基于温度不敏感源-探测器距离的测量方法的模拟研究

温度变化是影响近红外无创血糖测量精度的主要因素之一。为降低温度变化对近红外漫反射光谱的影响,提出了一种基于温度不敏感源-探测器距离的测量方法,即在漫反射光强对人体组织温度变化不敏感的源-探测器距离处进行光谱测量。利用Monte Carlo方法模拟了温度为30~40℃、葡萄糖浓度为0~300mmol·L^(-1)的皮肤组织在多个源-探测器距离处的漫反射光强。根据模拟结果,分析了人体皮肤组织模型中温度不敏感源-探测器距离的存在性及其受葡萄糖浓度变化的影响;比较了1 000nm处温度恒定和温度变动时,不同源-探测器距离处漫反射光强与葡萄糖浓度的相关性;进一步地,利用六个波长(1 000,1 050,1 100,1 150,1 350和1 410nm)下的温度不敏感源-探测器距离及其他距离处的漫反射光强,建立了葡萄糖的偏最小二乘(PLS)模型,并比较了这些模型在温度恒定和温度变动时的预测精度。结果表明,在1 000~1 440nm范围内,人体存在温度不敏感源-探测器距离,且葡萄糖浓度变化对该距离的影响可以忽略不计;当组织温度变化时,温度不敏感源-探测器距离处的漫反射光强与葡萄糖浓度的相关性及建模效果均明显优于其他源-探测器距离,基本接近样品温度恒定时的情况。研究表明,基于温度不敏感源-探测器距离的测量方法能有效降低温度变化对漫反射光强的影响,有望提高近红外漫反射无创血糖测量的精度。

能在远距离敏感温度的长波调制焦平面列阵

多色红外探测技术具有各种各样的用途,例如,在地质测量中,它可以提供有用的信息,在医学方面,它可以提供高质量的人体热图像。按常规,这种多色红外探测是用一个宽带红外探测器和一个附带的旋转机械多色滤光片轮进行的。然而,这种机械多色轮系统也有一些不足之处,如速度慢、笨重、功耗大、使用寿命有限以及光子收集效率较低等。为了克服这些缺点,人们又研制出了能够探测多个谱段的量子阱光电探测器。 本发明提供一种红外光电探测器焦平面列阵,它有许多量子阱层。通过调节每层量子阱层上的偏压。

科尔沁沙丘-草甸梯级生态系统土壤温室气体通量特征及其影响因素

采用静态箱-气相色谱法,对科尔沁半干旱地区典型的沙丘-草甸梯级生态系统中半流动沙丘和草甸湿地的温室气体(CO2、CH4、N2O)通量进行了观测,分析了生长季温室气体的动态变化及其与环境影响因子的关系.结果表明:生长季半流动沙丘和草甸湿地CH4通量均整体表现为吸收,平均值分别为-52.7和-34.7μg·m-2·h-1,介于-176.1~49.8μg·m-2·h-1之间变化,8月22日半流动沙丘CH4吸收值达到生长季最大值;8、9月降雨集中时段内草甸湿地CH4通量表现为持续排放,与半流动沙丘呈明显差异.N2O通量在7月21日达到生长季最大值,半流动沙丘N2O通量的月均值表现为7月>8月>9月>6月>5月.土壤温湿度是影响CO2和CH4通量的关键因子,N2O通量主要受土壤温度的影响.样地土壤温度敏感性(Q10)表现为半流动沙丘(1.009)<草甸湿地(1.474),半流动沙丘土壤受到水分胁迫,导致其温室气体通量对土壤温度变化的敏感性明显低于草甸湿地.