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面向柔性应变传感器的碳纳米复合水凝胶的制备及性能研究

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面向柔性应变传感器的碳纳米复合水凝胶的制备及性能研究

作者：丁世杰盐城工学院

学位级别：硕士

水凝胶基柔性应变传感器能够监测外部刺激（机械信号）,并将其转换为电信号（电阻、电流和电压）。然而,由于机械性能差、时间响应长、抗疲劳性低、自愈性不佳和感应范围小,水凝胶基传感器的应用受到阻碍。因此制备多功能的导电水凝胶... 详细信息

水凝胶基柔性应变传感器能够监测外部刺激（机械信号）,并将其转换为电信号（电阻、电流和电压）。然而,由于机械性能差、时间响应长、抗疲劳性低、自愈性不佳和感应范围小,水凝胶基传感器的应用受到阻碍。因此制备多功能的导电水凝胶成为研究热点。论文以此为基础,制备了三种基于碳材料的导电水凝胶,主要的研究内容及结论如下:（1）丙烯酰胺基碳纳米（PAM/CNTs/CNC）导电水凝胶的制备与性能分析。通过简单的一锅法成功制备了具有良好稳定性和高度可拉伸的碳纳米管复合水凝胶。在丙烯酰胺水凝胶体系中引入纤维素纳米晶,当纤维素纳米晶的含量为1wt%时,所制备的水凝胶拉伸强度可达0.27 MPa,断裂伸长率可达650.96%。所制备的水凝胶在应变为400%时,其灵敏度因子为7.33,表明所制备的水凝胶具有良好的应变敏感性。此外,在不同程度的拉伸变形和压缩条件下,其表现出优异的自恢复性和稳定性。同时甘油的加入,在一定程度上降低水凝胶的凝固点和水分子的蒸发,从而使所制备的水凝胶具有一定的抗冻保水性能。综上所述,基于水凝胶具有良好稳定性、高度可拉伸和抗冻保水性,因此所制备的水凝胶在可穿戴设备中具有良好的潜力。（2）丙烯酰胺/海藻酸钠基碳纳米(PAM/SA/CNTs/CNC-Ca)导电水凝胶的制备与性能分析。通过以丙烯酰胺（AM）和海藻酸钠（SA）为基底,纤维素纳米晶（CNC）和多壁碳纳米管（MWCNTs）为填料,再将所制备水凝胶浸泡在Ca离子溶液中得到双网络水凝胶。CNC的加入赋予了这种水凝胶具有更加良好的力学性能（最大抗拉强度可达0.19 MPa,最大断裂伸长率为671.57%）和自恢复能力。Ca离子溶液的浸泡赋予了水凝胶具有良好的导电率（电导率可达3.02 S/m）和应变敏感性（灵敏度因子可达6.02）。此外该水凝胶具有良好的应变响应性和循环稳定性,它还可以检测人体不同关节的变化。（3）硅烷改性的碳纳米(PAM/SA/S-CNTs/GO/CNC-Ca)导电水凝胶的制备与性能分析。通过将Ca交联的SA网络引入到PAM网络中,其中Ca既可以和SA形成一层网络,也可以作为桥梁,通过共价键将海藻酸钠网络与聚丙烯酰胺网络连接起来。并且CNC的加入赋予了这种水凝胶具有更加良好的力学性能和自恢复能力（最大抗拉强度可达0.34 MPa,最大断裂伸长率可达541.76%）。另外将水凝胶浸泡Ca溶液中也赋予水凝胶良好的导电率（电导率可达6.34 S/m）和应变敏感性（灵敏度因子可达6.80）,能够有效地检测应变的产生。

关键词：碳纳米管丙烯酰胺导电水凝胶柔性应变传感器能量耗散纳米发电机

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基于功能纳米材料构建双信号输出传感器

基于功能纳米材料构建双信号输出传感器

作者：张彦鑫盐城工学院

学位级别：硕士

随着检测技术的不断进步,双模式传感器已成为分析方法研究的热点之一。这种传感器结合了两种不同的检测模式,可以提供相互验证的数据结果,从而提高了检测的准确性和可靠性。相比单一信号输出传感器,双模式传感器能够有效克服其在准确性... 详细信息

