用于推断死亡时间的便携式玻璃体液钾钠离子浓度检测系统设计

发布时间：2017-08-18 14:37

  本文关键词：用于推断死亡时间的便携式玻璃体液钾钠离子浓度检测系统设计

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【摘要】：玻璃体液中很多物质的死后化学变化较血液与脑脊液内的物质化学变化要缓慢得多,且相对稳定。因此玻璃体液成分分析一直被看作是法医病理学研究的重要方法之一。 本文分析了国内外便携式离子浓度计的发展现状,利用离子选择电极法设计了一种便携式测量设备,以此测得玻璃体液中离子的浓度,从而间接的推断出命案现场尸体死后经过时间。 本文的主要工作如下： 1、针对离子选择电极的高阻抗特性,选用高阻抗差分运算放大器设计了信号前置放大电路。 2、为了减小温度对电极输出信号的影响,设计了温度补偿电路。将数字温度传感器DS18B20采集的温度信号传入单片机,以期达到温度补偿的效果。 3、设计并实现了基于单片机与CPLD的离子浓度检测系统的硬件电路。 4、完成了CPLD的逻辑设计,并通过仿真验证了设计逻辑的正确性,编写了检测系统各模块的软件程序。 对离子选择电极的信号、噪声、温度补偿等作出了系统的分析,提出了降低离子选择电极的信号漂移、提高信号精度与稳定性的设计方案。 经初步测试,该检测仪器能够在现场快速检测出玻璃体液中钾钠离子的浓度。只需更换相应的离子电极和运放的反馈电阻,即可完成其它离子的检测,进而实现现场快速测量人死后玻璃体液中的离子浓度。
【关键词】：玻璃体液 便携式离子浓度检测仪 离子选择电极
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：D919
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 本文的研究内容和论文内容安排12-13
• 1.3.1 本文的研究内容12
• 1.3.2 论文内容安排12-13
• 1.4 本章小结13-14
• 第二章 离子浓度测量原理与信号分析14-24
• 2.1 基本概念14-18
• 2.1.1 浓度、活度及活度系数14-15
• 2.1.2 半电池、电池、电池电动势及电极、电极电势15-16
• 2.1.3 离子活度与电极电势的关系——能斯特方程16-18
• 2.2 离子电极的结构及工作原理18-20
• 2.2.1 离子选择电极18
• 2.2.2 参比电极18-19
• 2.2.3 复合电极19
• 2.2.4 离子选择电极测量原理19-20
• 2.3 温度补偿20-21
• 2.3.1 温度对信号测量的影响20
• 2.3.2 温度补偿20-21
• 2.4 离子浓度计的标定21-23
• 2.4.1 单点校准21
• 2.4.2 多次标准加入法21-22
• 2.4.3 双次标准加入法22-23
• 2.4.4 双点校准23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 离子浓度检测系统的硬件设计24-41
• 3.1 总体设计24-26
• 3.1.1 系统方案24-25
• 3.1.2 系统结构框图25-26
• 3.2 CPLD模块26-28
• 3.2.1 芯片介绍26
• 3.2.2 CPLD下载接口26-28
• 3.3 单片机模块28-30
• 3.3.1 芯片介绍28
• 3.3.2 报警电路28-29
• 3.3.3 液晶显示电路29-30
• 3.3.4 键盘控制电路30
• 3.4 电源模块与电压转换电路30-31
• 3.4.1 电源模块30-31
• 3.4.2 +5V转到±15V电路31
• 3.5 电极信号测量电路设计31-33
• 3.6 A/D转换电路33-37
• 3.6.1 AD770533-35
• 3.6.2 AD167435-37
• 3.7 温度补偿电路37-38
• 3.8 串口通信与程序下载38-39
• 3.9 单片机与CPLD的连接方式39
• 3.10 抗干扰设计39-40
• 3.11 本章小结40-41
• 第四章 离子浓度检测系统的软件设计及仿真41-56
• 4.1 编程软件及开发语言41-43
• 4.1.1 单片机开发软件及编程语言41-42
• 4.1.2 FPGA/CPLD开发软件及编程语言42-43
• 4.2 系统流程43
• 4.3 CPLD模块程序设计43-49
• 4.3.1 分频器44-45
• 4.3.2 AD1674工作时序45
• 4.3.3 有限状态机的描述45-46
• 4.3.4 AD1674采样控制程序46-47
• 4.3.5 AD1674综合逻辑47-48
• 4.3.6 8位三态锁存器和多路选择复用器48-49
• 4.4 温度测量程序49-50
• 4.5 键盘扫描程序50-52
• 4.6 液晶显示控制程序52-53
• 4.7 串行通信53-55
• 4.8 本章小结55-56
• 第五章 系统调试56-61
• 5.1 实验装置及实验步骤56
• 5.2 整体调试过程56-59
• 5.3 实验结果59-61
• 第六章 总结与展望61-62
• 6.1 设计总结61
• 6.2 下一步工作61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 作者攻读硕士学位期间的主要成果66

【引证文献】

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1 戴仲岩;反射式脉搏血氧动态监测系统的设计及关键技术研究[D];中南大学;2012年

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本文编号：695135