面向解决复杂工程问题能力培养的专业综合实训课程群建设

复杂工程问题是工程教育专业认证毕业要求中的核心内涵,培养学生解决复杂工程问题能力成了当前新一轮教学改革的关键。结合我校测控技术专业建设改革实践,开设了面向解决复杂工程问题能力培养的专业综合实训课程群,课程实施过程中课程间既有相应的递进关系,又相对独立、各有侧重。课程实训内容涉及了测控领域典型复杂的工程问题,实训的项目全部涵盖复杂工程问题的7个特征,通过实践训练,全面提升学生解决复杂工程问题的能力。

融入学科特色的工程伦理教育研究——以电子信息类硕士专业学位研究生为例

人工智能与信息技术的快速发展,使得工程的概念从有形向无形扩展,从而引发新的工程伦理问题。通过对电子信息类专业硕士研究生工程伦理教育现状分析,探讨融入专业特色的研讨式教学、案例教学、实践教学等模式,探索多元化化课程考核与评价方式,激发学生参与课堂学习的积极性,增强学生在工程应用中的社会责任感,健全学生的工程伦理意识,提升实际工程决策能力。

量子点荧光微球免疫法定量检测小麦中黄曲霉毒素B1

目的建立量子点荧光微球免疫法快速检测小麦中黄曲霉毒素B1的方法。方法采用量子点荧光微球作为荧光标记物,与黄曲霉毒素B1的单克隆抗体偶联,构建量子点荧光微球探针。优化缓冲液pH、抗体最小标记量、荧光探针用量和包被抗原浓度等实验条件,建立检测卡上T线和C线信号峰值面积的比值与样本中黄曲霉毒素B1浓度的关系,构建定量标准曲线。针对小麦样品,将该检测方法与时间分辨荧光定量检测方法进行比较。结果本研究建立的荧光定量免疫层析检测方法最佳反应条件为:pH 7.5磷酸钠缓冲液,抗体标记量为20μg,荧光探针用量为4.0μL,抗原质量浓度使用0.40mg/mL。小麦中黄曲霉毒素B1的定量检测线性范围为0.05~25.00μg/kg,相关系数(r^(2))为0.9994,检出限为0.02μg/kg,定量限为0.05μg/kg。加标回收率为91.50%~115.00%,变异系数为1.88%~5.46%。结论本研究建立的荧光定量免疫层析方法快速、准确、稳定性好、可靠性高,适用于小麦中黄曲霉毒素B1的现场快速检测。

基于云平台的车辆动态称重及监测系统研究

针对公路车辆动态称重数据具有差异性、资源利用率低和干扰多的问题,提出了一种基于云平台的车辆动态称重及监测系统。该系统结合大数据融合技术和云平台的优势,通过对所有称重设备获取的数据进行筛选和匹配,识别出车辆在道路上的行驶轨迹和重量信息,对车辆多次称重数据的核准比较来判断车辆称重数据的准确性;系统采用B/S结构进行通信,客户端和服务端采用云储存技术。测试结果表明,该系统能够实现对道路来往车辆的行为、称重数据、设备状态等全面的监测和管理,优化了数据处理流程,提高了称重过程的准确性和可靠性,为车辆超限超载检测提供了数据支撑和监督。

聚苯胺功能化的塑料光纤传感器用于黄曲霉毒素B_(1)浓度检测

为开发低成本高灵敏度黄曲霉毒素B_(1)(AFB_(1))检测设备,研制了一种将聚苯胺(PAni)与塑料光纤(POF)相结合的增敏光纤免疫传感器。传感器功能化设计采用两步法,首先将PAni涂层修饰至光纤传感区,然后通过戊二醛的交联作用,将AFB_(1)抗体分子固定于传感区。由于测量过程中抗原和抗体的免疫反应会导致POF表面折射率发生变化,从而引起探测光子数的波动,以此实现对AFB_(1)浓度的检测。实验研究了PAni涂层对传感器的增敏效果,结果表明PAni功能化的POF传感器增敏效果明显,且在0.01~10μg/L AFB_(1)浓度范围内,传感器的光子数变化量与AFB_(1)浓度间具有线性关系,检测限为0.53μg/L,加标回收率为95.97%~113.13%,且传感器对AFB_(1)的特异性和抗干扰性良好,满足AFB_(1)精量化检测的需要。

一种便携式膀胱功能康复治疗仪的研制与设计

为了解决膀胱功能障碍患者的康复治疗问题,该研究设计一种基于留置导尿原理的便携式膀胱功能康复治疗仪,以STM32单片机为控制核心,通过压力传感器和称重传感器分别实现对膀胱内压力、尿量的实时测量。为了满足膀胱功能障碍患者对康复治疗功能的不同需求,该便携式膀胱功能康复治疗仪的软件设计包括畅通模式、定时模式、定压模式、定时定压模式、尿潴留模式、分段低压模式控制程序,实现仿生学尿液引流与控制,保留和训练留置导尿后的膀胱功能。实验结果表明,该便携式膀胱功能康复治疗仪控制系统可靠,能够满足不同留置导尿患者对膀胱康复训练的需求。

研究生专业课程"现代传感与检测技术"教学改革探索

现代传感与检测技术是控制科学与工程学硕、电子信息专硕等专业一门重要的专业学位课,在研究生课程体系中占据重要地位,是信息技术的前端和入口,对全面培养学生的专业素质起着至关重要的作用.针对该课程的特点和河南工业大学学生的实际情况,文章从理论教学内容、教学方法与手段、实验教学、课程线上资源等方面对该课程进行了系统全面的改革与建设,进一步培养提高了学生对该课程的学习兴趣和积极性,以及解决实际问题的能力和创新能力,进而提高了该课程的教学效果和质量.