随着检测技术的不断进步,双模式传感器已成为分析方法研究的热点之一。这种传感器结合了两种不同的检测模式,可以提供相互验证的数据结果,从而提高了检测的准确性和可靠性。相比单一信号输出传感器,双模式传感器能够有效克服其在准确性方面的局限性,同时节约了验证结果所需的时间成本。因此,选择具有特殊性质的功能纳米材料,探索简单高效的检测方法对于构建双模式传感器至关重要。我们制备了几种具有优异光热或光电性能的纳米材料（包括2D DL-TiC、1D Zn O和0D Cu S）,并对Zn O和Cu S进行了表面修饰,实现了生物分子的有序组装,从而获得了功能化半导体材料。结合这些优异性质,我们设计了双模式传感器,详细分析了其传感机理,并成功将其应用于重金属离子和mi RNA-221的检测。主要工作如下:（1）提出了一种基于分层TiCMXene纳米片（DL-TiC MXene）的无标记光热/电化学双模式检测Hg策略。Hg在水中以Hg Cl、Hg（OH）和Hg Cl OH的形式存在,DL-TiC MXene带正电的边缘可以特异性结合富电子元素O和Cl,进一步发生氧化还原反应得到Ti O/C和HgCl。从DL-TiC MXene本身的光热性能和还原性的转变来看,其光热响应和电化学响应随着Hg浓度的对数增加而降低。线性范围分别为1 nmol L～50μmol L和50 pmol L～500 nmol L,根据3S/N计算出的检测限分别为0.43 nmol L和17.2 pmol L。该设计充分利用了材料本身的特性,避免了复杂的组装和检测过程,实现了高选择性和高灵敏度的Hg检测。特别是该双模式传感使汞离子检测结果能够自确认,从而提高了传感器的可靠性。（2）设计了一种基于熵驱动DNA分子机器（EDC）进行信号放大的光电/光热双模式生物传感器,用于检测mi RNA-221。首先,基于两条单链DNA的碱基互补配对规则将氧化锌纳米棒（Zn O NRs）和硫化铜纳米颗粒（Cu S NPs）组装在一起,其中Zn O NRs作为光电信标,Cu S NPs则充当光电流的抑制剂和光热信号元件。当适当浓度的目标mi RNA-221存在时,激活熵驱动DNA放大器,释放Output DNA,打开锚定在Zn O NRs表面的部分杂交双链,导致Cu S NPs的释放,同时恢复被其抑制的光电流。此外,脱离的Cu S NPs还具有优异的光热信号响应。该光电/光热传感器能够分别在1 fmol L～50 pmol L和500 fmol L～5 nmol L的线性范围内对mi RNA-221进行灵敏检测,其检测限（LOD）分别为0.35 fmol L和122 fmol L。通过目标触发的EDC循环扩增策略,可降低每步反应的可逆性,保持碱基对数量不变,提高反应效率,并具备较高的热稳定性和特异性,从而赋予该生物传感器高灵敏度和高选择性。

关键词：双模式传感器熵驱动DNA分子机器光热检测电化学光电化学

金属氧化物-贵金属纳米酶基自验证型化学传感器的构建

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金属氧化物-贵金属纳米酶基自验证型化学传感器的构建

作者：孙国帅盐城工学院

学位级别：硕士

纳米酶是具有某一种或几种特异性催化性能的纳米材料或纳米复合材料,与生物蛋白酶相比,它具有生产成本低和稳定性好的突出优势,近年来逐渐成为纳米生物传感领域的研究热点,并已广泛应用到生物医学、环境保护和食品工业等领域。随着纳米... 详细信息

