重金属响应更为灵敏。相比基于置换反应的检测方法,该传感器对Pb~(2+)的检测灵敏度提高了约4个数量级,检测限降低了约5个数量级。(2)提出了基于竞争免疫分析法的磁弹性传感检测方法,实现了对农药小分子阿特拉津(ATZ)的微量实时特异性检测。采用竞争法优化传感器表面功能化结构,并且采用蛋白A实现阿特拉津抗体(anti-ATZ)的定向固定。优化anti-ATZ的修饰浓度和ATZ-BSA偶联物的浓度参数分别为50μg/mL和40μg/mL。测试实验结果显示:在1 ng/mL~100μg/mL浓度范围内,传感器的共振频率偏移量与ATZ浓度呈线性反比关系,灵敏度为3.43 Hz/μg?mL~(-1),检测极限低至1 ng/mL,远远低于健康饮用水中规定的标准上限。3.针对猪瘟疫情防控问题,提出了基于磁弹性传感器的猪瘟病毒(CSFV)和猪瘟E2抗体(anti-CSFV E2)检测的新方法,探索了检测机理并研究了其敏感特性,解决了磁弹性传感器应用于猪瘟疫情防控的关键问题。(1)设计了一种便携式磁弹性猪瘟病毒检测试纸,实现了对CSFV高灵敏特异性的快速实时检测。采用猪瘟病毒抗体功能化修饰对磁弹性传感器表面进行改性优化,并且设计实现了便携式磁弹性试纸。测试结果显示:磁弹性试纸对CSFV检测具有高灵敏性和特异性,在0~2.5μg/mL浓度区间呈线性响应,随着CSFV浓度进一步增大呈次线性变化,响应灵敏度可达到95 Hz/μg?mL~(-1),检测极限低至0.6μg/mL。(2)提出了基于酶促催化产生沉淀放大信号的磁弹性传感检测方法,实现了对anti-CSFV E2高灵敏特异性的快速实时检测。采用间接法(叁夹式免疫序列)优化传感器表面功能化结构,测试实验结果表明:相比现有的检测方法,该传感器对anti-CSFV E2检测表现出优异的敏感特性和特异选择性,在5 ng/mL~10μg/mL浓度范围内呈线性响应,响应灵敏度可达到56.2 Hz/μg?mL~(-1),检测极限低至2.466 ng/mL。4.提出采用癌胚抗原抗体(CEA-Ab)功能化修饰对磁弹性传感器表面进行改性优化,研制了一种新型的磁弹性癌胚抗原(CEA)传感器。优化CEA-Ab修饰浓度为50μg/mL,采用BSA封闭减少非特异性吸附和空间位阻效应。测试结果显示:该传感器对CEA检测表现出高特异性,线性响应区间为0.1 ng/mL~100 ng/mL,检测极限低至2.5 pg/mL,远远低于健康成人血清中CEA浓度上限,其综合性能优于目前文献报道的CEA检测方法。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-06-01）
杨玉杰,谭继文[2]（2018）在《钢丝绳张力检测磁弹性传感器仿真优化设计》一文中研究指出钢丝绳张力是影响其安全运行的重要因素。为了以非接触方式实时在线检测钢丝绳的张力,设计了钢丝绳张力检测的套筒式和旁路式2种磁弹性传感器结构,研究了磁弹性传感器检测钢丝绳张力的原理,基于ANSYS软件分析了磁弹性传感器的结构尺寸与钢丝绳磁化效果的关系,并以理想的磁化效果为目标选择了传感器的制作材料,优化了传感器的结构尺寸。为钢丝绳张力检测磁弹性传感器的设计提供了依据。(本文来源于《煤矿机械》期刊2018年11期）
