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考虑混凝土弹塑性的植入式GFRP封装FBG传感器应变传递分析 被引量：1
1
作者 彭涛 李佳龙 任东兴 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期216-223,共8页
工程化FBG传感器的封装层引入的应变传递损耗使其具有应变传递误差,需进行应变传递分析。已有研究多聚焦于基体处于线弹性时的应变传递分析,而混凝土结构发生弹塑性变形后的应变传递规律尚未明晰。以植入式GFRP封装FBG传感器为对象,在... 工程化FBG传感器的封装层引入的应变传递损耗使其具有应变传递误差,需进行应变传递分析。已有研究多聚焦于基体处于线弹性时的应变传递分析,而混凝土结构发生弹塑性变形后的应变传递规律尚未明晰。以植入式GFRP封装FBG传感器为对象,在应变传递分析中引入混凝土的非线弹性本构关系,建立了基体与FBG的应变传递关系,通过有限元模拟验证了该理论推导的有效性。基于理论分析探讨了混凝土弹塑性演化、混凝土标号、传感器半径与标距等因素对应变传递效率的影响,并分析了传感器的尺寸设计。研究表明:平均应变传递率在混凝土弹性阶段变化较小,而到塑性阶段则显著降低,混凝土标号、半径与标距都会对应变传递效率产生较大影响。本研究可广泛用于植入式FBG传感器的应变传递误差修正及设计。 展开更多
关键词 光纤传感 植入式FBG传感器 应变传递 混凝土弹塑性 理论分析
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奶牛阴道植入式电阻传感器与无线监测系统研究 被引量：10
2
作者 刘忠超 何东健 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期175-185,共11页
针对人工监测奶牛发情费时、费力,仅依靠活动量和非接触式视频监测无法实现奶牛安静发情预警的问题,根据奶牛发情时阴道粘液生理特征变化,提出基于奶牛阴道电阻变化的奶牛发情监测方案。设计了由黄铜电阻探头、8爪防滑装置构成的奶牛阴... 针对人工监测奶牛发情费时、费力,仅依靠活动量和非接触式视频监测无法实现奶牛安静发情预警的问题,根据奶牛发情时阴道粘液生理特征变化,提出基于奶牛阴道电阻变化的奶牛发情监测方案。设计了由黄铜电阻探头、8爪防滑装置构成的奶牛阴道植入式电阻传感器,对阴道电阻值进行采集。借助2.4 GHz的ZigBee网络开发了无线传输系统,将阴道电阻无线传送给协调器节点,协调器经由RS485总线传输到监控中心。开发了奶牛阴道电阻上位机实时监测系统,实现了奶牛阴道电阻的精确采集和远程实时监测。分别对植入式电阻传感器和监测系统进行了准确性、稳定性、可靠性及能量可用性试验,结果表明,植入式电阻传感器电阻测量探头体积小、安装方便,可测定1~1000Ω范围的电阻,测量精度在±2%以内,24 h内电阻最大波动为2Ω;在450 m^2奶牛养殖区范围内,ZigBee网络数据发送成功率不低于98.5%;植入式电阻传感器终端节点在7.4 V/6500 mA·h锂电池能量供应下可连续工作38 d。监测系统运行稳定,能够精确、可靠、实时地监测奶牛阴道电阻的变化,为奶牛发情程度和排卵时间的准确预测提供了一种新的监测方法。 展开更多
关键词 奶牛 发情 阴道电阻 植入式传感器 无线监测 ZIGBEE
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可植入式葡萄糖传感器数学模型的研究 被引量：4
3
作者 沙宪政 David A.Gough 《中国生物医学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期236-242,258,共8页
本研究介绍一种可植入的葡萄糖传感器的设计和计算机模拟优化。葡萄糖传感器采用在氧电极上固定葡萄糖氧化酶层和另一氧参比电极制成。考虑到葡萄糖传感器植入体内时的环境氧浓度较低 ,而葡萄糖浓度较高 ,所以采用特殊的酶膜结构 ,以提... 本研究介绍一种可植入的葡萄糖传感器的设计和计算机模拟优化。葡萄糖传感器采用在氧电极上固定葡萄糖氧化酶层和另一氧参比电极制成。考虑到葡萄糖传感器植入体内时的环境氧浓度较低 ,而葡萄糖浓度较高 ,所以采用特殊的酶膜结构 ,以提高葡萄糖传感器的测量范围 ,用计算机对葡萄糖传感器的结构和参数进行了模拟优化处理 ,确定了酶膜的结构尺寸。 展开更多
关键词 传感器数学模型 计算机模拟 植入式葡萄糖传感器