纳米酶是具有某一种或几种特异性催化性能的纳米材料或纳米复合材料,与生物蛋白酶相比,它具有生产成本低和稳定性好的突出优势,近年来逐渐成为纳米生物传感领域的研究热点,并已广泛应用到生物医学、环境保护和食品工业等领域。随着纳米酶研究的不断深入,开发具有出色催化性能的新型纳米酶材料,并确保其在实际应用中的可持续性和安全性,具有重要的研究意义。本文采用电化学沉积法和硬模板法分别制备了CuO/Pt立方体和空心Ce O@Au NPs两种金属氧化物-贵金属纳米酶,并以金属氧化物半导体材料光电性能和纳米酶催化性质相结合,分别通过光电信号和比色、电化学信号构建了两个简便、快速、灵敏、经济的Hg和葡萄糖多模式传感器,主要研究工作如下:（1）首先利用顺序电化学沉积法创造性地可控制备了多功能的CuO/Pt立方体,构建了一个比色/光电化学（PEC）双模式汞离子化学传感器。与单独使用CuO和Pt颗粒相比,所制备的CuO/Pt立方体展现出协同增强的模拟过氧化物酶活性,可以催化HO并氧化发色团3,3',5,5'-四甲基联苯胺（TMB）使之生成蓝色的ox TMB;同时,Pt纳米颗粒（NPs）能够选择性地还原Hg,所得的Pt-Hg合金可以减弱纳米酶活性,由此可以构建汞离子比色传感器。基于类似的信号抑制策略,CuO/Pt立方体也可用于Hg离子PEC传感,因为CuO是一种众所周知的p型半导体。基于这种独特的双信号输出传感机制,所构建的传感器可以在实际环境中胜任Hg检测。该策略创造性地将CuO和Pt的双重功能结合到传感器的双信号表达中。此外,电沉积制备的CuO/Pt立方体的均匀分布保证了双信号表达的稳定性。基于CuO/Pt立方体所构建的比色/光电化学双模式传感器的检测线性范围分别是2n M-2μM和500 p M-50μM,检出限分别是0.56 n M和0.28 n M。该传感器具有灵敏度高、特异性好、操作简单、性价比高、响应速度快等优良性能。特别是双信号传感策略可实现检测结果自确认,大大提高了传感器的可靠性。（2）该工作制备了空心核/壳结构Ce O@Au纳米酶,用于检测人体中的葡萄糖。由于Au NPs具有优异的类葡萄糖氧化酶性能,可以催化葡萄糖产生过氧化氢。在引入TMB后,利用Ce O@Au的过氧化物酶性质,催化氧化无色TMB生成蓝色的ox TMB。对于PEC传感,在光照条件下,葡萄糖被氧化产生过氧化氢,导致部分电子转移,减弱了金的等离子体激元效应,使其光电流信号下降。而电化学传感中,葡萄糖被氧化产生过氧化氢使得氧化还原电流增大。由此构建葡萄糖检测的多模式传感器。实验结果表明,基于Ce O@Au纳米酶构建的葡萄糖比色传感器的线性范围为0.2 m M-20 m M,检测限为28.57μM;光电传感器的线性范围为10n M-5 m M,检测限为2.81 n M;电化学感器的线性范围为5μM-0.1 m M和0.2 m M-1m M,检测限为1.62μM。这种简单的、可视化、自确认型葡萄糖传感器在实际应用方面具有巨大潜力。

关键词：纳米酶 Cu2O/Pt CeO2@Au 比色法光电化学法电化学法多模式传感

频域增强信号提取算法在光纤地震检波中的应用研究

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频域增强信号提取算法在光纤地震检波中的应用研究

作者：张雨晨盐城工学院

学位级别：硕士

鉴于石油资源日益减少,开发新油田资源变得至关重要。现有的浅层大面积地层油田已无法满足需求,因此需探索深层和缝洞内的石油资源。在地震勘探中,这些资源产生的微弱信号含有重要信息。光纤地震检波技术在深井防护中显示出重要作用,尤... 详细信息

