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基于液滴分析技术的浊度定量检测研究

仪表技术与传感器 2018年第10期 85-89页

作者：陈海秀张江洲薛海峰南京信息工程大学信息与控制学院江苏南京210044 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044

为了快速、准确地检测出水质指标,将光纤、电容液滴分析技术作为检测手段,定量检测溶液浊度。通过光纤、电容液滴传感器获取溶液生成液滴过程中基于液滴体积液的"液滴指纹图"。根据指纹图特征,确定了浊度的测量范围,选取光纤信号最大峰... 详细信息

为了快速、准确地检测出水质指标,将光纤、电容液滴分析技术作为检测手段,定量检测溶液浊度。通过光纤、电容液滴传感器获取溶液生成液滴过程中基于液滴体积液的"液滴指纹图"。根据指纹图特征,确定了浊度的测量范围,选取光纤信号最大峰值作为分析对象,建立其与浊度的拟合方程,实现了0～200 NTU浊液的快速检测,这种测量方法最大相对误差为3. 9%,具有较高的准确性。

关键词：浊度液滴分析技术液滴指纹图最大峰值

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基于液滴分析技术的水质检测仪器的设计

基于液滴分析技术的水质检测仪器的设计

作者：廖和琴天津大学

学位级别：硕士

光纤-电容液滴分析技术是对液体进行综合分析的方法和技术。液滴分析仪即是基于光纤-电容液滴分析技术实现液体鉴别的分析仪器，是在特定的条件下，对形成的液滴进行定性分析的仪器。本课题即是在此液滴分析技术基础之上结合水质指标检... 详细信息

光纤-电容液滴分析技术是对液体进行综合分析的方法和技术。液滴分析仪即是基于光纤-电容液滴分析技术实现液体鉴别的分析仪器，是在特定的条件下，对形成的液滴进行定性分析的仪器。本课题即是在此液滴分析技术基础之上结合水质指标检测原理实现水质指标的定量检测。水质好坏与生态环境息息相关，检测水的质量，进而控制保护水资源环境，其重要性不言而喻。表征水质好坏的指标有很多，其中溶解氧、盐度、pH值、温度、微量重金属元素的含量等是重要的指标，尤其是在水产的健康养殖上，对这些参数的精确控制是健康养殖的关键。若能准确实时的测量出上述水质参数，根据参数结果采取相应的补救措施，可大大提高鱼虾的成活率，降低养殖成本，极大的提高效益。基于此，本文在研究液滴分析技术的定量检测功能时，主要围绕这些水质指标——溶解氧、盐度、pH值等的定量检测进行了研究。结合液滴分析技术设计出水质指标分析仪器。本课题是针对国家“十二五”规划中提出对海洋进行深入开发研究所产生的一个子课题，最终目标是实现对海水成分的分析检测。结合实际项目情况，在实验室已有的液滴分析技术基础之上，确定重点研究水质的三个参数——溶解氧，盐度，pH值指标。本论文主要完成了以下工作：（1）对已有液滴分析仪的机械结构进行改进设计。增加了溶解氧探头，对上支撑结构进行了改进设计。将以往的焊接连接方式改为可自由方便拆卸的插针结构，增强了可靠性与稳定性。（2）设计了环形极板形成的电容传感器三层屏蔽套结构，减少杂散电容，分布电容影响。（3）改进了微弱电容信号检测电路，采用了新的电容测量方案。（4）完成了以单片机C8050F021为CPU的数字电路设计，实现了数据测量，显示，保存等功能，增强了人机交互性。

关键词：液滴分析技术水质指标检测电容传感器

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光谱液滴分析技术在液体安检方面的应用研究

光谱液滴分析技术在液体安检方面的应用研究

作者：胡祯林南京信息工程大学

学位级别：硕士

随着当前国际环境和形势的变化,公民在公共场合的人身安全问题变得日益突出。目前各交通领域的安检设备主要都是基于X射线成像原理来获取乘客携带物的信息,而大部分安检通道使用开盖试喝和气味检测的方法检测液态携带物,因此对液态危险... 详细信息

