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基于STM32的腔衰荡光谱CO_(2)传感器及其在种子呼吸过程的应用
1
作者
李浩凯
翟保杰
+4 位作者
王孟圆
周月婷
郭古青
邱选兵
李传亮
《光学精密工程》
北大核心
2025年第12期1853-1863,共11页
分析种子呼吸过程对于准确评估其活力水平具有重要意义,因此,开发一种快速、稳定且高灵敏的种子呼吸检测装置十分重要。本文基于STM32与腔衰荡光谱(CRDS)技术,设计并搭建了一种二氧化碳(CO_(2))气体传感器,并将其应用于种子呼吸检测。...
分析种子呼吸过程对于准确评估其活力水平具有重要意义,因此,开发一种快速、稳定且高灵敏的种子呼吸检测装置十分重要。本文基于STM32与腔衰荡光谱(CRDS)技术,设计并搭建了一种二氧化碳(CO_(2))气体传感器,并将其应用于种子呼吸检测。该传感器采用基于STM32的控制与数据采集方案,包含:高速比较器与RS触发器构成的阈值检测关断模块、高速模拟信号采集模块、STM32主控模块以及上位机数据处理系统。其中,阈值检测模块的关断延迟为0.45μs,而模拟信号采集模块的最大采样率则达31.25 MHz。通过实验验证,该传感器对CO_(2)的最低可检测浓度为1.5ppm,表现出了良好的灵敏度。最终,该传感器成功实现了对水稻种子呼吸过程的检测,并获得了10 g水稻种子呼吸的CO_(2)浓度随时间变化的曲线,其在2.5 h内浓度变化量约为730 ppm。该研究展示了CRDS技术在种子呼吸检领域中的潜力与应用价值。
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关键词
腔衰荡光谱技术
STM32
二氧化碳
种子呼吸
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职称材料
光声光谱二氧化碳传感的种子活力检测
2
作者
郭振宇
樊亚杉
+5 位作者
翟保杰
谢睿隽
尚智金
田亚莉
邱选兵
李传亮
《光学精密工程》
北大核心
2025年第3期367-376,共10页
为研究种子呼吸过程中二氧化碳(CO_(2))含量变化与种子活力之间的关系,设计了一款基于差分亥姆霍兹光声池的CO_(2)光声传感系统,并通过测量不同种子活力的南粳水稻种子的CO_(2)产生速率,对系统进行了性能测试评估。自主设计了基于现场...
为研究种子呼吸过程中二氧化碳(CO_(2))含量变化与种子活力之间的关系,设计了一款基于差分亥姆霍兹光声池的CO_(2)光声传感系统,并通过测量不同种子活力的南粳水稻种子的CO_(2)产生速率,对系统进行了性能测试评估。自主设计了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)开发板的信号处理模块,实现了激光驱动电流的精准调控以及光声信号的解调,通过优化调制频率、激光调制深度和工作压力等系统参数,传感系统在1089 s的积分时间内获得了0.6×10^(-6)的最低检测极限。根据国标GB/T 3543.1,选用30 g南粳水稻种子进行了发芽实验,并与光声传感实验测得的CO_(2)演化浓度进行了线性拟合。结果表明,南粳水稻种子呼吸速率与种子活力成正比,二者的相关度达到0.979,为使用光声光谱技术测定水稻种子活力水平提供了参考依据。
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关键词
光声光谱技术
种子活力检测
亥姆霍兹光声池
二氧化碳
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职称材料
题名
基于STM32的腔衰荡光谱CO_(2)传感器及其在种子呼吸过程的应用
1
作者
李浩凯
翟保杰
王孟圆
周月婷
郭古青
邱选兵
李传亮
机构
太原科技大学应用科学学院
出处
《光学精密工程》
北大核心
2025年第12期1853-1863,共11页
基金
国家自然科学基金(No.62475182,No.52076145,No.12304403)
山西省科技创新人才团队专项资助(No.202304051001034)
+4 种基金
山西省重点研发计划(No.202402150301012,No.202402130501005,No.202302150101006)
中央引导地方科技发展资金项目(No.YDZJSX2025C026)