鉴于石油资源日益减少,开发新油田资源变得至关重要。现有的浅层大面积地层油田已无法满足需求,因此需探索深层和缝洞内的石油资源。在地震勘探中,这些资源产生的微弱信号含有重要信息。光纤地震检波技术在深井防护中显示出重要作用,尤其在深层或狭缝中的信号采集。本文研究了一种基于瑞利散射信号的光纤振动检测技术,将光纤接收到的振动产生的后向瑞利散射光光强变化转换为振动信号。由于光纤测得的信号频率范围宽且易受噪声干扰,本文引入频域信号增强算法以提高有价值信号的强度。本文研究地震勘探方法,分析地震波的类型和传播规律,确定反射波法在地震勘探中的重要地位。同时,研究光纤检波原理和瑞利散射原理,明确光纤接收振动产生的后向瑞利散射光光强变化可以检测到振动位置信息。通过集成多种光学器件,将所测光信号转换为电信号,实现光纤对地震信号的检波。本文主要工作内容如下:(1)对三种常用的时频分析技术进行仿真分析,得出结论:短时傅立叶变换(short-time Fourier transform,STFT)要关注的是信号的频谱特性,而不是其时间特性。这使得它在处理时变且非平稳的信号时,很难找到一个合适的窗口来匹配每个特定的时间段。希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)用于信号非平稳且非线性的情况,能有效处理具有不同频率分量和幅度变化的信号。通过(Empirical Mode Decomposition,EMD)将信号分解为若干固有振动模态函数(Intrinsic Mode Functions,IMF),再通过希尔伯特(Hilbert)变换获取每个IMF的频率和幅度信息,能够提供信号的高分辨率频谱。但是如果信号中存在噪音或者数据质量较差,HHT的分解结果可能会受到影响。确定连续小波变换(Continuous Wavelet Transform,CWT)既实现采集信号的去噪重构,又实现事件的拾取,是本文研究的重点。(2)提出一种基于连续压缩小波变换(SS-CWT)的改进方法,通过自适应压制时变和频变的噪声,提高信号的信噪比和分辨率。使用试验数据和含噪声数据对算法进行测试,结果表明该方法能有效确定微震事件的发生时间和结束时间。(3)对SS-CWT模型的建立流程进行介绍,并将提出的改进的SS-CWT方法,应用到实际的数据中,对数据做信号高低频分离。对实际处理效果做出分析,得出:基于CWT改进的SS-CWT算法可以有效的将非平稳信号中的高低频信息提取出来,到达频谱增强的目的。

关键词：瑞利散射光纤检波 STFT HHT SS-CWT

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基于机器视觉的驾驶员疲劳状态检测系统研究

基于机器视觉的驾驶员疲劳状态检测系统研究

作者：秦彦彬盐城工学院

学位级别：硕士

随着社会经济的发展,全球汽车保有量不断增加。然而,交通事故频发,尤其是因疲劳驾驶导致的案例屡见不鲜。因此,实时监控驾驶员在行车过程中的精神状态,对预防和减少交通事故至关重要。当前研究多聚焦于利用脑电、心电等生物电信号以及... 详细信息

随着社会经济的发展,全球汽车保有量不断增加。然而,交通事故频发,尤其是因疲劳驾驶导致的案例屡见不鲜。因此,实时监控驾驶员在行车过程中的精神状态,对预防和减少交通事故至关重要。当前研究多聚焦于利用脑电、心电等生物电信号以及面部图像识别技术来检测疲劳驾驶。然而,现有方法仍面临准确率低和因驾驶员个体差异导致的模型稳定性差等问题。针对上述问题,本研究提出了基于机器视觉的驾驶员疲劳状态检测系统,主要通过分析驾驶员的面部特征和心率特征来评估其疲劳状态,并通过相关数据集验证了其性能。具体工作如下:(1)提出一种基于面部特征的驾驶员疲劳检测方法。通过增强多种疲劳行为特征的识别,提高对面部、头部动作的辨识精度。构建了包含眼部状态、嘴部状态与头部姿态在内的多特征模型,实现了疲劳检测的全面性和准确性提升。此外,结合KSS(Karolinska Sleep Scale,卡罗林斯卡睡眠量表)值与经验数据,建立了驾驶员疲劳状态检测方法。通过整合眨眼检测、打哈欠检测及头部运动检测等检测手段,增强了疲劳检测算法的可靠性与准确性。与仅依赖单一特征的优化方法相比,本研究通过充分融合多种特征,更全面地捕捉了驾驶员的面部状态及头部动作信息。根据疲劳行为设置合适的KSS值和权重,并利用多特征经验融合模型,将面部行为组合映射为与疲劳紧密相关的KSS值,从而有效判定驾驶员的疲劳状态。(2)提出一种基于面部视频非接触式心率测量的驾驶员疲劳检测方法。采用融合RGB(Red,Green and Blue,三原色)和多尺度增强(Multi Scale Retinex,MSR)两种互补色彩空间的方法,对感兴趣区域的面部图像进行处理,生成融合图,增强了图像在弱光条件下的判别信息。利用融合图构建显著的时空图,并通过卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)将时空特征映射到相应的心率值。进而采用微分阈值方法提取心率变异性(Heart Rate Variability,HRV)信息,并基于长短期记忆(Long Short Term Memory,LSTM)建立动态疲劳评估模型,实现对驾驶员的疲劳状态的精准判定。在OBF(Oulu Bio-Face)等数据集上进行消融实验,并采用三重交叉验证协议进行测试,验证了方法的有效性。(3)驾驶员疲劳状态检测系统设计与实现。选用树莓派芯片作为检测系统的处理器,通过综合面部特征和心率特征,提供更全面的疲劳程度评估。当面部和心率特征累加值超过疲劳阈值时,系统发出声音提醒,并记录疲劳驾驶状态。综合面部特征和心率特征,提高疲劳驾驶检测的准确性和可靠性,并为防止疲劳驾驶引发交通事故提供了一种有效的解决方案。

