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偏振光在药物检测中的应用论文

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偏振光在药物检测中的应用论文

偏振光( polarized light ),光学名词。光是一种电磁波,电磁波是横波。而振动方向和光波前进方向构成的平面叫做振动面,光的振动面只限于某一固定方向的,叫做平面偏振光或线偏振光。应用汽车车灯汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时,为了避免双方车灯的眩目,司机都关闭大灯,只开小灯,放慢车速,以免发生车祸。如驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片,而且规定它们的偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45度角,那么,司机从前窗只能看到自已的车灯发出的光,而看不到对面车灯的光,这样,汽车在夜间行驶时,既不要熄灯,也不要减速,可以保证安全行车。摄像机镜头自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时,反射光和折射光都是偏振光,而且入射角变化时,偏振的程度也有变化。在拍摄表面光滑的物体,如玻璃器皿、水面、陈列橱柜、油漆表面、塑料表面等,常常会出现耀斑或反光,这是由于反射光波的干扰而引起的。如果在拍摄时加用偏振镜,并适当地旋转偏振镜片,让它的透振方向与反射光的透振方向垂直,就可以减弱反射光而使水下或玻璃后的影像清晰。LCD液晶屏LCD技术是把液晶灌入两个列有细槽的平面之间。这两个平面上的槽互相垂直(相交成90度)。也就是说,若一个平面上的分子南北向排列,则另一平面上的分子东西向排列,而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90度扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传播,所以光线经过液晶时也被扭转90度。但当液晶上加一个电压时,分子便会重新垂直排列,使光线能直射出去,而不发生任何扭转。LCD是依赖极化滤光器(片)和光线本身。自然光线是朝四面八方随机发散的。极化滤光器实际是一系列越来越细的平行线。这些线形成一张网,阻断不与这些线平行的所有光线。极化滤光器的线正好与第一个垂直,所以能完全阻断那些已经极化的光线。只有两个滤光器的线完全平行,或者光线本身已扭转到与第二个极化滤光器相匹配,光线才得以穿透。