随着当前国际环境和形势的变化,公民在公共场合的人身安全问题变得日益突出。目前各交通领域的安检设备主要都是基于X射线成像原理来获取乘客携带物的信息,而大部分安检通道使用开盖试喝和气味检测的方法检测液态携带物,因此对液态危险物的检测是安检领域所重点关心的技术。本文将光纤液滴分析方法、电容液滴分析方法和近红外光谱分析方法相结合,研究了各方法鉴别危险液体实施方案,并通过实验结果分析判定各方案的可行性。本文首先构建了光谱液滴分析系统,设计了光纤信号检测电路和电容信号检测电路,通过硬件电路和采集软件的结合,完成了液滴检测实验平台的搭建。同时使用光谱仪对液体样本的吸光度信息进行采集。使用实验平台做初步实验,对一些典型的液体样本进行检测分析,验证该系统的可用性。运用仿真技术对样本的光纤、电容、光谱信号进行融合,得到样本的三维指纹图,从中提取特征参数并检验这些参数的识别能力。基于采集到的光谱数据,研究了近红外光谱技术对易燃液体快速鉴别的方法。采集了典型易燃液体和非易燃液体样品的近红外吸收光谱图,对数据进行平滑处理和基线校正。在建立判别预测模型时,对液体样品的光谱数据进行主成分分析,选取了特征波长点,从而提取样本的特征参数。利用距离判别、贝叶斯判别、Fisher判别三种方法建立了判别预测模型,结果表明Fisher判别法既准确又快速。同时,针对这些样本的光纤、电容液滴指纹图,进行去噪处理和归一化,选用波形分析法提取特征参数,再使用极限学习机算法构建分类判别模型。验证了光纤电容液滴系统对危险液体鉴别的可行性。

关键词：液滴分析技术近红外光谱液滴指纹图危险液体判别分析

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基于热裂解及液滴分析技术的树种识别初探

森林工程 2014年第4期30卷 31-33,38页

作者：冯国红姜雪松张敏东北林业大学工程技术学院哈尔滨150040 北京ABB电气传动系统有限公司北京100015

将木粉用热裂解装置进行液化,应用液滴分析技术对树种识别进行研究。木粉液化后,能否形成具有一定重复性的液滴,对于能否将液滴分析技术应用在木材识别上至关重要。本文对红松木粉液化后,采用5种不同的流速进行实验。结果表明,通过选择... 详细信息

将木粉用热裂解装置进行液化,应用液滴分析技术对树种识别进行研究。木粉液化后,能否形成具有一定重复性的液滴,对于能否将液滴分析技术应用在木材识别上至关重要。本文对红松木粉液化后,采用5种不同的流速进行实验。结果表明,通过选择合适的流速,可以获得重复性较好的液滴。同时,通过初步比较特征相似的红松和白松的液滴指纹图,发现二者有明显的不同,说明应用液滴分析技术识别树种有一定的可行性。

关键词：液滴分析技术树种识别热裂解

液滴分析技术识别大兴安岭主要树种的方法研究

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绿色科技 2020年第21期22卷 110-111,116页

作者：刘曼曼冯国红刘梦孟令月东北林业大学工程技术学院黑龙江哈尔滨150040

基于热裂解和光纤液滴分析技术对红松、白松、落叶松、椴木和柞木的液滴指纹图识别方法进行了研究。应用移动平均法对数据进行了滤除噪声处理,基于5个树种的液滴指纹图特点及液滴的形成过程,提取了5个树种的液滴总周期、光纤信号的平均... 详细信息

基于热裂解和光纤液滴分析技术对红松、白松、落叶松、椴木和柞木的液滴指纹图识别方法进行了研究。应用移动平均法对数据进行了滤除噪声处理,基于5个树种的液滴指纹图特点及液滴的形成过程,提取了5个树种的液滴总周期、光纤信号的平均值、光纤信号的波谷值及光纤信号的主波峰值等9个特征值,比较5个树种的特征值,其差别较大。每种树种取20滴样本,给出了其相应特征值的置信区间。对每种树种取5滴液滴对9个特征值的稳定性进行了验证,验证结果表明:5个特征值稳定性好,3个特征值稳定性较好,1个特征值稳定性差。基于9个特征值的稳定性结果,提出了在进行树种识别时,可按一级指标、二级指标、三级指标进行设置。

