一种基于LED红外技术的智能光灸环设备的研制

根据LED红外技术以及艾灸的作用方法和应用特点,研制一种新型智能光灸环设备。运用计算机技术,实现光灸环精准智能温控处理。新型材料设计的光灸环简便灵活,环保且便于携带。光灸环设备具备温控、杜绝烫伤、免除烟雾、可反复使用的特为,极大地发挥LED红外技术的温热效应,利于临床应用和社会推广。

基于中红外LED的CO_2气体浓度检测系统研究

介绍了基于中红外LED的CO2气体浓度检测系统。通过运用差分吸收和相关检测等手段提高系统灵敏度,系统在检测0%～10%CO2浓度条件下,示值误差约为±0.9%。实验结果与理论数据得到良好的吻合,对LED实现气体检测提供了新思路。

对数正态分布下基于MLE的红外LED的寿命预测

为了获得红外LED的寿命信息,采用对数正态分布函数描述了红外LED的寿命分布,利用极大似然法(MLE)估计了对数均值和对数标准差,完成了恒定及步进应力实验数据的统计和分析,并自行开发了寿命预测软件。数值结果表明,红外LED的寿命服从对数正态分布,其加速模型符合逆幂定律。精确计算的加速参数使得快速估算红外LED寿命成为可能。

基于中红外LED的CO_2差分检测技术

基于中红外LED差分检测技术,用于二氧化碳气体的检测。采用中红外LED室温时工作波长在4.26μm附近,覆盖了二氧化碳的吸收谱线。采用双波长双光路差分的方法,相对于单波长单光路法,检测灵敏度提高了一个数量级,减小了示值误差。

红外LED在温度监控中的应用

为保证变电站中露天安置设备的安全运行,提出了现场环境设备温度监控的设计方案。该方案基于无源无线温度传感器,安装在现场的测温传感器的温度量转化为红外信号并发射,接收端的红外监控摄像机对传感器扫描接收,PC机对提取的红外图像处理、分析后,给出温度指示和异常报警信号。测温传感器采用温差模块直接向红外管供电方式;采用热敏电阻网络进行温度补偿;利用高斯-牛顿和麦夸脱算法对热敏电阻网络的参数进行优化计算。通过实际检验,所设计的方案获得满意的效果。

用于光学定位的近红外LED筛选检测系统设计

光学定位技术在手术导航、目标追踪和虚拟现实等系统中都有广泛的应用,为了提高定位的精度,在信号测量和定位算法方面都进行了大量的研究。设计的系统从作为发光源的近红外LED出发,通过有针对性的筛选,为保证光学定位的准确性创造良好的条件。筛选检测系统由光学性能检测部分和高低温试验部分组成。通过控制转台中俯仰轴和滚动轴的转动角度,使用光电探测器可以连续测量出发光元件的辐射强度,得到近红外LED不同旋转面和不同纵向角度的辐射特性,并计算出半功率角值。根据发光强度和半功率角这两个重要指标,先去除待选组中有明显变化的极值数据,然后选取两个相对偏差都在±5%以内的近红外LED,最后对其进行高低温冲击试验。筛选出的近红外LED性能稳定,发光一致性好,可以成组使用。

在电脑鼠设计中使用红外LED管测距的研究

本文介绍一种使用红外LED发射管和接收管快速测定电脑鼠与迷宫隔墙之间距离和电脑鼠行走距离的方法,并对所选用的红外发射管和接收管的性能、测距实验以及在电脑鼠设计中的应用进行了说明。

基于中红外LED的润滑油水分含量测量研究

针对船舶机械润滑油中水分含量的测量问题,研究了基于中红外LED的油液水分含量测量方法。利用峰值发射波长为2 840nm,半高宽为400nm的中红外LED作为发射光源,发射的红外光进入油样,一部分被吸收,剩下的透过油样被红外探测器接收,根据油样对光能的吸光度确定油液中水分含量。实验设计了红外光发射、吸收和探测的装置,采用氟化钙晶片作为窗片,选择截面为圆形的硬质金属线圈作为垫圈以保证精确的油膜厚度,采用探测波长范围为2 500-4 800nm,响应时间为10-20ns的光电二极管作为光强探测器。开发了信号的前置放大和基于单片机的数据采集、储存和通讯系统。通过实验,获得了含水质量分数为0,0.062 5%,0.125%,0.25%,0.375%和0.5%六个油样的吸光度数据,利用最小二乘法对数据进行拟合,得到吸光度和含水量的线性回归方程。对误差进行量化分析,回归方程和数据点的决定系数为0.996。最后,为了检验该测量方法的精确性,用含水量为0.317 5%的油样进行验证,利用实验装置测量吸光度,代入回归方程计算含水量,结果显示通过该方法测得的含水量和实际含水量的相对误差为2.7%,满足工程实际需求,说明该方法能够准确测量油液中的含水量。

