某型电化学分析仪软件设计和系统改进

发布时间：2017-08-04 10:10

  本文关键词：某型电化学分析仪软件设计和系统改进

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【摘要】：随着生命科学领域的飞速发展,越来越多的人开始关注“可视化”仪器的开发,并有一部分相对成熟的仪器已经开始应用于临床诊断检测和病理研究。相较于物理成像技术,化学发光成像技术的灵敏度更高,能够深入到物理成像技术不能看到的层次,观察更加复杂的化学反应体系,比如生命的新陈代谢过程,这也是新兴仪器采用化学发光成像技术的原因。电化学发光实际上是一种电化学反应的光辐射。电化学发光分析法是对这种光辐射的强度进行分析的方法。该方法不仅具有电化学法易于控制的优点,同时又具有化学发光法高灵敏度的优点。电化学发光成像也是利用这种光辐射进行成像。综上所述,对电化学发光成像分析仪器的研究设计具有非常重要的意义。本文对某型电化学发光成像分析仪设计了电化学部分和移动平台部分的控制软件,并对现有的移动平台系统提出了改进方案。针对电化学部分,首先介绍了四种常用的电化学发光分析方法,然后根据介绍设计了相应的软件部分。软件部分主要完成电化学方法的选择和对应的参数设置,并根据采集的数据绘制出相应的电化学图谱和化学发光图谱。针对移动平台部分,首先讲述了移动平台系统的设计,重点说明了L6470的使用。然后,设计了移动平台控制软件的自移动算法和通信协议。本文设计了三个基点的自移动算法,包括基点的位置查找以及自动定点到位流程的设计。算法的核心是自动回零过程,即每次自移动都要保证从零点开始。为了完成数据在计算机与仪器之间的传输,本文又对通信协议进行了详细的设计,包括数据帧格式的定义以及计算机与仪器之间的详细通信流程。最后针对现有移动平台系统存在的问题提出了改进方案,即使用直接数字频率合成器(DDS)的输出信号作为L6470的外部输入信号,并给出了两种方案在精度和响应时间方面的数据对比,证明了使用改进方案的系统优于现有系统。最后,在上述两部分的软件设计基础上,给出了计算机总控部分的设计,包括软件的总体设计和各个模块的具体设计。通过一个PMT检测和BPE成像的软件使用实例,证实了软件的使用效果达到预期。
【关键词】：电化学发光分析法 移动平台控制 DDS 仪器软件
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH832
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 电化学发光及电化学发光成像概述16-17
• 1.1.1 电化学发光分析法16
• 1.1.2 电化学发光成像16-17
• 1.2 电化学发光成像仪器17-19
• 1.2.1 电化学发光成像仪器的发展史17-18
• 1.2.2 EMCCD概述18-19
• 1.3 移动平台控制系统概述19-21
• 1.3.1 运动控制技术研究现状19-20
• 1.3.2 XYZ三维移动平台系统20-21
• 1.4 论文内容及结构安排21-22
• 第二章 电化学发光成像分析仪介绍22-28
• 2.1 电化学发光成像分析仪的组成22-23
• 2.2 电化学部分介绍23-25
• 2.2.1 循环伏安法介绍23-24
• 2.2.2 线性扫描伏安法介绍24-25
• 2.2.3 计时电流法与计时电量法介绍25
• 2.3 EMCCD和PMT系统的介绍25-27
• 2.3.1 聚光系统原理25-26
• 2.3.2 EMCCD和PMT系统的组成26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 移动平台控制系统设计28-46
• 3.1 步进电机控制器L6470介绍28-31
• 3.1.1 L6470的特点28-29
• 3.1.2 运动控制命令说明29-31
• 3.2 XYZ三维移动平台控制系统设计31-37
• 3.2.1 XYZ三维移动平台控制系统的整体设计31-32
• 3.2.2 电极自动回零设计32-33
• 3.2.3 PMT、SPCE、BPE基点位置确定和软件设计流程33-37
• 3.3 通信协议设计37-41
• 3.3.1 握手过程详细设计38-40
• 3.3.2 参数设置过程详细设计40
• 3.3.3 用户工作过程详细设计40-41
• 3.4 改进移动平台系统设计41-45
• 3.4.1 DDS的结构组成41-42
• 3.4.2 DDS的原理42
• 3.4.3 DDS的特点42-43
• 3.4.4 改进方案设计43-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 计算机总控部分设计与测试46-66
• 4.1 计算机总控部分整体设计46-49
• 4.1.1 软件总体设计46-47
• 4.1.2 软件主界面设计47-48
• 4.1.3 快捷工具菜单栏设计48-49
• 4.2 控制模块设计49-55
• 4.2.1 电化学方法选择49-52
• 4.2.2 基点设置52-53
• 4.2.3 移动平台控制53-54
• 4.2.4 EMCCD成像控制54-55
• 4.3 数据处理模块设计55-57
• 4.3.1 图谱量程设置55-56
• 4.3.2 颜色设定56-57
• 4.4 仪器软件测试57-60
• 4.4.1 PMT检测测试57-58
• 4.4.2 EMCCD成像测试58-60
• 4.5 改进方案与之前方案的比较60-66
• 4.5.1 精度比较61-64
• 4.5.2 响应时间比较64-66
• 第五章 总结与展望66-68
• 5.1 全文工作总结66-67
• 5.2 未来展望67-68
• 参考文献68-70
• 致谢70-72
• 作者简介72-73

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本文编号：618973