实现精准细菌灭活的微型等离子体射流装置设计与实验研究

为了实现对特定区域的细菌精准灭活,设计了一种微型等离子体射流装置。该装置由内径0.2 mm、长度80 mm的中空金属毛细管、高压高频电源和载气流速控制装置三部分组成。在无外接载气,电压幅值26 kV、频率19 kHz的条件下,毛细管可产生具有较大羽流的等离子体射流。通入He和N_(2),可有效抑制羽流,且He产生的等离子体射流更长。区域灭菌法实验表明:微型等离子体射流装置可实现半径1 mm圆形范围内的细菌灭活区域精准控制。灭菌机理实验证明:温度和紫外光对大肠杆菌无明显灭菌效果,带电粒子具有一定的灭菌效果,过氧化氢与硝酸等活性物质在灭菌中则起到了最重要的作用。等效电路分析和实验表明,微细等离子体射流可以保证电气安全性,实现人体触摸。

采集控制多线程一体化的集成式FAIMS主控系统设计与实现

计了一种高集成度FAIMS(high⁃field asymmetric waveform ion mobility spectrometry)主控系统,由主核、副核、接口、采集、反馈控制、隔离、电源7部分组成。该主控系统具有24位高精度ADC及12位补偿电压输出,并可兼容多种前级微弱电流采集设备,包括fA电流检测电路及Keithley电流计。全集成化的主板设计减少了体积和繁杂的线路连接,整体大小为86 mm×99 mm×32 mm。实验结果表明:采集1000个数据量耗时12 s,背景噪声小于0.1 pA,最小电流分辨率0.15 pA。与现有FAIMS系统相比,该系统在并发处理效率、系统控制调试、接口通用性等方面均有提升,为FAIMS仪器的便携式发展提供了基础。

基于QT的FAIMS气体传感器测控系统设计与实现

自主设计与开发了一套基于QT的FAIMS气体传感器测控系统,与下位机系统配合使用。基于C++的QT框架进行GUI界面设计,使用Raspberry Pi 3B嵌入式开源硬件作为控制中心,搭载主流的嵌入式Linux操作系统。FAIMS气体传感器核心芯片采用PCB工艺制作,上下极板间距0.2 mm。离子源采用与PCB板设计相结合的负直流针-环放电电极结构,针尖直径为200μm,环直径为3 mm。实验结果表明:系统实现了上位机与下位机的命令和数据收发、多种颜色的谱图在线及离线绘制、数据滤波、多谱图的数据提取和保存、多平台应用等功能,具有体积小、便携式、应用灵活、通用性好等特点。

FAIMS电源低功耗小型化及其优化研究

FAIMS系统中最基础的部分为高场非对称射频电源,它提供电压差让离子在迁移区中实现有效的分离。通过半桥逆变的原理产生RF方波,设计一种三桥臂的方波产生电路,减小了通过高压直流电源的电流,从而有效减小了系统的功率。考虑FAIMS芯片的复杂性和仪器的便携性,改进差分式射频工作模式,有效降低了FAIMS对高压直流电源的输入要求,有利于高压直流电源的简化和功耗的降低,进而有利于FAIMS的小型化应用。结合补偿电压自动扫描,研制出优化后的高场非对称方波射频电源,通过实验对比,满足FAIMS迁移区的工作要求。

侧向仪器主屏流比和剩余电位电路测量理论算法研究

研究硬聚焦侧向仪器主屏流比和剩余电位对测井结果的影响,聚焦主屏流比和剩余电位的电路简化测量方法,借助正演方法对仪器主屏流测量电路模型进行简化,搭建主电流测试电路和屏流测量电路,并给出理论计算方法和结果分析,结果显示该方法能够在基于电路简化模型基础上给出主屏流比和剩余电位测试结果,该测试结果可以在一定程度上校正仪器正演模型的误差。继续分析该方法在主聚焦电路参数测试中的应用优势,能够对方位阵列侧向不同方位主电流测量的参数进行量化对比,保证仪器方位上的一致性,也为继续优化主聚焦电路提供了数据支撑。

地下及井中地球物理勘探技术与装备项目成果介绍

为贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》提出的资源勘探增储要求等相关部署,国家和相关省(自治区、直辖市)科技主管部门制定了国家重点研发计划"深地资源勘查开采"重点专项实施方案,该项目的目标是形成3000米以浅矿产资源勘探成套技术能力.