多参数微型快速生化检测仪光谱扫描自动定位控制系统研究

样品检测光谱扫描自动定位控制是多参数快速生化检测仪的关键技术之一。针对重庆大学研制的基于微型光谱仪的多参数微型快速生化检测仪,提出并完成了多参数样品检测光谱扫描自动定位控制系统的设计,并基于该控制系统展开了多参数微型快速生化检测仪的联机调试实验研究。实验结果表明:样品检测吸光度的变异系数CV≤1%,吸光度的线性相关系数R2≥0.995,满足半自动生化检测仪的相关技术要求。

基于微型光谱仪的多参数水质检测微系统设计与实验

针对水资源环境监测与保护的需求,提出了基于微型光谱仪连续光谱分析的多参数水质检测微系统,系统主要由MOEMS微型光谱仪、流路系统、多功能微小型样品反应检测室和嵌入式测控系统组成,具有自动进样和试剂、样品反应体系的自动恒温、搅拌、光谱检测和数据处理等功能。论文介绍了系统各主要部分的功能与结构,研制出了原理样机,经实验测试验证,研制的多参数水质检测仪能够快速实现多个水质参数的准确检测,满足水质多参数在线监测的应用技术要求,同时具有很大的功能扩展性。

宽频带微型压电式振动发电机的设计

针对压电式振动发电机频带宽度过窄的问题,设计了多悬臂梁-单质量块结构的微型压电式振动发电机。建立了多悬臂梁-单质量块结构微型压电式振动发电机的仿真模型,分析了微型发电机的谐振频率与结构参数的关系、输出电压与结构频率的关系等性能参数。组装了多悬臂梁-单质量块结构发电机实验模型,实验结果表明,设计的多悬臂梁-单质量块结构微型发电机在振动频率为113Hz～155Hz的环境中可以有效地将振动能转换为电能,在频带范围内最小输出功率37.56μW,最大输出功率155.71μW,发电机的频带宽度扩展到42Hz。

基于树莓派的多参数水质检测仪控制系统

多参数水质检测仪的控制系统大多价格昂贵、自动化程度较低、开发周期长。针对这种情况,提出了一种基于树莓派的多参数水质检测仪控制系统,阐述了该系统的架构,设计了光源、微型电机、多位阀、注射泵及RTC控制模块,利用wiring Pi集成库实现了树莓派板载GPIO、PWM、UART等硬件的驱动,并在树莓派Raspbian系统下通过QT编写了控制软件,用于控制仪器各个模块。实验测试结果表明:该控制系统实现对了仪器的自动化控制,且操作友好、运行稳定、易升级,满足多参数水质检测仪实际应用需求。

多参数水质检测仪控制与信号处理系统软件设计

针对基于微型光谱仪的多参数水质检测仪控制与信号处理的技术要求,在仪器控制与信号处理系统硬件设计的基础上,研究了基于嵌入式ARM的仪器控制与信号处理系统软件设计的原理与方法,进行了控制系统软件、信号处理系统软件及图形用户界面的设计,完成了系统联机调试实验。实验结果表明:控制与信号处理系统软件实现了对仪器硬件系统的精确控制,仪器检测水质参数的重复性好(相对标准偏差小于3%),准确度高(相对误差不大于±5%),满足在线水质检测的实际应用要求。

多参数水质监测仪流路系统的优化设计

针对重庆大学微系统研究中心研制的第一代多参数水质监测仪流路系统方面存在的不足,提出了一种基于ARM处理器、精密注射泵、微电子多位阀和直流电机的集成化顺序注射流路系统。介绍了优化后的流路系统的结构及其控制模块。经过实验测试验证:该优化设计增强了系统控制的可靠性与稳定性,提高了进样的准确度与重复性,减少了进样时间与流路清洗时间,实现了快速、高效清洗的功能,有效地降低了仪器后续实验的交叉污染。

基于树莓派的远程水质监测系统设计

基于当前水体环境监测网络化、仪器智能化的需求,设计了一种以树莓派+GPRS为核心的多参数水质远程监控系统。通过将GPRS无线传输模块集成到以树莓派为处理单元的水质监测仪中,完成了基于GPRS模块的接收和调度,建立了良好的上位机交互软件和存储数据库,用于记录和显示来自监测节点的数据信息,实现了远程水质监测及数据回传功能。一旦监测节点发出报警信息,监控中心与相应移动设备接收数据信息,通过监控中心软件及时采取应对措施。提出了基于GPRS技术和树莓派控制核心的广域水质监测与回传系统,该系统集传感、控制、无线传输于一体,可用于高可扩展性的、可实现最小成本和最大效率的水质监控。