荧光偏振法快速、准确、高通量检测IgG和含Fc段衍生物 Dr. Carolanne Doherty Valitacell, NIBRT, Fosters Avenue, Blackrock, Dublin, Ireland     BMG多功能酶标仪可应用于定量IgG的新技术Valita™TITER     采用荧光偏振法直接在细胞培养上清液中检测IgG     酶标仪预设检测程序和数据分析模板提高研究速度 简介 准确、快速和高通量检测IgG对于大多数治疗性抗体的开发和生产来说是必不可少的。单克隆抗体正在生物药物领域大显身手,大量的样本正等待着进行筛选以进一步得到开发。这里我们介绍一种在细胞培养上清中直接定量IgG的全新的筛选技术:Valita™TITER。 现有的技术,包括蛋白A高效液相色谱(HPLC protein A)、ELISA技术、 蛋白A表面干涉法以及HTRF(均相时间分辨荧光)都具有明显的缺点,包括价格昂贵、耗力以及耗时。 Valita™TITER方法是一种全新的非常精确、低成本的检测IgG的方案,检测范围在2.5-80mg/L。Valita™TITER采用荧光偏振技术检测IgG的Fc段与蛋白G的结合(图1)。分析在96孔板中进行,操作简单、高通量、快速且可自动化完成。分析可以在很少量的细胞培养基中进行且没有繁琐的准备过程。 在这个应用指引中,我们介绍了在PHERAstar®,POLARstar® Omega以及CLARIOstar®多功能酶标仪上使用Valita™TITER试剂盒定量检测IgG的方案。荧光偏振可以有效地分析分子大小的改变。“不动”的荧光基团在偏振光的激发下会发出与激发光相同偏振方向的荧光。然而,转动的荧光基团的荧光偏振方向与激发光偏振方向相比会有一定的改变。在溶液中小分子比大分子转动更快,因此,连接有荧光基团的分子大小的改变,可以通过荧光去偏振程度的大小来进行测定。所以,当标记有荧光的蛋白G在没有结合其它分子时,其转动快,去偏振更多,而结合了IgG则相反(大5倍)(图2)。这种偏振的改变应用于检测溶液中的IgG。荧光偏振(FP)通过用平行偏振方向的激发光照射溶液并在平行方向和垂直方向上测定发射荧光。FP就是这两个偏振荧光的归一化后的差别,通常用mP表示。 材料和方法 Valita™TITER分析试剂盒 Valita™TITER APP软件(试剂盒里提供) IgG标准品(从人血清中获得IgG) PHERAstar, POLARstar Omega和CLARIOstar多功能酶标仪 (BMG LABTECH) 实验过程 样品的准备遵照试剂盒说明书的相应要求。标准曲线的绘制采用每个相对荧光值对应一个IgG标准品的方法。在Valta™TITER微孔板的每个孔中加入60µl重建缓冲液以及60µl标准品或样品。混匀后避光孵育30分钟。然后在POLARstar Omega、PHERAstar或CLARIOstar多功能酶标仪(BMG LABTECH公司)中,采用预置的检测程序进行读数(参数的设定详见下表)。在MARS分析软件中将获得的Raw Data转化成.csv格式文件,再用Valita™APP软件进行分析。 仪器设定结果与讨论 图3的标准曲线(2.5-80mg/L)是在BMG LABTECH公司具有荧光偏振检测功能的多功能酶标仪(POLARstar Omega、CLARIOstar和PHERAstar)上用Valita™TITER试剂盒绘制的。所有酶标仪所获得的结果都具备很高的稳定性。最后,我们用不同条件培养的样品,用Valita™TITER定量IgG的结果与用常规方法HPLC的结果进行对比。图4显示两种方法测定结果的相关性,显示两种定量方法都有很好的准确性,而Valita™TITER分析速度更快因其不需要繁琐的样本准备过程。结论 在研发和生产此类生物药物中对混合样本进行快速IgG浓度测定非常重要。这里我们介绍了一种基于荧光偏振法的快速、简单的进行高通量IgG和Fc段衍生物测定全新技术——Valita™TITER分析法。Valita™TITER分析法可以直接对待测样本中的IgG进行定量测定而无需繁琐的样本准备或纯化过程。CLARIOstar, PHERAstar和POLARstar Omega应用于Valita™TITER分析时现实出卓越的性能。与其它IgG的定量方便相比,Valita™TITER具有高通量、简单、准确、快速的特点。 推荐阅读 >> BMG酶标仪,世界第一台实现自动离体的缺氧、缺血再灌注 >> Cell Reports:缺氧,让T细胞抗癌功能更强大 >> MetaCell-TM在海德堡EMBL研讨会上隆重介绍细胞代谢金标准检测平台 >> 经久耐用, BMG酶标仪经得起数十年的考验 >> 德国BMG多功能酶标仪客户评价 >> BMG在线公开课视频:细胞代谢之胞内氧浓度实时检测 >> 细胞能量代谢三“简”主义:细胞内氧含量实时监测解决方案 >> 英国Sygnature Discovery采用德国BMG PHERAstar FSX进行高端药物研发 >> Nature Methods亮点推荐细胞代谢胞内氧检测技术 >> BMG PHERAstar FSX 高通量超灵敏HTS多功能酶标仪入选Selectscience杂志 2016最佳药物研发产品十强 想了解更多BMG多功能酶标仪的应用,在伯齐官方公众号(微信号:Bio-Gene)输入BMG酶标仪相关的关键词(不用输入序号):1、细胞代谢;2、钙流;3、朊病毒;4、HTS; 5、FRET和BRET;6、BMG;7、BMG操作; 8、蛋白聚集 香港伯齐科技有限公司 Bio-Gene Technology Ltd. 广州伯齐生物科技有限公司 香港 北京 上海 广州 成都 武汉 济南