王华,陈德文,周德强,曹丕宇[3]（2018）在《基于磁弹性传感器的金黄色葡萄球菌检测机理研究》一文中研究指出针对乳制品中可能含有金黄色葡萄球菌的问题,研制了用于检测金黄色葡萄球菌的无线磁弹性传感器,研究该磁弹性传感器检测机理,对比分析磁弹性无线传感器在有菌和无菌的乳制品中共振频移以及荧光。结果表明,磁弹性传感器的共振频率能够较好地反映传感器自身的重量和传感器所处液体的黏度,由于金黄色葡萄球菌的增殖会引起牛奶黏度的变化,且金黄色葡萄球菌会与修饰在膜片的适配体结合引起质量变化,从而影响传感器的共振频率。通过试验验证液体黏度对磁弹性传感器振动频率的抑制也较为明显,当黏度变化只有0.15mPa·s时,其共振频移能够达到0.5kHz。(本文来源于《食品与机械》期刊2018年11期）
苏添进[4]（2017）在《基于磁弹性传感器的凝血功能检测系统软件设计》一文中研究指出凝血功能检测作为检验医学的热门研究领域之一,在许多疾病的预防、诊断及治疗中都有着重要的指导作用。然而目前的凝血功能检测装置价格昂贵、操作复杂,主要应用在大医院的检验科室,这限制了凝血功能检测应用的推广。凝固法是目前凝血分析仪最为普遍的检测方法,其工作原理是通过检测血液凝固过程中粘度变化来动态分析凝血功能。磁弹性传感器作为一种无线无源的传感器,其检测装置具有结构简单、易实现小型化设计等特点,且对血液的粘度变化具有较高的灵敏度。本文通过对课题组开发出小型化的磁弹性传感器检测装置进行分析,设计出以凝血功能检测为基础应用的配套软件,旨在为凝血功能检测提供一种新的解决方案。本文通过对基于阻抗扫频法的磁弹性传感器共振特性检测的功能分析,并结合现有血栓弹力图分析仪(Thromboelastography,TEG)的工作原理,提出了本系统软件的功能需求。利用C++的图形用户界面技术Qt开发了检测系统的应用软件。软件实现了快速接收下位机采集数据并实时显示,通过对传感器的阻抗信息响应曲线进行处理分析,获得了凝血时间曲线,并标记出了凝血检测的主要参数。同时利用SQLite技术建立了数据库对实验数据进行统一管理,还实现了基于XML的异构数据库集成中间件的构建和解析,为检测系统与医院信息管理系统的异构数据库间的数据交换提供接口。最后,利用检测系统与血栓弹力图分析仪进行了人体血液和TEG质控试剂的对照实验,验证了检测系统用于凝血功能检测的可行性和重复性。人体血液的凝血实验表明,系统软件提取的凝血时间曲线与凝血过程理论的粘度变化具有高度相关性。利用TEG质控试剂的重复性实验结果说明多组凝血时间曲线和标记的凝血参数都有较高的重合度,表明了检测系统具有较好的稳定性,实现了对凝血过程的动态检测。该系统软件也能为后续探究磁弹性传感器的凝血功能检测方法和检测标准提供支撑。(本文来源于《重庆大学》期刊2017-04-01）
李川[5]（2017）在《磁弹性传感器凝血功能检测系统硬件平台设计》一文中研究指出凝血功能是血液系统功能的一个重要指标,人体凝血功能异常会导致如血友病、中风等多种疾病发生。在临床上,如抗凝药物治疗、外科手术,也经常会需要提前了解患者的凝血功能情况。凝血功能的传统检测方法包括光学法、凝固法、干化学法等。相关检测技术很成熟、检测仪器自动化程度也高,但存在价格昂贵、操作不便等问题。相比之下,磁弹性传感器作为一种微型化的新型传感器,能够通过检测传感器共振特性反映粘度、质量、应力等多种参数的变化,无疑在这方面极具优势。而国内外一些研究团队及本课题组前期工作也证实了利用磁弹性传感器检测凝血功能的可行性,同时,其检测系统具有结构简单、成本低、灵敏度高等特点。因此,将磁弹性传感器检测和凝血功能检测结合应该具有广阔的应用前景。本文按照凝血功能检测要求,采用磁弹性传感器阻抗检测方法,设计完成了一套磁弹性传感器凝血功能检测的硬件平台。平台分为硬件设计和下位机软件设计。硬件设计包含了微控制器单元、螺线管检测线圈、血液粘度检测电路、温度控制以及检测芯片设计。血液粘度检测电路按照阻抗检测法分为交流激励、直流激励、相位检测和幅值检测四部分。