关键词：疲劳驾驶检测光电容积脉搏波人脸检测面部图像

基于DNA交互网络的超灵敏miRNA生物传感器的构建

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基于DNA交互网络的超灵敏miRNA生物传感器的构建

作者：钱德富盐城工学院

学位级别：硕士

基于核酸结构多样性及其碱基配对的特异性、可预测性,近年来DNA纳米技术的发展引人注目,在生物传感、智能诊疗和信息科学等领域崭露头角。特别是基于动态DNA纳米技术可构建多种DNA交互网络,在这种网络中,DNA分子通过碱基配对规则相互连... 详细信息

基于核酸结构多样性及其碱基配对的特异性、可预测性,近年来DNA纳米技术的发展引人注目,在生物传感、智能诊疗和信息科学等领域崭露头角。特别是基于动态DNA纳米技术可构建多种DNA交互网络,在这种网络中,DNA分子通过碱基配对规则相互连接,形成复杂结构,从而实现信息存储、传输和处理等功能。目前DNA交互网络已经用于构建分子计算机、生物传感器、分子诊断系统等多个领域。MicroRNA（miRNA）是一种编码RNA,在人类生理过程中发挥着重要作用。越来越多的证据表明,miRNA的表达与疾病相关,特别是在癌症相关的疾病中,都能检测到异常表达的miRNA。人体中miRNA通常丰度较低,针对这一问题,已经开发了多种核酸扩增方法用于miRNA的检测,包括聚合酶链反应（Polymerase Chain Reaction,PCR）、杂交链式反应（Hybridization Chain Reaction,HCR）、滚环扩增（Rolling Circle Amplification,RCA）、熵驱动DNA回路（Entropy Driven DNA Circuit,EDC）等。为规避上述扩增方法中繁琐的变温操作、敏感的生物酶或可能的副反应,本文基于DNA交互网络和功能纳米材料,构建了三个指数级无酶等温生物信号放大系统,用于超灵敏检测癌症靶标miRNAs。主要研究内容如下:1.设计了一个具有较高原子经济性的新型EDC-DNAzyme交互网络,并将其用于miRNA-122的超灵敏、双模式检测。通过精心设计,该生物传感器实现了EDC模块中DNA链的100%利用,并在EDC模块的底物链上设计了一段DNAzyme序列作为反馈系统,而将剩余的DNA链设计为信号探针,从而构建了EDC-DNAzyme级联互穿网络。miRNA-122的存在会启动EDC模块,释放出的Output DNA打开锁定的DNAzyme序列,在作为辅酶因子的Mn存在下形成具有催化裂解功能的DNAzyme,其在不断裂解底物过程中生成目标类似物以进行正向反馈,并触发新的EDC系统,如此循环并积累大量信号探针量子点。将游离量子点进行磁分离后,通过荧光/光电双信号表达,实现了对miRNA-122的超灵敏、自确认检测;实验测得在三倍信噪比处的荧光信号的检测限为0.153 a M,光电信号的检测限为0.75 a M,二者的线性范围都是0.160 a M～160 f M。2.提出了一种新型双循环DNAzyme交互作用网络,用于miRNA-122的超灵敏荧光传感。首先在FeO@Si O表面固定一条DNAzyme链Z,并与Cd Te QDs功能化的输出链O自组装在超顺磁性基底上。引入靶标T（miRNA-122）后,通过一次链置换反应释放出原先被锁定的关键链K,随后释放的K链与上述基底上暴露的粘性末端结合,通过第二次链置换反应释放出Cd Te QDs-O,并同时打开了被锁住的DNAzyme链Z。解锁后的DNAzyme链Z在Mn辅助下能够切割从燃料链释放的T（miRNA-122）的类靶标T*用于启动下一个DNAzyme,如此循环从而导致信号持续得到正向反馈。基于DNAzyme切割燃料链释放T*的内循环和靶标T或类靶标T*不断打开新的DNAzyme的外循环之间的交互作用,使得输出的Cd Te QDs-O可以得到指数级积累。运行一定时间后,通过磁分离终止上述反应进程,并将溶液中释放出的Cd Te QDs-O用于荧光检测。由于没有燃料,网络无法进行双循环,通过比较加入燃料的双循环网络与没有燃料的网络运行后产生的荧光信号,计算得出双循环DNAzyme交互作用网络的放大能力比后者高出八个数量级。因此该荧光传感器实现了对miRNA-122的超灵敏检测,检测限低至84 z M,线性范围为500 z M至5 f M。3.基于天然网络中细胞信号转导机制,提出并设计了一种新型熵驱动DNA回路-时空调控动态网络（EDC-CDN）的级联反馈网络,在靶标存在时,EDC启动并组装动态网络,动态网络中的DNAzyme模块可以随着靶标浓度的变化而相应的上调和下调,其中上调和下调模块分别用于不同的信号响应,上调模块通过诱导Ag@Pt三角片的聚集,改变其催化能力来影响TMB显色,用作比色/光热传感器。下调模块通过磁分离量子点来产生荧光信号的变化,用于构建荧光传感器。三种信号可以相互验证,提升了检测的准确性。该设计策略将具有级联、反馈和时空调控性能的DNA动态网络用于构建多模传感平台,为模拟天然网络的系统化学提供了新的应用途径。