基于方波激励的近红外LED中药水分传感器

传统中药在世界范围的需求量巨大,尤其是屠呦呦在2015年获得诺贝尔医学奖以来,中药的受欢迎程度进一步得到了提高。然而,中药的质量标准管理中还存在较多关键性问题,其中,中药水分含量的检测是中药质量一致性控制中的一个重要因素。基于近红外LED吸收光谱的中药水分传感器,通常采用电平信号或锁相放大来实现信号的探测。方波激励可以获得水吸收光谱信号丰富的时域和频域响应信息,故常被用来作为水分传感器的激励源。针对待测样品的不平整度、提离效应及噪声等因素严重影响水分含量的时域特征量的问题,提出了一种基于方波激励的近红外吸收信号频谱分析的中药水分传感器。首先,利用中心波长为1450 nm的LED作为水吸收光谱信号的光源,并采用快速傅里叶变换获得水直接吸收光谱信号的频谱特征量。其次,分析和优化了激励方波信号参数,优化结果表明,当方波激励源的频率、幅值及占空比三个参数分别为100 Hz,1500 mV及50%时,水的吸收光谱信号最好。最后,制备了8组用于标定的肚痛丸样品和4组用于验证的肚痛丸样品,在优化激励方波参数基础上,建立了肚痛丸水分含量与奇次谐波信号幅度之间的线性关系。标定与验证实验结果表明,谐波分量中基频分量(100 Hz)和三次谐波分量(300 Hz)的幅值与肚痛丸的水分含量的线性相关系数r值分别为0.992和0.993,平均后的最小误差为1.0%,最大误差小于6.5%。该水分传感器把方波作为激励源,利用小波滤波算法对水吸收光谱信号进行去噪,并采用快速傅里叶变换算法将光谱吸收信号转换到频域后进行特征量提取,具有精度高、适用性强、实时在线测量等优点,在中药制药质量控制和过程分析中具有广阔的应用前景。

基于装配轨迹在线修正的红外LED自动装配系统设计

红外LED用于光电式成像定位系统的位置信号发生源,要求LED装配位置误差≤0.2mm,但手动无法保证对LED的一次性精确定位装配,因此设计了利用KUKA机械臂实现红外LED高精度自动装配的系统。通过分析工业机械臂自动装配工序的误差源,提出一种基于待装配孔位姿测量的装配轨迹在线修正方法,解决示教在线编程和离线编程轨迹更新的不足。建立三坐标测量机测量与KUKA机械臂运动控制之间的位姿变换和轨迹误差修正数学模型,完成基于装配轨迹在线修正的红外LED自动装配系统软硬件设计,搭建实验装置,通过实验对系统自动装配精度进行验证,实验表明,经过装配轨迹在线修正后红外LED自动装配位置误差由修正前的0.23mm降低到0.09 mm以下,角度误差由修正前的0.27°降低到0.08°以下,实现红外LED正常装配,为基于工业机械臂的高精度自动装配系统设计提供参考。

基于红外LED的红外成像光学系统光源设计研究

在红外成像光学系统中提出一种基于红外LED的远距离照明系统光源设计新方法。利用红外LED的特点，设计出红外LED光源系统结构。在提高光源总的输出功率的几种方法中，采用非成像光学方法设计出一个会聚透镜和抛物面反射镜的共焦结构，减小了光源的发散角。该红外LED光源系统结构工作时照射出一束稳定的窄的高亮度平行红外光，在红外成像光学系统中能实现远距离照明。随着光源小型化和多功能的发展趋势，红外LED光源会在许多场所使用，它具有较好的性能价格比，适宜于我国目前国情，有一定的推广价值。

红光/ 近红外LED光疗抑制疼痛相关机制的研究

通过分析红光/近红外LED光照射治疗(LED光疗)对外周血单核细胞中疼痛相关炎症因子及趋化因子的表达影响,研究红光/近红外光生物治疗对疼痛的抑制作用。在用人单核细胞THP-1评价红光/红外光的安全剂量的基础上制备健康成年人外周血单核细胞(PBMC),进行红光/红外光照射处理后,用荧光定量PCR法检测疼痛相关炎症因子及趋化因子的表达变化。结果显示,经过红光/近红外LED光疗后,与对照组相比,PBMC的CXCL12、CXCL13、CX3CL1、CCL4、CCR2、IL-4、IL-6和MMP2基因表达水平明显下调,表明红光/近红外LED光疗可通过抑制PBMC中疼痛相关趋化因子及炎症因子表达发挥抗疼痛作用。此研究可为疼痛辅助治疗提供新的思路。