下位机软件设计完成对检测电路的控制、与上位机之间的通信以及PID温度控制算法实现。系统设计完成后,用铁基非晶合金带材1K101制作的磁弹性传感器进行了系统平台的功能性测试,包括了检测系统的重复性测试、空气和不同浓度的甘油溶液共振特性响应测试。然后进行凝血功能检测实验,实验分为质控品实验和成人全血实验。实验原始数据与美国Haemoscope公司生产的TEG5000凝血检测仪的测试结果进行了对比分析,结果表明,磁弹性传感器实现了凝血过程中血液粘度变化的动态检测,并且与TEG5000的凝血时间和凝固速度检测结果有类似的动态响应。(本文来源于《重庆大学》期刊2017-04-01）
唐咏,罗洪艳,陈曦,郑小林,胡宁[6]（2016）在《基于STM32低功耗磁弹性传感器检测系统的设计》一文中研究指出具有无线、无源、低成本、高灵敏度等特点的磁弹性传感器已在各个领域得到了广泛的应用研究,然而现有的检测装置通常体积较庞大、功耗高、便携性差,限制了该类传感器的应用范围。对此,本文设计了一套基于STM32的便携式、低功耗共振型磁弹性传感器检测系统。系统以扫频法为检测基础,以STM32为控制核心,永磁铁作为偏置磁场激励,集成交流激励信号单元、信号检测与采集单元,并利用SD卡存储测量数据,采用锂电池供电。实验结果表明:检测系统可使磁弹性传感器在不同介质、不同浓度中完成共振频率的测量,频率分辨率可达1Hz;测量不同尺寸的磁弹性传感器,所得传感器共振频率比为0.933 8,与理论值0.942 3接近;另外,与传统的阻抗分析仪搭建的组合式检测系统和现行的集成式检测系统相比,本系统工作时功耗为0.68 W,休眠时功耗仅为2.20mW。由此可见,本系统不仅能够代替原有的阻抗分析仪等组合式检测系统,而且能够大大提升现行集成式检测系统的功耗控制,兼具高集成度、便携式以及可用于长期监测等优点。(本文来源于《生物医学工程学杂志》期刊2016年05期）
王刚林,陈曦,廖彦剑[7]（2016）在《磁弹性传感器芯片用于凝血酶原时间检测的初步研究》一文中研究指出设计了一种集成流路的磁弹性传感器芯片,结合模块化设计的磁弹性传感器检测电路构成了一个初步的实验平台,针对在医学和临床实践中都有很重要意义的凝血系统功能的检查,以凝血酶原时间(PT)为例,利用磁弹性传感器芯片进行凝血酶原反应的过程检测,可以得到凝血酶原时间参数。初步实验结果证明了设计的有效性,同时,这种方法可以方便推广到其他凝血因子的检测方面,是一种可小型化、便携式、芯片成本低廉的易于推广的解决方案,有很好的应用前景。(本文来源于《传感器与微系统》期刊2016年09期）
高爽[8]（2016）在《基于磁弹性传感器的重金属离子检测系统》一文中研究指出磁弹性传感器是一种主要由磁弹性金属材料薄片,如铁基非晶合金,构成的新型传感器,它具有检测灵敏度高、成本低廉、无线测量等诸多优点,因此受到众多科研工作者的关注,在环境监测、食品安全以及生物分子测量等领域具有广泛的应用前景。首先,本文结合国内外磁弹性传感器的研究现状,阐述了磁弹性传感器的振动方程,得出共振频率的理论计算公式;讨论了质量负载对传感器共振频率的影响,并得出理论计算公式;通过建立磁弹性传感器在液体中的理论模型,讨论了液体粘度、密度对传感器共振频率的影响,并进行了理论公式推导;讨论了磁弹性传感器共振频率测量的叁种原理以及目前实验室常用的共振频率测量方法。然后,基于阻抗测量法,本文设计研制了一款基于AD5933阻抗转换器芯片的磁弹性传感器共振频率测量系统,详细介绍了测量系统的硬件设计及软件程序流程,并对测量系统的测量精度及可靠性进行了实验测量;由于AD5933阻抗转换器芯片扫描频率的限制,研制了一款高频率磁弹性传感器共振频率测量系统,设计了测量系统的硬件电路和软件程序,并进行了实验测量,结果表明该系统可对共振频率在450kHz以下的磁弹性传感器进行测量。