量子光学与量子光学器件国家重点实验室计划支持项目(No.KF202305,No.KF202308)
山西省高等学校科技创新计划项目(No.2024L227)
山西省研究生教育教学改革课题(No.2024JG161)。
文摘
分析种子呼吸过程对于准确评估其活力水平具有重要意义,因此,开发一种快速、稳定且高灵敏的种子呼吸检测装置十分重要。本文基于STM32与腔衰荡光谱(CRDS)技术,设计并搭建了一种二氧化碳(CO_(2))气体传感器,并将其应用于种子呼吸检测。该传感器采用基于STM32的控制与数据采集方案,包含:高速比较器与RS触发器构成的阈值检测关断模块、高速模拟信号采集模块、STM32主控模块以及上位机数据处理系统。其中,阈值检测模块的关断延迟为0.45μs,而模拟信号采集模块的最大采样率则达31.25 MHz。通过实验验证,该传感器对CO_(2)的最低可检测浓度为1.5ppm,表现出了良好的灵敏度。最终,该传感器成功实现了对水稻种子呼吸过程的检测,并获得了10 g水稻种子呼吸的CO_(2)浓度随时间变化的曲线,其在2.5 h内浓度变化量约为730 ppm。该研究展示了CRDS技术在种子呼吸检领域中的潜力与应用价值。
关键词
腔衰荡光谱技术
STM32
二氧化碳
种子呼吸
Keywords
cavity ring-down spectroscopy
STM32
carbon dioxide
seed respiratio
分类号
O433.1 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
光声光谱二氧化碳传感的种子活力检测
2
作者
郭振宇
樊亚杉
翟保杰
谢睿隽
尚智金
田亚莉
邱选兵
李传亮
机构
太原科技大学应用科学学院
出处
《光学精密工程》
北大核心
2025年第3期367-376,共10页
基金
国家重点研发计划资助项目(No.2023YFF0718100)
国家自然科学基金资助项目(No.62475182,No.52076145,No.12304403)
+3 种基金
山西省科技创新人才团队专项资助(No.202304051001034)
山西省留学人员科技活动项目(No.20230031)
山西省省筹资金资助回国留学人员科研资助项目(No.2023-151)
山西省科研实践创新类项目(No.2023KY667)。
文摘
为研究种子呼吸过程中二氧化碳(CO_(2))含量变化与种子活力之间的关系,设计了一款基于差分亥姆霍兹光声池的CO_(2)光声传感系统,并通过测量不同种子活力的南粳水稻种子的CO_(2)产生速率,对系统进行了性能测试评估。自主设计了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)开发板的信号处理模块,实现了激光驱动电流的精准调控以及光声信号的解调,通过优化调制频率、激光调制深度和工作压力等系统参数,传感系统在1089 s的积分时间内获得了0.6×10^(-6)的最低检测极限。根据国标GB/T 3543.1,选用30 g南粳水稻种子进行了发芽实验,并与光声传感实验测得的CO_(2)演化浓度进行了线性拟合。结果表明,南粳水稻种子呼吸速率与种子活力成正比,二者的相关度达到0.979,为使用光声光谱技术测定水稻种子活力水平提供了参考依据。
关键词
光声光谱技术
种子活力检测
亥姆霍兹光声池
二氧化碳
Keywords
photoacoustic spectroscopy
seed viability test
Helmholtz photoacoustic cell
carbon dioxide
分类号
O433.1 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于STM32的腔衰荡光谱CO_(2)传感器及其在种子呼吸过程的应用
李浩凯
翟保杰
王孟圆
周月婷
郭古青
邱选兵
李传亮
《光学精密工程》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
光声光谱二氧化碳传感的种子活力检测
郭振宇
樊亚杉
翟保杰
谢睿隽
尚智金
田亚莉
邱选兵
李传亮
《光学精密工程》
北大核心
2025
0
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职称材料
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