安防用红外LED的性能和可靠性

安防用红外发光二极管(LED)要求具有更高的辐射功率和更低的功率退化。通过比较不同红外LED芯片材料的性能,设计选用850 nm GaAlAs芯片,以满足安防用红外LED的性能要求。封装材料的应力和热阻是影响红外LED功率退化的两个因素。试验证明通过采用硅胶包封芯片,降低了环氧树脂封装所带来的应力,可使Lamp型红外LED功率退化由18%降为6%。通过计算得出铁支架Lamp型、铜支架Lamp型和大功率三种红外LED的热阻分别为483.8,173.1和6.7℃/W,经通电1 000 h试验后功率退化分别为18%,10%和0,证明采用高导热材料,能够提高器件的散热能力,降低芯片结温,有效减少辐射功率退化现象。

红外LED芯片的断裂失效研究

本文重点研究了红外LED芯片断裂的失效现象,通过扫描电子显微镜(SEM)排查芯片是否存在暗裂,通过DSC测试发现失效品的环氧树脂存在固化不充分的问题,从而找到了产品失效的根本原因。

新型红外LED器件的光电性能及其应用

红外LED器件在红外成像技术领域有着非常重要的作用。文章介绍了新型红外LED的光电性能,测量了850 nm、940 nm两种典型的红外LED器件参数。研究表明,红外LED器件的参数对改善红外摄像效果具有重要的意义。

夜视成像用Cs_(2)NaYCl_(6)∶Sb,Ln荧光粉宽带近红外发光性能

采用水热法成功制备了Sb^(3+)/Ln^(3+)(Ln=Nd,Ho,Er,Tm)共掺的Cs_(2)NaYCl_(6)无铅双钙钛矿材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜等表征手段对其结构和形貌进行了研究;通过激发、发射光谱和荧光衰减曲线的测量,讨论了其发光性能及能量传递机理。实验结果表明,在紫外光激发下,对于Cs_(2)NaYCl_(6)基质材料,在掺杂微量Sb^(3+)后,能够产生宽带自陷激子(STEs)发光。在其中进一步掺杂三价稀土离子,在320 nm激发下,发射光谱中可观察到稀土离子在可见及近红外区域的特征发射峰,通过对激发光谱及荧光衰减曲线的分析,证实了STEs与稀土离子之间存在能量传递。最后,将所制备的荧光粉直接进行物理混合并涂覆到商用340 nm紫外LED芯片上,制备了宽覆盖近红外荧光粉转换LED,实现了由紫外转换为近红外区域的宽带调制发光,近红外发射波段覆盖800~1600 nm。荧光粉转换LED的使用大大简化了近红外装置的构造,降低了生产成本。其灵活可调、小型便捷及近红外波段宽覆盖性,很好地满足于夜视成像系统光源的要求。

夜间成像红外LED的驱动电路设计

该文利用集成ICRS6513器件设计了锂电供电的、光电管控制夜间自动开启的红外LED驱动电路，叙述IC芯片原理，电路组成及特点与电路参数的确定。

高效稳定的Cr^(3+)离子激活石榴石型宽带近红外荧光粉的发光特性及应用研究

近红外荧光粉转换型发光二极管(NIR pc-LEDs)作为一种紧凑型光源,在近红外光谱技术领域具有广泛的应用前景。然而,开发高效稳定的近红外荧光粉一直面临巨大挑战。本研究报道了一种高效且热稳定优异的Cr^(3+)离子激活Gd_(3)Ga_(5)O_(12)(GGG∶Cr)石榴石近红外荧光粉。在450 nm蓝光激发下,其近红外发射覆盖620~1100 nm范围,最高峰位于740 nm,半高宽为97 nm,内量子效率达54.6%。同时,该荧光粉表现出优异的热稳定性,即在425 K温度时,其近红外发射光谱积分强度为室温的106%(106%@425 K),呈负热猝灭特性。此外,通过Nd^(3+)-Yb^(3+)稀土离子共掺策略,成功实现了材料近红外发射谱带的有效拓宽和热稳定性增强(115%@425 K)。最后,将目标材料与蓝光芯片结合,封装成近红外LED器件,在320 mA电流驱动下,近红外最大输出功率可达55.5 mW,光电转换效率约为6%。以上结果表明,GGG∶Cr,Nd,Yb石榴石荧光粉是一种潜在的高功率近红外LED光源用近红外发光材料。

基于太阳能供电的LED智能路灯设计

近年来,随着能源短缺的加剧,可再生能源太阳能日益受到广泛关注。而LED太阳能光伏照明,是太阳能光伏发电一个重要的应用领域。现主要针对光伏发电路灯系统管理控制器的问题,设计了一种智能型太阳能路灯,同时分析了太阳能电池的最大功率点跟踪(MPPT)问题。

基于POV的两类旋转LED屏的研究与实现

本文介绍了一种基于POV的旋转线阵LED显示屏的设计过程。首先分析圆形和柱面两种类型旋转线阵LED屏的显示原理,进而将这两种显示类型进行集成。通过圆形LED显示屏实现模拟时钟、数字时钟和笑脸图案的静动态显示,通过圆柱面LED显示屏实现下拉显示、汉字显示、打印字效果显示以及3种动画的显示。文章最后还实现了两类显示屏的同时多模协同显示。