桂林电子科技大学生命与环境科学学院,广西 桂林 541004
针对走航式海洋环境监测的需要,研究一种基于分光光度法的便携式海水亚硝氮测定仪。该亚硝氮测定仪采用发光二极管(LED)和光电二极管分别作为仪器光源和检测器,利用控制芯片构建信号调理电路模块。该模块对LED光源提供恒流驱动,并对光电二极管检测到的光强信号进行转换、处理、解算。实验结果表明该亚硝氮测定仪具有低检出限(检出限为0.014 μmol·L
-1)、高精度、优异的线性特性(线性相关系数大于0.9996)和良好的重复性(在3天内测定的相对标准偏差βRSD为0.25%~1.3%)。
激光与光电子学进展
2019, 56(18): 180102
桂林电子科技大学 生命与环境科学学院, 广西 桂林 541004
对目标的实时探测与识别是当前干涉式红外成像光谱仪领域研究的热点问题, 而光谱仪实时光谱复原是有效解决该问题的前提。利用可见光相机模拟干涉仪而得到干涉图信号, 利用高速大容量FPGA芯片设计了一种干涉式红外成像光谱仪实时光谱复原系统。系统主要由干涉图数据预处理、实时光谱复原以及光谱显示等模块组成, 以流水线方式运行, 能够实时输出目标的光谱信息, 具有运算速度快、体积小、便于算法升级等优点, 为光谱仪对目标的实时探测与识别研究奠定了良好的技术基础。
实时光谱复原 干涉 红外 成像光谱仪 real-time spectrum recovery interference infrared imaging spectrometer FPGA FPGA 红外与激光工程
2017, 46(7): 0720001
桂林电子科技大学生命与环境科学学院, 广西 桂林 541004
采用紫外-可见光谱法（UV-Vis）研究三种二茂铁衍生物［Fc(COOH)2(λmax=286 nm), Fc(OBt)2(λmax=305 nm), Fc(Cys)(λmax=289 nm)］与血红素(heme, λmax=386 nm)的相互作用。 实验结果表明： 当固定heme浓度时, heme的吸光度随着Fc(COOH)2和Fc(Cys)浓度的增加而增大, 而heme的吸光度随着Fc(OBt)2的浓度的增加几乎没有增大； 当分别固定Fc(COOH)2, Fc(Cys)和Fc(OBt)2的浓度时, Fc(COOH)2和Fc(Cys)的吸光度随着heme浓度的增加而增大, 而Fc(OBt)2的吸光度随着heme浓度的增加没有变化, 说明Fc(COOH)2和Fc(Cys)与heme存在分子间的相互作用, 主要是由于Fc(COOH)2和 Fc(Cys)与heme能形成氢键, 分子链增长, 吸收的能量增加, 导致吸光度增大； 而Fc(OBt)2与heme没有分子间的相互作用, 是由于Fc(OBt)2没有自由的氢, 不能与heme形成分子间的氢键。 同时考察了三种二茂铁衍生物与heme 的吸光度随时间的变化, Fc(COOH)2和 Fc(Cys)与heme的吸光度随着时间的增加而减少, 而Fc(OBt)2与heme的吸光度随时间的变化几乎没有变化。 Fc(COOH)2与Fc(Cys)和heme的反应时间为0.5, 18和48 h, 当固定Fc(COOH)2浓度时, 在λmax=384 nm处的吸光度由2.64分别变为2.53和2.51； 当固定heme的浓度时, 在λmax=384 nm处的吸光度由1.76分别变为1.72和1.68； 当固定Fc(Cys)浓度时, 在λmax=397 nm处的吸光度由2.74分别变为2.63和2.55； 当固定heme的浓度时, 在λmax=397 nm处的吸光度由1.82分别变为1.58和1.49。
紫外-可见光谱法 二茂铁衍生物 血红素 氢键 UV-Vis spectroscopy Ferrocene derivatives Heme Hydrogen bond 光谱学与光谱分析
2016, 36(5): 1585