关键词： DNA交互网络量子点超顺磁性Fe3O4 生物传感器 DNA酶 miRNA检测

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三乙胺荧光传感器设计与应用系统研究

三乙胺荧光传感器设计与应用系统研究

作者：王项葵盐城工学院

学位级别：硕士

三乙胺广泛应用于化工,生物以及医药等多个领域。但根据《国家标准化管理委员会化学品分类和标签规范》等文件规定三乙胺具有三级毒性,这些污染导致身体出现多种问题,一旦人体吸入一定量三乙胺气体,会引起呼吸器官以及血液循环系统、中... 详细信息

三乙胺广泛应用于化工,生物以及医药等多个领域。但根据《国家标准化管理委员会化学品分类和标签规范》等文件规定三乙胺具有三级毒性,这些污染导致身体出现多种问题,一旦人体吸入一定量三乙胺气体,会引起呼吸器官以及血液循环系统、中枢系统等机体出现失常。严重影响了人民的身体健康。因此对挥发性有机污染物的检测安全具有重大意义。当今国内外检测设备结构复杂,设备庞大,操作起来不够便捷,且价格昂贵,所以开发出一种便携式三乙胺挥发性有机污染物检测设备迫在眉睫。本文意在研发出一种新型的对三乙胺气体响应的有机敏感薄膜,并设计一款便携式检测装置,提出一种针对三乙胺挥发性有机污染物荧光检测的便携式检测仪器。作者合成一种芘乙炔基碳硼烷荧光材料并将其附着在聚丙烯薄膜上,制备成有机敏感薄膜,采用荧光猝灭的原理研究薄膜检测污染物的机理;利用UG设计出检测装置的结构进行3D建模,并采用3D打印技术对装置进行打印。搭建检测仪器,并进行检测标定。接着利用ANSYS进行三乙胺气体泄露模拟仿真,与实际装置测量结果进行对照分析,验证设备的可行性。主要工作包括:（1）基于在目前的碳硼烷的传感器中,对VOC的单个响应位点的定位仍然不太集中,这导致痕量检测和短程测试窗口的偏差。作者合成了一种芘乙炔基碳硼烷（Py-Cb-Fl）并研究了它们在不同情况下的物理性质。我们发现,Py-Cb-Fl在晶体中的聚集方式,是通过芘基乙炔基的π...π聚集而均匀地自组装的,并获得了很高的光致发光效率。理论模拟表明,π...π聚集体是热稳定的,它们对VOCs的响应位点位于缺电子的苯基或芴基上。对三种不同的胺蒸汽在较长的浓度范围内均表现出良好的发射截止响应,检测限可达99mg/m。结果表明,Py-Cb-Fl薄膜对三乙胺气体的敏感性最好。所选用的Py-Cb-Fl薄膜作为定量荧光传感器。（2）利用UG三维软件设计出检测装置的模型结构,再利用3D打印技术打印出检测设备各个零部件,并搭建出检测装置,利用AS7341传感器作为荧光强度探测器,以STM32作为核心芯片进行数据处理,进行光电信号转换,再利用Lab VIEW编写上位机软件,最终把检测数据传输到上位机上面,然后利用实验室荧光分光光度计与便携式仪器测试结果对照并进行数据标定,并实现实时浓度检测以及浓度超限报警。（3）将实验室作为本次检测装置测试的实验场所,利用DesignModeler进行模型搭建,并利用MESH进行网格划分,然后利用Fluent进行数值模拟分析,在实验室内设置多个监测点,记录六小时内三乙胺气体在不同监测点的不同时间段的挥发情况,对仿真实验结果进行处理分析,并与检测装置实际测量结果进行对照研究,验证了便携式设备的可行性。