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植入式葡萄糖传感器的模拟分析
4
作者 沙宪政 Gough David A 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第2期14-17,20,共5页
介绍一种植入式葡萄糖传感器的模型。对糖尿病患者的血糖或组织糖浓度的连续监测是生物传感器的重要应用。由于影响传感器设计的因素很多,反复实验优化传感器的研究是很耗时的。使用此模型,对传感器测量特性(校正曲线、测量范围,灵敏度... 介绍一种植入式葡萄糖传感器的模型。对糖尿病患者的血糖或组织糖浓度的连续监测是生物传感器的重要应用。由于影响传感器设计的因素很多,反复实验优化传感器的研究是很耗时的。使用此模型,对传感器测量特性(校正曲线、测量范围,灵敏度)与传感器设计参数(几何形状,尺寸)的关系进行了模拟。使用系统的计算模拟方法可以对植入葡萄糖传感器特性优化。 展开更多
关键词 植入式葡萄糖传感器 数学模型 计算机模拟
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基质胶对植入式葡萄糖传感器外膜材料壳聚糖生物相容性的影响 被引量：1
5
作者 沈浩 刘俊 +3 位作者 敬微微 索永宽 常世杰 沙宪政 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期192-200,共9页
异物反应的存在导致植入式葡萄糖传感器难以持续正常工作,壳聚糖具有无毒可降解、生物相容性良好等特性,可作为传感器外层的保护膜以提高设备的生物相容性,但尚不能满足实际需求,希望进一步提高膜材料的生物相容性,为此探究不同浓度的... 异物反应的存在导致植入式葡萄糖传感器难以持续正常工作,壳聚糖具有无毒可降解、生物相容性良好等特性,可作为传感器外层的保护膜以提高设备的生物相容性,但尚不能满足实际需求,希望进一步提高膜材料的生物相容性,为此探究不同浓度的基质胶对多孔壳聚糖膜生物相容性的影响。利用模板浸取法,以硅胶作为致孔剂制作多孔壳聚糖膜(PCSM),在此膜的表面滴涂不同浓度的基质胶(matrigel),蛋白质浓度分别为10、15、20 mg/mL。将单独的PCSM(对照组)与滴涂基质胶的PCSM组(实验组)一同植入到SD大鼠背部的皮下组织。植入7、14、28、42、56、70 d后,取材制备常规石蜡切片并进行苏木精-伊红染色,利用组织形态学和统计学方法(主要运用单因素方差分析和Bonferroni法比较两组数据间的差异),对膜外炎性细胞比、纤维包膜厚度和血管密度等数据进行统计分析,评价材料的生物相容性。形态学观察,植入第7、14 d时,膜材料周围细胞核染色均较深。统计膜外炎性细胞比,滴涂不同浓度基质胶的PCSM组在第7 d时炎性细胞比整体上少于PCSM组,第14 d时这一数值略高于多孔壳聚糖膜组。方差分析结果显示,各组间无明显差异(P>0.05)。第28 d时,纤维包膜开始形成,膜材料周围的炎性细胞减少,一些胶原堆积在膜的表面,并随着时间的延长纤维包膜变得致密;第56和70 d时,纤维包膜厚度降低得较明显,各滴涂基质胶的PCSM组纤维包膜厚度均小于PCSM组。方差分析结果表明,各实验组与对照组间差异显著(P<0.05),运用Bonferroni法进行两两比较后,第42、56、70 d时,对照组与实验组中滴涂基质胶浓度为20 mg/mL的PCSM组差异明显,膜材料靠近皮肤端数据两两组比较的P值分别为0.01、0.035、0.024,靠近肌肉端数据P值分别为0.036、0.047、0.210,其他各组之间两两比较后的差异不显著(P>0.05)。膜外血管密度各浓度组大体随着时间的延长呈现增加的趋势,各实验组与对照组间比较差异不大,但个别数据差异明显,滴涂基质胶的PCSM周围血管密度有的值低于PCSM。整体来看,基质胶能提高多孔壳聚糖膜的生物相容性,进一步提高膜材料的性能。 展开更多
关键词 壳聚糖 基底膜基质 生物相容性 植入式葡萄糖传感器
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锂离子电池内部植入光纤光栅传感器存活实验研究 被引量：7
6
作者 褚维达 童杏林 +5 位作者 冒燕 张翠 吕正中 杜双龙 陈凯 沈博文 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第8期19-22,共4页
