ATP荧光检测仪的研制
发布时间：2021-10-31 17:01
如何快速高效地检测出食品卫生状况,杜绝或减少食品安全事故的发生,是当前食品安全领域必然涉及的研究课题。针对传统的食品微生物含量检测技术存在检测速度慢、微弱荧光难以探测等问题,深入研究了ATP生物发光、微弱光信号检测和微弱电信号调理等关键技术,提出了一种基于光电倍增管（PMT）的高精度、高灵敏度微生物含量检测技术方案,研制了一款ATP快速荧光检测仪。基于PMT设计了新型负载输出电路和程控暗电流补偿电路,有效地抑制了PMT暗电流噪声,并成功地接收了PMT输出的光电流信号;实现了具有噪声补偿、人机交互、数据存储和外设通信的多功能系统硬件。开发了系统软件,采用层次式软件架构将系统软件划分为HAL层、操作系统层和应用层;基于μC/OS-II操作系统实现了应用系统初始化、信号采集处理、噪声补偿、数据存取和触摸屏等任务。测试结果表明各模块功能完整,参数设置准确,系统运行稳定。实验结果证明检测仪的灵敏度较高、线性度好、重复性好、操作方便,满足预期设计要求。
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基本关系图
2.3.1.1 光电探测器参数分析（1）光敏电阻光敏电阻是光控可变电阻器，其阻值随着入射光的增强而减小，是最常见的光电导探测器[21]。若想要光敏电阻正常工作并且有大小合适的电流信号输出，同时能够与后续信号调理电路耦合，则需要为光敏电阻设计良好的偏置电路。虽然光敏电阻的灵敏度高、光谱响应范围宽、使用方便，但其在使用的过程中容易受温度影响、响应速度慢，且需要设计复杂的偏置电路。（2）硅光电二极管硅光电二极管是基于内光电效应的器件，是典型的光辐射探测器。硅光电二极管的工作模式由外偏压回路决定，主要分为光伏工作模式和光电导工作模式，两种工作模式如图 2.1 所示。当偏置为零时，硅光电二极管工作在光伏模式，该模式的显著优点是反向饱和电流（称暗电流）等于零，并且光电流随着光照强度线性变化，缺点是响应速度慢。在反向偏置条件下，硅光电二极管工作在光电导模式，反向偏置会造成微量的暗电流，会引起更大的信号噪声，但在该模式下硅光电二极管的响应速度快，适用于高速应用。
第二章 系统总体设计（Anode）组成。PMT 的工作过程如下：光线通过输入窗口进入真空管；光线激发光电阴极中的电子，使光电子发射到真空中（外部光电光电子被聚焦电极加速并聚集到第一打拿极，在第一打拿极上通倍增，在每个连续的倍增电极重复该二次发射；最后一个倍增极发射的二次电子被阳极收集，以光电流的形式输
【参考文献】：
期刊论文
[1]Global challenges of food safety for China[J]. Joseph J.JEN. Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2018(03)
[2]光电倍增管分压电路[J]. 阎珍德. 电子制作. 2018(14)
[3]微弱荧光信号高灵敏大动态范围检测技术及应用[J]. 董鸣,殷高方,赵南京,覃志松,赵山,马明俊,肖雪. 量子电子学报. 2018(04)
[4]基于FSMC控制的彩色液晶屏驱动设计[J]. 王传伟,王泽东,李军. 内江师范学院学报. 2018(06)
[5]2008～2015年全国食物中毒情况分析[J]. 陈小敏,杨华,桂国弘,戴宝玲,王佩佩,肖英平. 食品安全导刊. 2017(25)
[6]基于光电倍增管模块的探测系统增益-噪声最优化研究[J]. 刘冬梅,张现乾,赵蓓蕾. 光电子技术. 2017(02)
[7]食品微生物检验方法问题[J]. 范田丽. 食品安全导刊. 2017(12)
[8]食品微生物的检验技术与未来发展探讨[J]. 李明言. 山东工业技术. 2017(04)
[9]基于μC/OS Ⅱ和emWin的步进电机控制系统设计[J]. 陈海初,杨飘,曹泉,孙俊龙,罗威. 仪表技术与传感器. 2016(06)
