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[2018年IEEE传感器会议 - 印度新德里(2018.10.28-2018.10.31)] 2018年IEEE传感器会议 - 基于CMUT的电子鼻用于植物挥发性物质实时监测:初步结果
摘要: 植物在应对非生物和生物胁迫时会释放出独特的挥发性有机化合物(VOCs)特征谱。识别特定VOC特征谱的能力可实现虫害和病原体感染的早期检测及后续防治。本研究展示了一种基于电容式微机械超声换能器(CMUT)的电子鼻(e-nose)系统,该系统具有实时监测能力,可检测并区分VOCs。初步结果表明,该系统几乎能即时检测到植物组织受到物理损伤后系统性释放的植物挥发物。
关键词: 电子鼻、实时监测、植物胁迫因子、挥发性物质特征谱、称重传感、响应指纹图谱
更新于2025-09-23 15:22:29
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使用固定频率驱动进行简单且超快速的共振频率与耗散偏移测量
摘要: 本文提出了一种测定机械振子共振频率与耗散的新方法?;诎吞匚炙?范戴克等效电路推导的解析表达式,可直接从固定驱动幅度和频率下获取的每个阻抗数据点确定共振频率与耗散值,无需像传统阻抗或衰减分析方法那样进行数值拟合或存在测量死时间。该方法能以相对简单的仪器实现超高时间分辨率和优异的信噪比。针对14.3 MHz石英晶体谐振器(QCR)的惯性与粘滞负载实验,通过与阻抗分析法对比验证了该方法的定量准确性。在液体环境中,通过测量快速针尖接触巯基自组装单分子层功能化QCR的瞬态过程,实现了112微秒的时间分辨率来测定共振频率偏移——这比现有最快报道的石英晶体微天平快近两个数量级。这种基于固定频率驱动(FFD)的简易快速测定方法更易于实现多路复用和单硅芯片集成,具备规模效益优势。
关键词: 石英晶体微天平、耗散位移、实时监测、声学传感器、共振频率位移、生物分子过程测量的时间分辨率
更新于2025-09-23 15:21:21
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基于聚酰亚胺基底激光诱导碳化的高线性稳定柔性温度传感器及其在个人移动监测中的应用
摘要: 可实时监测温度的皮肤可穿戴电子设备在个性化移动健康监测领域具有重要价值。本研究报道了一种通过激光诱导碳化直接在聚酰亚胺薄膜(Kapton)上图案化制备的柔性温度传感器,该传感器与柔性印刷电路板集成。所提出的高阻值传感器设计在与柔性印刷电路板(FPCB)集成后,对温度表现出高度线性和稳定的响应特性,可实现连续监测。采用各向异性导电胶膜键合技术,可在各种复杂环境下获取稳定的实时监测数据。该传感器与基于FPCB的可穿戴贴片集成为一体后,能与人体皮肤形成共形接触,并实现流畅的无线实时传感功能。这种方法无需任何额外接口,即可直接在FPCB上通过激光图案化制备多功能传感器。
关键词: 实时监测、柔性印刷电路板、激光诱导碳化、温度传感器、生物医学设备
更新于2025-09-23 15:21:01
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[IEEE 2018年IEEE传感器会议 - 印度新德里(2018.10.28-2018.10.31)] 2018年IEEE传感器会议 - 实时动物状态与运动监测传感器
摘要: 已开发出一种灵活、集成化、轻量且侵入性极低的监测系统,用于评估动物的行为反应。该系统由可穿戴复合磁铁和配备柔性电池的微型无线通信??樽槌?。钕铁硼-聚二甲基硅氧烷(NdFeB-PDMS)复合磁铁的形状与尺寸具有高度适应性,其磁性与机械性能可通过调节粉末浓度在较大范围内定制。三轴磁传感器可感知复合磁铁产生的磁场,测量数据通过蓝牙低能耗通信标准无线传输至智能手机和监控面板。为耐受腐蚀环境并提升耐用性,复合磁铁表面涂覆了2微米派瑞林C?;げ?,无线模块则采用5微米派瑞林C进行表面钝化处理。该系统已成功应用于螃蟹、巨型海龟及砗磲的实时监测,展现出其在新型经济型动物监测领域的应用潜力。
关键词: 实时监测、动物行为、监测系统、灵活、微创、集成化、可穿戴复合磁体、无线通信、低功耗蓝牙、轻量化
更新于2025-09-22 22:25:25
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基于太阳能追踪的智能光伏板
摘要: 利用光伏电池将太阳能转化为电能具有诸多经济和环境效益。由于这项技术减少了对不可再生能源的依赖,许多靠近赤道的发达国家和发展中国家越来越愿意采用这种发电技术。光伏板(PV)与水平面的倾斜角度及其朝向决定了其发电量。因此,通过用智能光伏板取代传统光伏板,可以最大化获取太阳能。智能光伏板能根据太阳方向的改变自动调整其朝向和倾斜角度,以使其表面接收尽可能多的太阳能。目前已有一些关于倾斜角度朝向及其优化的研究来提高光伏板的发电量;然而,尚未有基于实时监测来估算参数最优值的解决方案被提出。
关键词: 太阳辐射、最佳倾斜角度与朝向、光伏系统性能、实时监测、太阳能、智能光伏板
更新于2025-09-19 17:13:59
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采用光谱分析法对AISI4140钢激光熔凝区显微硬度进行原位监测