嵌入式导论教改研究与实践

《嵌入式导论》是面向嵌入式系统专业方向低年级本科生开设的专业必修课。针对该课程育人过程中存在的问题和面临的挑战,依据工程教育专业认证标准细化了该课程教学目标、深化了教学内容、强化了教学策略设计、优化了课程考核方式与成绩评定办法。改革后的嵌入式导论课程使学生在掌握嵌入式系统专业宏观体系结构的同时,了解该专业必备基础知识和专业发展前沿,激发学生的专业学习兴趣和探索热情,为学生大学四年中的后续专业课程学习奠定了坚实的基础。实践运行结果表明,所述教学改革措施有效改善了嵌入式导论课程传统教学模式的弊端,同时也为兄弟院校相关专业导论课程的教改研究提供了有益参考。

“光电检测技术与应用”课程思政教学改革探索

课程思政教育是“三全育人”的有机组成部分,是落实立德树人根本任务的重要举措。针对“光电检测技术与应用”课程思政教学中的一系列问题,提出了以科学精神、爱国主义精神和工匠精神为核心的课程思政育人目标;以目标为导向,建立知识点与思政元素的映射关系;以学生为中心,提出多元化课程思政教学方式;建立健全课程思政教学效果反馈与持续改进机制,力求落实立德树人根本任务。

融入创新创业理念的工科电类专业实践类课程一体化教学模式探索

探索测控技术与仪器专业“创新创业—实习实践—毕业设计”一体化培养模式,将创新创业教育理念融入专业实践实训类课程,通过毕业设计延续创新创业项目成果,从灌输工程认证理念、创新专业实践课程内容、强化课程实施管理、丰富课程考核评价等方面,切实提高学生从事本专业领域创新实践能力。

基于量子级联激光的机动车尾气遥测系统设计

量子级联激光凭借其高灵敏度,高输出功率,窄线宽等特点应用于各类气体的遥感检测。本文采用波长调制光谱(WMS)技术设计了一种基于量子级联激光器的机动车尾气遥测系统。激光器的调制驱动信号由低频锯齿波和高频正弦波叠加而成,可有效抑制背景噪声,极大提高了检测灵敏度。系统以波长为632.8 nm的连续激光作为信标光,精确调节合束镜和反射镜之间的角度,保证信标光束与四台量子级联激光器发出的中红外激光光束同轴,实现光源可视化对瞄。光源穿过开放光路中尾气后的光强信号被红外探测器所采集并转换为电信号,经I/V放大后,通过锁相放大器将与被测气体浓度成正比关系的二次谐波分量提取出来,实现对一氧化氮、碳氢化合物、一氧化碳及二氧化碳四种尾气组分同时检测并避免相互干扰。经测试,系统探测信号与气体浓度表现出极强的相关性,系统动态测试的相对误差绝对值小于5%,检测光程可达16 m,至少满足三车道同时检测。

基于CFD的气敏特性测试室气体均匀性仿真分析

开发高性能的气体传感器,必须确保合格的传感器响应测试。而大多数发生在传感器表面的化学/物理过程都受到测试室内气体分布均匀性的影响。通过计算流体动力学(CFD)仿真,设计了一种气敏特性多通道测试室。首先,对测试室结构建立三维模型并采用滑移网格处理;然后,采用kω-SST和SAS湍流模型计算不可压缩条件下的Navier-Stokes方程;最后,经后处理,获得室内空气龄、流速场均匀性综合信息。结果表明:当孔径比β=0.67时,传感器表面流量覆盖率为90.41%,流速阶梯性变化对传感器稳定性影响小于4.06%,相较于其他的孔径比,对响应时间的稳定性提升了230%,为实际的测试室开发提供了理论依据。

小麦超弱发光特性研究

应用一种超高灵敏光电倍增管,设计一套用于测量粮食超弱发光的数字单光子计数在线检测系统,实现对储藏条件下粮食超弱发光的绝对量测量。对不同品种、不同新陈度小麦超弱发光进行系统测试。结果表明,在常温储藏条件下,小麦自身的超弱发光是一个稳定的辐射过程,其发光强度在几十个光子/(cm2·s)左右;同一品种,不同新陈度小麦样品超弱发光能力差异明显,随着老化程度的增加,脂肪酸值逐渐增大,其超弱发光强度逐渐减弱,小麦自身超弱发光与其脂肪酸值负相关。在此基础上测量小麦样品在不同温度条件下超弱发光的辐射强度,研究小麦超弱发光随自身温度变化的规律。

