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便携式液滴分析仪的设计研究

费鸣杰  
【摘要】: 光纤、电容液滴分析仪(PFCDA: Portable Fiber-Capacitive Drop Analyzer)是利用光纤液滴分析技术和电容液滴分析技术制成特殊的液滴传感器,获取经过液滴的光强信号随液滴生长变化的规律,得到反映液体综合特性的“液滴指纹图”。通过该指纹图可以获得有关该被测液体的物理、化学特性参数,对液体进行定性和量化识别。由于测量过程不存在任何化学反应,液滴分析仪是一种理想的“绿色仪器”;液滴分析仪不仅综合功能强,而且容易实现在线测量,可应用在环境保护、制药工艺、食品饮料等所有涉及液体检测的领域。 本课题由“中国新加坡联合研究计划”项目(Project Number: 003/101/04)资助,旨在将液滴分析实验装置仪器化,并对典型样品进行实验分析。课题的主要内容是在光纤、电容液滴分析仪(FCDA: Fiber Capacitive Drop Analyzer)的基础上完成“便携式液滴分析仪( PFCDA: Portable Fiber-Capacitive Drop Analyzer )”的设计,解决技术组合时遇到的传感器结构、信号采集与处理等方面的问题。在FCDA研究的基础上,我们用嵌入式信号采集、显示系统代替了原有的基于计算机处理方式的系统,使该仪器可以独立地实现液滴采集、处理、分析的整个过程,而无需计算机的参与,从而实现了便携式改进的目标。 本论文主要完成了以下工作: (1)实现嵌入式控制系统的设计; (2)移植嵌入式Linux系统及相应的驱动程序; (3)完成嵌入式液滴分析程序的设计; (4)实现基于支持向量机的液滴指纹图识别的方法。


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