1 西北工业大学 电子信息学院，陕西 西安 710072
2 西安邮电大学 电子工程学院，陕西 西安 710121
3 桂林电子科技大学 生命与环境科学学院，广西 桂林541004
4 广西自动检测技术与仪器重点实验室，广西 桂林541004
5 广西信息科学实验中心，广西 桂林541004
鉴于光寻址电位传感器(LAPS)的响应信号较弱，传统的抽取频域基波分量的方法易受信号漂移和随机噪声的影响，提出了一种基于频域分量均方根和卡尔曼滤波的两步信号处理方法。基于光寻址电位传感器件的理论模型构建了其等效电路模型，推导得到输出信号的表达式，分析了漂移与噪声产生的原因及其抑制方法。通过实验检测了不同pH值的溶液，并采集了系统输出的光电流信号。求取信号傅里叶变换后频域中的基波分量、二次谐波分量、三次谐波分量的谱线幅值的均方根，然后对归一化电流-偏压(I-V)特性曲线进行卡尔曼滤波。实验结果表明，相对于单纯抽取基波分量的方法，基于频域分量均方根和卡尔曼滤波的两步信号处理方法使检测结果的均方差(MSE)降低了97%，显著减少了信号漂移和随机噪声对检测结果的影响。
光寻址电位传感器 信号漂移 随机噪声 频域分量均方根 卡尔曼滤波 Light Addressable Potentiometric Sensor signal drift stochastic noise Mean Square Root of Component of Frequency Domain Kalman Filtering
桂林电子科技大学生命与环境科学学院，广西 桂林 541004
针对傅里叶变换红外成像光谱仪实时数据处理技术的要求，研究了一种基于FPGA的集干涉图非均匀性校正、光谱复原、光谱辐射定标于一体的傅里叶变换红外成像光谱仪实时光谱复原芯片系统。该系统对输入信号做了标准化设计，以流水线方式输出目标的复原光谱信息，可嵌入到各种类型的红外/可见光傅里叶变换成像光谱仪的实时数据处理系统中，具有体积小、运算速度快、稳定可靠及易于升级等优点，为基于光谱特征的目标实时识别奠定了良好的技术基础。
傅里叶变换 红外成像光谱仪 实时 光谱复原 芯片系统 Fourier transform infrared imaging spectrometer real-time spectrum recovery chip system 红外与激光工程
2015, 44(12): 3580
1 西北工业大学,电子信息学院,陕西,西安,710072
2 西安交通大学,电气学院,陕西,西安,710049
研究了一种压阻复合层微机械悬臂梁红外探测器,建立了其热挠曲理论模型.为提高探测器的红外吸收特性,应用了一种新型红外吸收层材料一碳纳米管,利用IC工艺和微机械加工技术设计制作了一种硅/铝/碳纳米管三层微机械悬臂梁红外探测器.该探测器基于硅和铝两种材料热膨胀系数的差异,存在双物质效应,不同温度下梁的挠度不同,其形变可通过梁根部的压敏电桥检测.实验探索出了在微机械悬臂梁上涂覆碳纳米管吸热层的工艺方法.实验研究了具有碳纳米管薄膜吸热层的三层微机械悬臂梁红外热探测器对红外辐射的响应规律,结果表明,涂覆碳纳米管吸热层使响应灵敏度提高近1倍.此种探测器样管的制作研究为开发新型的红外热探测器提供了新的可能.
红外探测器 微悬臂梁 微机械技术 碳纳米管
对复合层微悬臂梁红外探测器进行了理论分析,并建立了相应的理论模型,实验研究了在硅基底上生长碳纳米管的吸热特性,优化设计了一种生长有碳纳米管的三层硅微悬臂梁谐振式红外探测器。该探测器基于复合层微悬臂梁的谐振频率随着微悬臂梁温度的改变发生漂移的特性,在一定的红外辐射下,微悬臂梁的温度会随着辐射光强的强弱而发生变化,从而根据微悬臂梁谐振频率的漂移而感知温度变化实现对辐射光的探测,利用碳纳米管的红外吸收特性,在二层微悬臂梁上生长碳纳米管薄膜作为吸收层,提高了微悬臂梁探测器的红外吸收性能。研究表明
探测器 红外 微悬臂梁 红外吸收 碳纳米管