扫描近场光学显微镜的光耦合偶极子模型

为了研究扫描近场光学显微镜中探针和粗糙样品表面的耦合相互作用,提出了一种光耦合偶极子模型.在该模型中,探针和样品突起都由光极化偶极子表示,在准静态电磁场近似的情况下样品表面的诱导极化效应由影像偶极子表示,应用偶极子辐射理论可以得到系统的自洽场方程.此模型提供了一种直观分析扫描近场光学显微镜中探针和样品相互作用机理的方法.在此基础上,进一步讨论了金属样品的近场成像特点和其特有的局域光学共振现象.数值结果表明不同于一般的介质样品,金属样品的近场图像与入射光频率直接相关,改变入射光的频率,获得的样品近场图像的形状和对比度都会发生变化.特别是当入射光频率处于样品极化共振范围内时,金属纳米粒子的极化率会出现光极化共振,这样就可以获得样品粒子的最大有效尺寸,为提高系统的分辨率提供了一条重要途径.

关于构建校院二级教学管理模式的几点思考

针对高校现有教学管理模式的弊端,提出以学院为中心的校院两级教学管理模式改革,并进行研究和探索。以目标管理为主线,构建科学合理的校院两级教学管理模式,能激发基层的办学活力,有效地提高教育教学质量和办学效益,保证院校教学质量保障体系的顺利实施。

一种手持式粮食库存数量检测仪器的设计

为满足粮食库存大清查和清仓查库中粮食库存数量检测的实际需求,设计了一款手持式粮食库存数量检测仪器。系统以微处理器为控制核心,采用激光测距传感器与倾角传感器相结合的方式,实现粮堆体积的高精度测量;系统内置了与各种储粮参数有关的粮堆密度修正模型,能自动、准确计算出粮堆密度修正系数,保证粮食数量检测的客观性和精度;通过高集成度电路设计和低功耗设计,实现了设备的便携性与低功耗。为粮食储藏行业数量检测提供了一种专用、快速便捷的技术手段。

小麦超弱延迟发光测试系统

应用一种新型高灵敏度光电倍增管作为传感器,设计一套用于检测小麦超弱发光的光子计数测量系统,实现对储藏小麦超弱发光的定量测量.适当安排LED阵列分布,设计适合延迟发光需要的照明系统,通过对白光LED光源辐射等效单光子能量和流明效率的计算,建立起光照度与光子数强度之间的联系,实现了光源照射强度与样品延迟发光强度之间的定量比较.对不同光照强度下小麦样品延迟发光的测试和双曲函数拟合,探讨了小麦超弱延迟发光双曲函数拟合参量的变化规律;发现不同照射强度下存在不同的饱和照射时间;小麦超弱延迟发光强度曲线符合双曲衰减规律,超弱延迟发光持续时间达数小时.通过对光照时间和数据采集时间的精确控制,以及在拟合函数中设置延迟时间参量因子,实现了延迟发光测试数据对应时间点的精确标定.

反射式近场光学显微镜样品近场光分布特性

建立了一种反射式近场光学显微镜中样品近场光分布特性的模型,应用矢量衍射理论,得到了系统的场方程。在弱波动条件下,采用微扰法对场方程进行了求解,能方便地得到样品表面的各阶近场光反射和透射模复振幅表达式。计算结果表明,一级场分布要比零级场小一个量级,各阶近场信号的强弱完全由面形函数的傅里叶变换决定。通过与零级结果的比较,证明了计算结果的正确性。提供了一种计算样品表面近场分布简便方法,对反射式近场光学显微镜中调制检测技术具有指导意义。

稻米粒型特性参数测试系统的开发

针对优质稻米品质国标参数检测的实际需要,在设计稻米图像采集装置的基础上,给出一种基于嵌入式的稻米粒型特性参数测试方法。系统以基于ARM内核的S3C2410为硬件开发平台,以linux系统为软件开发平台,采用USB数字摄像头,结合图像处理与模式识别技术,利用大津法对图像进行阈值分割,通过边缘检测和最大距离方法获得稻米粒型国标参数,测试误差不超过1%。该系统为稻米国标参数的现场测试奠定了基础。

基于超弱延迟发光的小麦生活力检测方法研究

以郑麦9023为试验对象,研究了不同生活力和不同测试条件下小麦样品超弱延迟发光的变化情况。通过人工快速陈化的方法获得不同生活力的小麦样品,对这些小麦样品的延迟发光特性进行系统研究,在此基础上以温度为例研究了测试条件对小麦延迟发光的影响。结果表明,同一品种不同生活力小麦样品的延迟发光能力差异明显,小麦的延迟发光强度与其生活力显著负相关,生活力越强,其延迟发光能力越弱;小麦的延迟发光能力受其自身温度的影响显著,随着温度的升高,其延迟发光能力减弱。本研究发现,利用超弱延迟发光进行小麦生活力检测是可行的,但需要对测试条件进行严格控制。