[10]24位模数转换器AD7190原理及应用[J]. 朱旭芳,朱小芳. 软件导刊. 2015(03)
硕士论文
[1]高精度光电检测系统的研制[D]. 张现乾.合肥工业大学 2017
[2]高灵敏的发光与荧光检测技术及应用[D]. 徐小艺.浙江大学 2017
[3]基于ATP生物发光的弱信号检测技术[D]. 彭超.山东师范大学 2015
[4]基于光电倍增管的光子计数系统的设计[D]. 武星河.重庆大学 2015
本文编号：3468513
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基本关系图
2.3.1.1 光电探测器参数分析（1）光敏电阻光敏电阻是光控可变电阻器，其阻值随着入射光的增强而减小，是最常见的光电导探测器[21]。若想要光敏电阻正常工作并且有大小合适的电流信号输出，同时能够与后续信号调理电路耦合，则需要为光敏电阻设计良好的偏置电路。虽然光敏电阻的灵敏度高、光谱响应范围宽、使用方便，但其在使用的过程中容易受温度影响、响应速度慢，且需要设计复杂的偏置电路。（2）硅光电二极管硅光电二极管是基于内光电效应的器件，是典型的光辐射探测器。硅光电二极管的工作模式由外偏压回路决定，主要分为光伏工作模式和光电导工作模式，两种工作模式如图 2.1 所示。当偏置为零时，硅光电二极管工作在光伏模式，该模式的显著优点是反向饱和电流（称暗电流）等于零，并且光电流随着光照强度线性变化，缺点是响应速度慢。在反向偏置条件下，硅光电二极管工作在光电导模式，反向偏置会造成微量的暗电流，会引起更大的信号噪声，但在该模式下硅光电二极管的响应速度快，适用于高速应用。
第二章 系统总体设计（Anode）组成。PMT 的工作过程如下：光线通过输入窗口进入真空管；光线激发光电阴极中的电子，使光电子发射到真空中（外部光电光电子被聚焦电极加速并聚集到第一打拿极，在第一打拿极上通倍增，在每个连续的倍增电极重复该二次发射；最后一个倍增极发射的二次电子被阳极收集，以光电流的形式输
【参考文献】：
期刊论文
[1]Global challenges of food safety for China[J]. Joseph J.JEN. Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2018(03)
[2]光电倍增管分压电路[J]. 阎珍德. 电子制作. 2018(14)
[3]微弱荧光信号高灵敏大动态范围检测技术及应用[J]. 董鸣,殷高方,赵南京,覃志松,赵山,马明俊,肖雪. 量子电子学报. 2018(04)
[4]基于FSMC控制的彩色液晶屏驱动设计[J]. 王传伟,王泽东,李军. 内江师范学院学报. 2018(06)
[5]2008～2015年全国食物中毒情况分析[J]. 陈小敏,杨华,桂国弘,戴宝玲,王佩佩,肖英平. 食品安全导刊. 2017(25)
[6]基于光电倍增管模块的探测系统增益-噪声最优化研究[J]. 刘冬梅,张现乾,赵蓓蕾. 光电子技术. 2017(02)
[7]食品微生物检验方法问题[J]. 范田丽. 食品安全导刊. 2017(12)
[8]食品微生物的检验技术与未来发展探讨[J]. 李明言. 山东工业技术. 2017(04)
[9]基于μC/OS Ⅱ和emWin的步进电机控制系统设计[J]. 陈海初,杨飘,曹泉,孙俊龙,罗威. 仪表技术与传感器. 2016(06)
[10]24位模数转换器AD7190原理及应用[J]. 朱旭芳,朱小芳. 软件导刊. 2015(03)
硕士论文
[1]高精度光电检测系统的研制[D]. 张现乾.合肥工业大学 2017
[2]高灵敏的发光与荧光检测技术及应用[D]. 徐小艺.浙江大学 2017
[3]基于ATP生物发光的弱信号检测技术[D]. 彭超.山东师范大学 2015
[4]基于光电倍增管的光子计数系统的设计[D]. 武星河.重庆大学 2015
本文编号：3468513
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