关键词：荧光薄膜便携式传感器挥发性有机污染物检测 Flunet 流体仿真

基于刺绣技术的多模生理传感织物面罩的制备与性能

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现代纺织技术 2024年

作者：熊帆樊蒙召杨朝然李云飞郑俊杰周金利王晨晓中原工学院纺织学院

为了解决生理信号采集中导线繁多、电极设置复杂的问题，以及应对传统刚性湿电极贴合不良和长时间信号采集稳定性下降等挑战，文章设计了一种基于刺绣技术的多模态生理传感织物面罩。该面罩采用刺绣技术一体化制作，具备低成本、柔软和... 详细信息

为了解决生理信号采集中导线繁多、电极设置复杂的问题，以及应对传统刚性湿电极贴合不良和长时间信号采集稳定性下降等挑战，文章设计了一种基于刺绣技术的多模态生理传感织物面罩。该面罩采用刺绣技术一体化制作，具备低成本、柔软和舒适等优点，能够紧密贴合皮肤。研究表明，面罩的刺绣电极与传统湿电极采集到的信号在时域上的相关度高于95%。通过睁闭眼静息实验、眼电信号测试以及皮肤电反应测试，进一步验证了面罩在采集生物电信号方面的有效性。综上所述，基于刺绣技术的多模态生理传感织物面罩能够同时采集多种生物电信号，适用于医疗监测、运动科学、虚拟现实和人机交互等多个领域。

关键词：刺绣技术多模传感器脑电图眼电图皮肤电反应

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机器人辅助心电信号监测及康复训练系统

高技术通讯 2024年第5期34卷 535-544页

作者：卢振利朱健美单长考刘燕赵宇 Pencic Marko Cavic'Maja Ilieva Roumiana Mernik Marjan 常熟理工学院商学院盐城224051 盐城工学院机械工程学院常熟215500 常熟理工学院电气与自动化工程学院常熟215500 诺维萨德大学技术科学学院塞尔维亚诺维萨德21000 索菲亚工业大学管理学院保加利亚索菲亚1000 马里博尔大学电气工程和计算机科学学院斯洛文尼亚马里博尔462000

在心电信号的基础上设计心脏康复训练系统,本文总结了机器人辅助心脏康复研究国内外现状,从心电监测、机器人辅助康复系统设计上进行阐述。在心电监测装置上实现上下位机通信,在机器人辅助系统设计中,通过使用Visual Studio、Coppeliasi... 详细信息

在心电信号的基础上设计心脏康复训练系统,本文总结了机器人辅助心脏康复研究国内外现状,从心电监测、机器人辅助康复系统设计上进行阐述。在心电监测装置上实现上下位机通信,在机器人辅助系统设计中,通过使用Visual Studio、Coppeliasim及Kinect设备三者进行通信,控制仿真机器人完成康复动作并严格识别、判定患者康复动作合格程度,以此来帮助心脏病患者进行康复动作训练。

关键词：心电监测人机交互心脏康复