最后,本文提出了一种基于置换反应的重金属离子检测方法,利用Metglas 2826MB磁弹性振动裸片,无需对其进行表面功能化修饰,就可对完成对溶液中的重金属离子进行检测。通过监测磁弹性振动片共振频率偏移量,反映待测溶液中重金属离子浓度。采用硝酸铅溶液实验验证了该检测原理的可行性,结果表明磁弹性振动片的共振频率偏移量随溶液中Pb2+浓度的升高而增大,物理尺寸磁弹性振动片越小的检测灵敏度越强,共振频率偏移量与溶液中Pb2+浓度之间呈线性关系,检测灵敏度为24Hz/mg?ml-1。(本文来源于《太原理工大学》期刊2016-06-01）
李双亮[9]（2016）在《SU-8胶光弹性微力传感器的研究》一文中研究指出随着对微纳米领域科学研究的不断深入,获取微纳米尺度下物体的力学信息已经成为了研究的热点问题。微力传感器作为MEMS领域中一种重要的微传感器件,能够实现对微纳米尺度下物体的力的测量,被广泛地应用于生物医学、材料化学等领域,并有效地帮助了这些学科取得创新与进展。因此,设计一款具有工艺简单、周期短、成本低,同时灵敏度高、生物兼容性优良、功耗小等特点的微力传感器有着重要的意义。SU-8胶是一种环氧树脂型光刻胶,由于其优良的机械特性、加工特性以及生物兼容性,被广泛地应用于MEMS领域。同时,作为一种光弹性材料,SU-8胶具有良好的光弹性性能。当SU-8胶的内部存在应力时,光束透过后由于光弹性效应会产生双折射现象。光弹性作为一种有效分析和解决光弹性材料结构应力的非接触式实验测量方法,在工程、材料、医学等宏观领域得到了应用,而在MEMS领域的研究却少有报道。本文提出了一种基于光弹性原理的微力测量方法,并基于该方法利用SU-8胶的光弹性效应完成了微力传感器的设计与制作。首先,本文对光弹性原理进行了分析,并对基于光弹性原理的微力测量方法进行了理论验证,对传感器微力测量系统光路进行了设计。其次,对SU-8胶的光弹性性能进行了研究。其中,获取SU-8胶应力光学系数是研究的关键所在。因此,本文设计、搭建了SU-8胶光弹性显微测量光路,并推导了其应力光学系数的计算公式。然后,对通过MEMS工艺制作得到的SU-8胶试样进行了拉伸实验,完成了SU-8胶应力光学系数的测量,其测量值为(3.007+0.081)×10-11m2/N,为微力传感器的设计与制作奠定了基础。最后,依照所提出微力测量方法,设计了微力传感器的结构并对其进行了仿真,通过微制造工艺完成了传感器的制作,并对工艺参数进行了优化。在建立接收光信号与光弹性微力传感器受力关系的基础上,搭建了传感器性能测试实验装置,在SU-8胶材料光弹性条纹的单个半级数范围内完成了性能测试实验。实验结果表明：所设计的传感器的测量区间为0-3000μN,力的灵敏度为1.26667x10-6/μN,线性度误差为8.64%,重复性误差为4.59%,分辨率优于301μN。由测试结果可知,所设计的微力传感器可以实现测量外界微力的大小,并且其工艺简单、制作周期短。此外,由于SU-8胶具有生物兼容性以及光弹性法非接触测量等特点,这种传感器在生物医学、材料化学等领域有着良好的应用潜力和价值。(本文来源于《大连理工大学》期刊2016-05-01）