近年来,锂离子电池储能技术被广泛应用于大型储能电站、新能源汽车等领域,在安全标准体系尚不完善、监测手段尚未成熟的情况下,国内外储能电池安全事故频发。目前,国内外主要通过电池管理系统(BMS)简单地检测电池外部温度、电流、电压... 近年来,锂离子电池储能技术被广泛应用于大型储能电站、新能源汽车等领域,在安全标准体系尚不完善、监测手段尚未成熟的情况下,国内外储能电池安全事故频发。目前,国内外主要通过电池管理系统(BMS)简单地检测电池外部温度、电流、电压等少数特征信号对电池状态进行诊断,无法全面地感知锂电池内部“黑匣子”,做到从根源上对安全事故提前预警。针对这一问题,提出了在锂离子电池内部植入光纤光栅传感器,分析了光纤光栅传感器的存活状态特征,研究表明采用聚酰亚胺包层的光纤可以保证光纤光栅在锂电池内部长期存活。 展开更多
关键词 光纤光学 锂离子电池 植入式传感器 存活实验
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高性能水凝胶传感器研究进展 被引量：11
7
作者 郑静霞 陈国旗 +2 位作者 缪玥钥 杨海龙 付俊 《功能高分子学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期299-313,I0001,共16页
柔性传感器在可穿戴设备、植入式器件和电子皮肤等领域具有潜在的应用价值。水凝胶材料的力学性能与生物组织相似,生物相容性好,是应用于仿生柔性传感设备的理想材料之一。水凝胶网络结构是决定其力学性能、导电性能和传感性能的关键。... 柔性传感器在可穿戴设备、植入式器件和电子皮肤等领域具有潜在的应用价值。水凝胶材料的力学性能与生物组织相似,生物相容性好,是应用于仿生柔性传感设备的理想材料之一。水凝胶网络结构是决定其力学性能、导电性能和传感性能的关键。结合本课题组的研究工作,本文主要围绕水凝胶结构与传感性能的关系、水凝胶-组织界面等关键科学问题,系统地阐述了高性能水凝胶柔性传感器的进展,并对其发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 导电水凝胶 柔性应力应变传感器 组织黏附 可穿戴设备 植入式传感器
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葡萄糖传感器的实时自调整校准算法研究 被引量：2
8
作者 黄永红 刘洪英 +1 位作者 田森富 皮喜田 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2053-2060,共8页
针对皮下植入式葡萄糖传感器在实际动态监测过程中易受生理环境影响限制测量精度的问题,提出了一种基于单点校准技术优化的实时自调整校准算法实现传感器的信号漂移补偿和灵敏度衰减校正。该方法能够对单点校准过程中的关键参数（灵敏... 针对皮下植入式葡萄糖传感器在实际动态监测过程中易受生理环境影响限制测量精度的问题,提出了一种基于单点校准技术优化的实时自调整校准算法实现传感器的信号漂移补偿和灵敏度衰减校正。该方法能够对单点校准过程中的关键参数（灵敏度和电流信号）进行调整从而建立最优模型。用最小二乘方法拟合出模型的初始参数,根据建立的最优模型对在体监测3 d的电流数据进行校准,结果表明,经该方法校准的血糖浓度相对误差在0.01%~6.67%范围内,优于传统单点校准模型的6.36%~16.92%,具有更高的校准精度和实用价值,有效提高了动态血糖监测的准确性。 展开更多
关键词 植入式葡萄糖传感器 校准 算法 最小二乘 实时动态血糖监测
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计算机模拟优化的葡萄糖传感器阵列
9
作者 沙宪政 Divid A.Gough 《传感技术学报》 CAS CSCD 2003年第1期32-38,共7页
介绍一种可植入的葡萄糖传感器阵列的设计和计算机模拟优化。葡萄糖传感器采用固定葡萄糖氧化酶层的氧电极和氧参比电极。考虑到葡萄糖传感器的使用寿命 ,本设计采用氧电极阵列。用计算机对氧电极阵列的氧电极排列的间距和相互影响进行... 介绍一种可植入的葡萄糖传感器阵列的设计和计算机模拟优化。葡萄糖传感器采用固定葡萄糖氧化酶层的氧电极和氧参比电极。考虑到葡萄糖传感器的使用寿命 ,本设计采用氧电极阵列。用计算机对氧电极阵列的氧电极排列的间距和相互影响进行了计算机模拟优化。考虑到葡萄糖传感器在体植入环境的氧浓度较低 ,而葡萄糖浓度较高 ,所以采用特殊的膜的结构 ,以提高葡萄糖传感器的测量范围 。 展开更多
关键词 传感器阵列 传感器数学模型 计算机模拟 植入式葡萄糖传感器
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