ATP熒光檢測儀的研制
發(fā)布時(shí)間:2021-10-31 17:01
如何快速高效地檢測出食品衛(wèi)生狀況,杜絕或減少食品安全事故的發(fā)生,是當(dāng)前食品安全領(lǐng)域必然涉及的研究課題。針對傳統(tǒng)的食品微生物含量檢測技術(shù)存在檢測速度慢、微弱熒光難以探測等問題,深入研究了ATP生物發(fā)光、微弱光信號(hào)檢測和微弱電信號(hào)調(diào)理等關(guān)鍵技術(shù),提出了一種基于光電倍增管(PMT)的高精度、高靈敏度微生物含量檢測技術(shù)方案,研制了一款A(yù)TP快速熒光檢測儀;赑MT設(shè)計(jì)了新型負(fù)載輸出電路和程控暗電流補(bǔ)償電路,有效地抑制了PMT暗電流噪聲,并成功地接收了PMT輸出的光電流信號(hào);實(shí)現(xiàn)了具有噪聲補(bǔ)償、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和外設(shè)通信的多功能系統(tǒng)硬件。開發(fā)了系統(tǒng)軟件,采用層次式軟件架構(gòu)將系統(tǒng)軟件劃分為HAL層、操作系統(tǒng)層和應(yīng)用層;基于μC/OS-II操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用系統(tǒng)初始化、信號(hào)采集處理、噪聲補(bǔ)償、數(shù)據(jù)存取和觸摸屏等任務(wù)。測試結(jié)果表明各模塊功能完整,參數(shù)設(shè)置準(zhǔn)確,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明檢測儀的靈敏度較高、線性度好、重復(fù)性好、操作方便,滿足預(yù)期設(shè)計(jì)要求。
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
基本關(guān)系圖
2.3.1.1 光電探測器參數(shù)分析(1)光敏電阻光敏電阻是光控可變電阻器,其阻值隨著入射光的增強(qiáng)而減小,是最常見的光電導(dǎo)探測器[21]。若想要光敏電阻正常工作并且有大小合適的電流信號(hào)輸出,同時(shí)能夠與后續(xù)信號(hào)調(diào)理電路耦合,則需要為光敏電阻設(shè)計(jì)良好的偏置電路。雖然光敏電阻的靈敏度高、光譜響應(yīng)范圍寬、使用方便,但其在使用的過程中容易受溫度影響、響應(yīng)速度慢,且需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的偏置電路。(2)硅光電二極管硅光電二極管是基于內(nèi)光電效應(yīng)的器件,是典型的光輻射探測器。硅光電二極管的工作模式由外偏壓回路決定,主要分為光伏工作模式和光電導(dǎo)工作模式,兩種工作模式如圖 2.1 所示。當(dāng)偏置為零時(shí),硅光電二極管工作在光伏模式,該模式的顯著優(yōu)點(diǎn)是反向飽和電流(稱暗電流)等于零,并且光電流隨著光照強(qiáng)度線性變化,缺點(diǎn)是響應(yīng)速度慢。在反向偏置條件下,硅光電二極管工作在光電導(dǎo)模式,反向偏置會(huì)造成微量的暗電流,會(huì)引起更大的信號(hào)噪聲,但在該模式下硅光電二極管的響應(yīng)速度快,適用于高速應(yīng)用。
第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)(Anode)組成。PMT 的工作過程如下:光線通過輸入窗口進(jìn)入真空管;光線激發(fā)光電陰極中的電子,使光電子發(fā)射到真空中(外部光電光電子被聚焦電極加速并聚集到第一打拿極,在第一打拿極上通倍增,在每個(gè)連續(xù)的倍增電極重復(fù)該二次發(fā)射;最后一個(gè)倍增極發(fā)射的二次電子被陽極收集,以光電流的形式輸
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Global challenges of food safety for China[J]. Joseph J.JEN. Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2018(03)
[2]光電倍增管分壓電路[J]. 閻珍德. 電子制作. 2018(14)
[3]微弱熒光信號(hào)高靈敏大動(dòng)態(tài)范圍檢測技術(shù)及應(yīng)用[J]. 董鳴,殷高方,趙南京,覃志松,趙山,馬明俊,肖雪. 量子電子學(xué)報(bào). 2018(04)
[4]基于FSMC控制的彩色液晶屏驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)[J]. 王傳偉,王澤東,李軍. 內(nèi)江師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(06)
[5]2008~2015年全國食物中毒情況分析[J]. 陳小敏,楊華,桂國弘,戴寶玲,王佩佩,肖英平. 食品安全導(dǎo)刊. 2017(25)
[6]基于光電倍增管模塊的探測系統(tǒng)增益-噪聲最優(yōu)化研究[J]. 劉冬梅,張現(xiàn)乾,趙蓓蕾. 光電子技術(shù). 2017(02)
[7]食品微生物檢驗(yàn)方法問題[J]. 范田麗. 食品安全導(dǎo)刊. 2017(12)
[8]食品微生物的檢驗(yàn)技術(shù)與未來發(fā)展探討[J]. 李明言. 山東工業(yè)技術(shù). 2017(04)
[9]基于μC/OS Ⅱ和emWin的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 陳海初,楊飄,曹泉,孫俊龍,羅威. 儀表技術(shù)與傳感器. 2016(06)