唐咏[10]（2016）在《共振型磁弹性传感器检测系统的便携式设计》一文中研究指出磁弹性传感器是利用铁基非晶合金材料制作而成的新型传感器。在外加交变磁场下,由于磁致伸缩效应使传感器发生振动,当传感器的固有频率和交变磁场频率一致时产生共振,此时振幅达到最大值。该共振频率点会随周围的环境变化而发生偏移,如质量负载、应力、粘度等,通过测量检测线圈上感生电动势的变化实现对传感器共振特性检测。在检测过程中,传感器与检测装置之间无电气连接,因而是一种无线无源的传感器,同时传感器还具有耗能低、成本低、高灵敏度等特点。正由于这些优点使磁弹性传感器在物理、生化、生物医学等领域得到了广泛研究。然而目前磁弹性传感器检测系统存在价格昂贵、体积庞大、便携性差、功耗高以及无法长期检测等缺陷,限制了磁弹性传感器的应用前景。针对上述问题,本文提出了一套便携式磁弹性共振型传感器检测系统的设计;首先通过对磁弹性传感器共振模型和检测原理分析,确立了以扫频检测法为检测基础的设计思路,确定了包含电源管理单元、微控制器单元、交流激励单元、数据采集单元、数据存储和传输单元的便携式设计方案,并提出检测系统的具体设计指标。然后根据设计指标完成低功耗硬件功能电路设计和基于μC/OS-II操作系统的控制软件设计。最后结合上位机软件完成整个检测系统的实现。系统设计完成后,利用铁基非晶合金带材1k101制作磁弹性传感器对检测系统进行功能、性能、实用性的实验测试。主要包括空气中传感器响应测试实验,传感器重复测试实验,不同介质测试实验,系统功耗对比测试实验以及检测系统长期监测实用性测试,即完成质量负载测试实验和自来水腐蚀传感器的长时间监测测试实验。实验结果表明,检测系统可以实现对磁弹性传感器共振特性的精确检测,且具有良好的可重复性和可靠性;同时,系统能满足不同环境下的测试实验;与传统的磁弹性传感器检测系统相比,该系统功耗更低、体积更小,为磁弹性传感器检测的研究者提供了一套便携式低功耗磁弹性传感器检测系统设计方案。(本文来源于《重庆大学》期刊2016-04-01）
光弹性传感器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
钢丝绳张力是影响其安全运行的重要因素。为了以非接触方式实时在线检测钢丝绳的张力,设计了钢丝绳张力检测的套筒式和旁路式2种磁弹性传感器结构,研究了磁弹性传感器检测钢丝绳张力的原理,基于ANSYS软件分析了磁弹性传感器的结构尺寸与钢丝绳磁化效果的关系,并以理想的磁化效果为目标选择了传感器的制作材料,优化了传感器的结构尺寸。为钢丝绳张力检测磁弹性传感器的设计提供了依据。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光弹性传感器论文参考文献
[1].郭星.磁弹性传感器表面优化设计及其在生化检测中的应用研究[D].太原理工大学.2019
[2].杨玉杰,谭继文.钢丝绳张力检测磁弹性传感器仿真优化设计[J].煤矿机械.2018
[3].王华,陈德文,周德强,曹丕宇.基于磁弹性传感器的金黄色葡萄球菌检测机理研究[J].食品与机械.2018
[4].苏添进.基于磁弹性传感器的凝血功能检测系统软件设计[D].重庆大学.2017
[5].李川.磁弹性传感器凝血功能检测系统硬件平台设计[D].重庆大学.2017
[6].唐咏,罗洪艳,陈曦,郑小林,胡宁.基于STM32低功耗磁弹性传感器检测系统的设计[J].生物医学工程学杂志.2016
[7].王刚林,陈曦,廖彦剑.磁弹性传感器芯片用于凝血酶原时间检测的初步研究[J].传感器与微系统.2016
[8].高爽.基于磁弹性传感器的重金属离子检测系统[D].太原理工大学.2016
[9].李双亮.SU-8胶光弹性微力传感器的研究[D].大连理工大学.2016
[10].唐咏.共振型磁弹性传感器检测系统的便携式设计[D].重庆大学.2016
论文知识图