关键词：树种识别液滴分析技术特征识别方法

基于近红外光谱-光纤液滴分析法检测蓝莓综合品质

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食品科学 2024年

作者：冯国红周金东朱玉杰王甜甜东北林业大学机电工程学院

基于近红外光谱融合液滴分析技术进行蓝莓的二维相关分析，以实现蓝莓综合贮藏品质的检测。该研究采集了8个贮藏时间段下绿宝石蓝莓的近红外光谱图和液滴指纹图，综合考虑了硬度、花青素、维生素C、固酸比等15个理化指标，发现其之间有... 详细信息

基于近红外光谱融合液滴分析技术进行蓝莓的二维相关分析，以实现蓝莓综合贮藏品质的检测。该研究采集了8个贮藏时间段下绿宝石蓝莓的近红外光谱图和液滴指纹图，综合考虑了硬度、花青素、维生素C、固酸比等15个理化指标，发现其之间有着密切的相关性，因此对15个理化指标进行隶属函数联合主成分分析计算蓝莓的综合得分，以此划分综合贮藏品质的等级。对光谱数据进行卷积平滑(Savitzky-Golay convolutional smoothing， SG)、标准正态变换、多元散射矫正和迭代自适应加权惩罚最小二乘预处理，经对比分析，SG预处理后所建立的模型预测精度最高，预测结果为82.67%。对液滴数据取平均进行数据降维后进行移动平均平滑、SG平滑、高斯滤波和中值滤波预处理，经过对比分析，经SG预处理后所建立的模型预测精度最高，预测结果为86.67%。以蓝莓的综合得分作为外扰对光谱数据和液滴数据分别进行二维相关分析，分别优选出879、1019、1220、1636 nm和789、1653、2386、2703?ms自相关峰所对应的位置作为特征变量，以光谱和液滴特征数据融合后作为输入建立支持向量机(support vector machine， SVM)和随机森林模型，模型预测准确率分别为100.00%和98.33%，均高于单个特征作为输入的预测准确率，且SVM模型预测效果更优，之后用蓝宝石、莱克西和蓝丰等9个蓝莓品种作为验证，采用相同的方法进行一系列数据处理建立SVM模型，结果表明不同品种对于模型预测均表现良好的效果。因此，利用可见/近红外光谱融合液滴分析技术可以实现蓝莓综合贮藏品质的预测，为蓝莓的品质检测提供新的方法。

关键词：蓝莓可见\近红外光谱液滴分析技术二维相关光谱主成分分析

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液滴分析仪光电传感器的改进

光电工程 2015年第5期42卷 75-81页

作者：姚尧裘祖荣樊玉铭天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

针对液滴分析仪光纤、电容传感器多次测量重复性不高,影响液滴分析测量精度的关键问题,重新设计了传感器结构,在电容环形极板外部增加屏蔽结构。采用数字电容信号测量法代替原有激励模拟测量方法,电容传感器测量极小值标准差为0.001 7 p... 详细信息

针对液滴分析仪光纤、电容传感器多次测量重复性不高,影响液滴分析测量精度的关键问题,重新设计了传感器结构,在电容环形极板外部增加屏蔽结构。采用数字电容信号测量法代替原有激励模拟测量方法,电容传感器测量极小值标准差为0.001 7 p F,极大值标准差为0.002 4 p F。改进光纤信号测量电路,利用无限增益低通滤波器避免由于放大倍率过高引起的自激震荡,光纤传感器测量峰值标准差为0.019 9 V,提高了液滴分析仪测量精度。

关键词：液滴分析技术光纤传感器电容传感器 AD7747 液滴指纹图

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光电液滴分析系统研究与应用

光电液滴分析系统研究与应用

作者：成顶南京信息工程大学

学位级别：硕士

液体是物质存在的三种形态之一,是人们研究的重要对象。在生态保护、食品行业、卫生医疗、加工制造等行业,液体是必不可少的因素。因此对液体进行行之有效的检测,利用先进的科学和技术,建立准确实用的数学模型,研究多样、有效的分析方法... 详细信息