[10]24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7190原理及應(yīng)用[J]. 朱旭芳,朱小芳. 軟件導(dǎo)刊. 2015(03)
碩士論文
[1]高精度光電檢測系統(tǒng)的研制[D]. 張現(xiàn)乾.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[2]高靈敏的發(fā)光與熒光檢測技術(shù)及應(yīng)用[D]. 徐小藝.浙江大學(xué) 2017
[3]基于ATP生物發(fā)光的弱信號(hào)檢測技術(shù)[D]. 彭超.山東師范大學(xué) 2015
[4]基于光電倍增管的光子計(jì)數(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 武星河.重慶大學(xué) 2015
本文編號(hào):3468513
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
基本關(guān)系圖
2.3.1.1 光電探測器參數(shù)分析(1)光敏電阻光敏電阻是光控可變電阻器,其阻值隨著入射光的增強(qiáng)而減小,是最常見的光電導(dǎo)探測器[21]。若想要光敏電阻正常工作并且有大小合適的電流信號(hào)輸出,同時(shí)能夠與后續(xù)信號(hào)調(diào)理電路耦合,則需要為光敏電阻設(shè)計(jì)良好的偏置電路。雖然光敏電阻的靈敏度高、光譜響應(yīng)范圍寬、使用方便,但其在使用的過程中容易受溫度影響、響應(yīng)速度慢,且需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的偏置電路。(2)硅光電二極管硅光電二極管是基于內(nèi)光電效應(yīng)的器件,是典型的光輻射探測器。硅光電二極管的工作模式由外偏壓回路決定,主要分為光伏工作模式和光電導(dǎo)工作模式,兩種工作模式如圖 2.1 所示。當(dāng)偏置為零時(shí),硅光電二極管工作在光伏模式,該模式的顯著優(yōu)點(diǎn)是反向飽和電流(稱暗電流)等于零,并且光電流隨著光照強(qiáng)度線性變化,缺點(diǎn)是響應(yīng)速度慢。在反向偏置條件下,硅光電二極管工作在光電導(dǎo)模式,反向偏置會(huì)造成微量的暗電流,會(huì)引起更大的信號(hào)噪聲,但在該模式下硅光電二極管的響應(yīng)速度快,適用于高速應(yīng)用。
第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)(Anode)組成。PMT 的工作過程如下:光線通過輸入窗口進(jìn)入真空管;光線激發(fā)光電陰極中的電子,使光電子發(fā)射到真空中(外部光電光電子被聚焦電極加速并聚集到第一打拿極,在第一打拿極上通倍增,在每個(gè)連續(xù)的倍增電極重復(fù)該二次發(fā)射;最后一個(gè)倍增極發(fā)射的二次電子被陽極收集,以光電流的形式輸
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Global challenges of food safety for China[J]. Joseph J.JEN. Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2018(03)
[2]光電倍增管分壓電路[J]. 閻珍德. 電子制作. 2018(14)
[3]微弱熒光信號(hào)高靈敏大動(dòng)態(tài)范圍檢測技術(shù)及應(yīng)用[J]. 董鳴,殷高方,趙南京,覃志松,趙山,馬明俊,肖雪. 量子電子學(xué)報(bào). 2018(04)
[4]基于FSMC控制的彩色液晶屏驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)[J]. 王傳偉,王澤東,李軍. 內(nèi)江師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(06)
[5]2008~2015年全國食物中毒情況分析[J]. 陳小敏,楊華,桂國弘,戴寶玲,王佩佩,肖英平. 食品安全導(dǎo)刊. 2017(25)
[6]基于光電倍增管模塊的探測系統(tǒng)增益-噪聲最優(yōu)化研究[J]. 劉冬梅,張現(xiàn)乾,趙蓓蕾. 光電子技術(shù). 2017(02)
[7]食品微生物檢驗(yàn)方法問題[J]. 范田麗. 食品安全導(dǎo)刊. 2017(12)
[8]食品微生物的檢驗(yàn)技術(shù)與未來發(fā)展探討[J]. 李明言. 山東工業(yè)技術(shù). 2017(04)
[9]基于μC/OS Ⅱ和emWin的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 陳海初,楊飄,曹泉,孫俊龍,羅威. 儀表技術(shù)與傳感器. 2016(06)
[10]24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7190原理及應(yīng)用[J]. 朱旭芳,朱小芳. 軟件導(dǎo)刊. 2015(03)
碩士論文
[1]高精度光電檢測系統(tǒng)的研制[D]. 張現(xiàn)乾.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[2]高靈敏的發(fā)光與熒光檢測技術(shù)及應(yīng)用[D]. 徐小藝.浙江大學(xué) 2017
[3]基于ATP生物發(fā)光的弱信號(hào)檢測技術(shù)[D]. 彭超.山東師范大學(xué) 2015
[4]基于光電倍增管的光子計(jì)數(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 武星河.重慶大學(xué) 2015
本文編號(hào):3468513
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