摘要: 实时监测技术在激光辅助制造领域具有重要作用。该技术不仅能确保产品质量,还能节省后续检测的时间和成本。为开发激光熔池特性监测方法,本文采用不同参数的激光熔化AISI4140钢试样,并在激光加工过程中实时检测等离子体光谱,研究了熔池发射光谱与硬度的演变规律。通过无量纲分析法建立谱线强度与熔池硬度的关联,结果表明:在无量纲体系中,熔池无量纲显微硬度(H*)与无量纲激光能量密度(ln(δ*))呈线性相关;熔池无量纲显微硬度可用Fe I谱线无量纲强度(I*)、无量纲速度(v*)及无量纲激光能量密度作为变量的分段函数表示;基于各无量纲参数间的定量关系,建立了熔池硬度监测系统。经不同激光加工参数下的测试验证,预测平均误差低于3.1%,证明发射光谱可作为监测激光加工零件特性的潜在方法。
关键词: AISI4140钢、等离子光谱、激光辅助制造、显微硬度、无量纲分析、实时监测
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2019年第41届国际医学与生物工程学会年会(EMBC) - 德国柏林 (2019.7.23-2019.7.27)] 2019年第41届IEEE医学与生物工程学会国际年会(EMBC) - 基于嵌入式图形处理单元平台的便携式激光散斑成像仪原型系统
摘要: 激光散斑对比成像(LSCI)是一种用于测量血流的高分辨率全场光学技术,在临床和生物医学研究中得到了广泛应用。然而,目前大多数LSCI仪器体积庞大,限制了其应用场景。在本研究中,我们提出了一种便携式激光散斑成像仪的原型系统。与使用个人计算机(PC)的台式激光散斑系统不同,我们的系统采用嵌入式GPU系统(Jetson TX2,美国英伟达公司)和一块液晶触摸屏(尺寸为16.5×12.4厘米,重量为380克)。活体实验表明,这种基于便携式GPU的系统性能与实验室LSCI系统相当。这种便携式LSCI成像仪有望用于需要操作简便和安装便捷的场景,如术中监测或床边诊断。
关键词: 激光散斑对比成像、便携式、血流、嵌入式GPU、实时监测
更新于2025-09-12 10:27:22
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用于管内液滴灵敏测量的微加工光学流动池
摘要: 本文介绍了一种具有增强光学灵敏度的微加工流动池,可用于微滴高通量分析。当微滴流经多个串联测量点时,无需中断流动即可完整表征微滴内的酶反应速率。由于微滴间无交叉干扰,该流动池能够持续测量微滴流中的生化检测过程,因此适用于连续的即时诊断监测。本文阐述了该装置的设计原理与操作方法,并通过氧化酶生化检测法对葡萄糖浓度进行精确连续定量分析来验证其性能。该流动池是实现化学及生物分析仪微型化、便携化或可穿戴化的重要组成部分。
关键词: 酶活性测定、液滴微流控技术、光学检测、微流控技术、实时监测、连续测量、吸光度、即时诊断
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于光纤布拉格光栅传感器测量应变的接触网实时冲击检测与诊断系统
摘要: 本文描述了一种基于光纤传感器(FBG)的应变信号接触网冲击检测系统,用于实现接触网的实时监测。该检测系统由测量系统、数据处理与分析系统以及状态显示与数据访问系统三个子系统组成。由于应变信号服从正态分布,为实时监测接触网,提出一种结合移动标准差与移动Pauta准则的新方法,以区分真实冲击与应变信号背景噪声。这种自适应判断方法降低了冲击误判率,提高了冲击识别准确率。数据分析系统可据此识别冲击,并利用接触网特征提供冲击位置及其成因。与传统定位方法相比,该方法能简化检测系统。在某商业地铁线路系统的应用表明,接触网冲击主要源于重叠区、伸缩节或稳压臂,通过与接触网平面图及人工检查结果比对得到验证。这些结果证实了所提冲击检测系统的可靠性和有效性。
关键词: 悬链线、实时监测、光纤布拉格光栅、冲击检测、故障诊断
更新于2025-09-09 09:28:46
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用于实时监测紫外光反应的动力学分光光度法:一种微型光反应器
摘要: 研究实验室中的光反应器通常由UV-C或UV-A汞灯及容积约1.0升的反应容器(含溶液、悬浮液、溶剂、反应物和催化剂)组成。此类光反应器设计存在化学试剂用量大(成本问题)、副产物废弃物多(环境问题)、安全隐患及占用实验室空间大等缺陷。当前科学界正致力于应用"绿色化学"原则,推动反应器及装置微型化[1-8],并采用比汞灯更环保的现代辐射源如发光二极管(UV-LEDs)[9-13]。传统光化学反应器的另一缺点是需多次间隔取样,该操作会改变溶液总体积及每个发色团吸收的光子总数,且方法耗时费力,有时还存在安全隐患。实验数据点过少可能限制完整动力学描述,导致反应级数和速率常数等参数误判。温度控制不精确(传统光反应器常见缺陷)也制约了准确测定。本文提出一种由单个UV-LED与传统1.00厘米光程石英比色皿构成的微型光反应器,可在执行反应的同时通过紫外-可见分光光度法实现连续监测(实时动力学分析)。为验证该新型微型光反应器的适用性,我们采用亚甲基蓝(MB)和水杨酸(SA)在均相与多相体系中的光降解实验。该方案需配备不受外界光线干扰的专用分光光度检测系统[14]及带迷你磁力搅拌的珀尔帖温控系统。连续动力学监测使用氙闪光灯与硅二极管检测器的分光光度计(仅在数据采集时闪光,避免高光敏样品额外降解),亦可选用不受外界光线影响的二极管阵列系统分光光度计。
关键词: 亚甲蓝、微型光反应器、紫外发光二极管、实时监测、水杨酸、氧化锌、光降解
更新于2025-09-04 15:30:14