液体是物质存在的三种形态之一,是人们研究的重要对象。在生态保护、食品行业、卫生医疗、加工制造等行业,液体是必不可少的因素。因此对液体进行行之有效的检测,利用先进的科学和技术,建立准确实用的数学模型,研究多样、有效的分析方法,制造实用、精确的分析仪器,已经势在必行。传统的液体检测技术往往在实验室中进行,需要用到各种容器、分析仪等大量设备,而且等待时间相对也较长,对于易挥发的液体而言,测量时间越久,液体成分会发越多,测量结果越不准确。如何快速、准确、实时、便捷地对液体进行检测,成了一个研究发展方向。液滴分析技术是近些年来兴起的测试技术,它是指在被测液体形成液滴状态的过程中,当外部环境在一定时间内不变的情况下,对液滴进行监测,从而获得与被测液体有关的物理、化学特性参数,进而实现对液体进行定性识别和定量测量的技术。液滴分析技术将光纤液滴分析方法和电容液滴分析方法相结合,可以获得液滴在生长周期内不同时刻的光强信号和电容信号,光强信号和电容信号经过信号检测电路处理,经液滴数据采集系统采集信号,可以得到“液滴指纹图”,它能反映液体的一些物理性质和化学性质。在外界测量环境一定程度上不变的情况下,每种液体都有各自唯一的液滴指纹图,对液滴指纹图进行分析,进而可以实现对液体进行定量和定性识别的目标。本文主要对以下内容进行了研究：1、设计了光纤信号检测电路和电容信号检测电路,以及液滴传感器的机械结构,将各个系统组成部分融合在一起,完成了实验平台的搭建。2、通过硬件电路和采集软件的有机配合,完成了对光纤信号和电容信号的数据采集。3、针对一些液体样品进行了实验,并根据液滴指纹图分析了部分液体特性参数。4、基于液滴图像分析技术,对液滴的图像特征参数进行了拓展,增加了新的参数,从而为液滴分析技术提供新的角度。

关键词：液滴分析技术光纤电容液滴传感器液滴指纹图信号检测与采集特性分析

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光电液滴指纹图影响因素的研究

光电液滴指纹图影响因素的研究

作者：袁晖北京邮电大学

学位级别：硕士

液体分析技术是通过运用化学、物理、计算机等不同技术,对液体的透明度、密度、张力、粘度、浓度等性质进行测定,确定液体的成分,并进行液体识别的技术。现在用于液体识别的方法有的实验过程复杂,有的分析仪器造价昂贵,有的需要采用多... 详细信息

液体分析技术是通过运用化学、物理、计算机等不同技术,对液体的透明度、密度、张力、粘度、浓度等性质进行测定,确定液体的成分,并进行液体识别的技术。现在用于液体识别的方法有的实验过程复杂,有的分析仪器造价昂贵,有的需要采用多种试剂,残液污染环境,有的识别过程缓慢。而结合光纤液滴分析技术和电容液滴分析技术的光纤电容液滴分析技术可以实现低成本、快速、精确且绿色环保的液体分析和识别。光纤电容液滴分析技术是利用光纤液滴传感器获取液滴在生长过程中的光强变化曲线,利用电容液滴传感器获取液滴增长过程中的体积变化曲线,结合两种信号进行分析可以获得基于单位体积的可以反映液体综合特性的曲线图像,称为“光纤电容液滴指纹图”。通过对光纤电容液滴指纹图的特征提取和模式识别,就可以达到精细鉴定液体种类,分析液体性质的目的。在光纤电容液滴分析的工作过程中,只有当同种液体的液滴指纹图具有唯一性(每种液体液滴指纹图不同)和稳定性(不同时刻不同环境时同种液体的液滴指纹图在一定范围内相同)的情况下,才能正确分析和识别液体。然而很多因素影响着液滴指纹图生成,由此又影响着对液体的识别效果。为了保证液滴指纹图的唯一性和稳定性,对这些影响因素的研究显得十分必要。本课题主要研究对液滴指纹图的生成具有影响的三个因素,分别是光纤在液滴内的深度、液滴的生成速度和滴头形状。通过对上述三个影响因素的分析,可以得到在光纤电容液滴分析过程中,光纤在液滴内的深度和滴头形状对液滴指纹图有很大影响,在实际测量中需要严格保持光纤深度和滴头形状不变。而液滴生成速度对液滴指纹图影响不大,但需要控制液滴生成速度在一定范围内。在本课题实验条件下,液滴生成速度控制在1Oul/s左右时可达到良好的实验效果。

关键词：液滴分析技术光电液滴指纹图光纤深度供液速度滴头形状