物理课本上都有概念的吧,偏振光就是震动方向一致的光,偏振面就是和光的震动方向垂直的面

偏振光研究中的应用论文

(一)广义惯性使牛顿力学进化爱因斯坦独具慧眼,从司空见惯的现象中及自由落体运动与质量因素无关的经验事实,总结出了等效原理,且明确与准确地说:物体的同一性质按照不同的处境或表现为"惯性",或表现为"重性"([3]第55页)。这个同一性就是广义惯性,这个处境就是空间。牛顿第二定律实质是其第一定律涵义的数学表达式。所以,广义惯性的发现,其革命意义是指动摇了牛顿第一定律的核心地位。广义惯性包含了牛顿惯性,所以,又是其进化。同时,也说明了需要建立一个取代牛二律的进化性质的核心命题系统的新力学理论。广义惯性又引出了两种空间及其区别的新问题。这个新问题困扰了爱因斯坦的一生,走了一大圈"弯"路后,在他晚年时,才看到了解决这个问题的曙光--物体具有空间的广延性([3]第十五版说明),由此"广延性"再往前走一步,就是[2]文说的ρ空间及其区别的标志是其梯度值的有否。这说明还需要一个新的涉及空间的基本概念及与其相对应的原来等效原理所没有涉及到的新的经验事实:物体质量部分的压强梯度现象(注:在固态的具体物体内部,此"压强梯度"表现为"胁强"),也就是爱因斯坦的物体的空间广延性的具体体现。同时也引出了物体的非刚性及其具有内部空间结构的抽象性质([4]第六章)。于是,"万事俱备",只欠建立一个新的核心命题系统了。可以说,惯三律就是这个系统。广义惯性是由于把"重性"也归于同牛顿惯性一样的物体属性,所以,其革命意义也主要体现在"重力"方面。"引力"是对重力本质的错误认识。广义惯性与场概念把原来引力中的两个平权的物体分离开来:一个是仅表现广义惯性的一般(非整体)物体;另一个是具有产生重力场的特殊性的中心物体。一般物体与中心物体之间已经没有"力"的关系了。但通过重力场(原来引力场与自转惯性离心力合成的重力场涵义需要改变)有"能"的关系(见此文的"ρ空间与能"一节)。到此为止,广义惯性已经完成了其逻辑任务,即取消了引力及导出了中心物体的特殊性(当然也具有广义惯性的一般性)。这个特殊性的中心物体就是整体天体。于是,广义惯性与整体天体就构成了理论的内部逻辑性(也就是"自圆其说")。广义惯性取消了惯性质量与引力质量的区别。当然,更没有质量的第三个属性--产生引力场。说重力场是特殊的ρ空间,也有其对应的经验事实,即具有重力场的质量部分的天体,一般都具有密度及压强(也有温度及磁场因素)与中心距离近似反比分布(中聚度)的现象。同时,其现象也表明了这个天体(中心物体)的特殊性。中聚度现象已经是整体性的一种体现。(二)再看牛顿力学为什么人们回避牛顿第二定律中的"力"(外力)的反作用力就是物体的惯性力的道理呢?就是因为把重力也当作外力(引力)时,物体本身没有反作用力 --惯性力(重力加速度与物体质量的大小无关),这正是牛顿力学理论内部的不能"自圆其说"的地方,这也正是爱因斯坦所注意的地方。为了回避这矛盾性(无意识的),不得不让其"外力"担当"广义"的力的重任。"力是物体加速运动的原因"这一没有条件限制的观念,是牛顿力学最主要的思维定势。不管是相对的加速运动还是"绝对"的加速运动,人们都在头脑中马上反映出来要乘上物体的质量,使力成为其运动的原因。于是,其直接错误后果就是把非牛顿惯性系内或重力场内的物体"自由"或有阻力的"不自由"的加速运动,也当作有外力(不包括阻力)正在作用之。之所以把非牛顿惯性系中的外力惯性力叫做虚构力,是说明牛顿力学中还有第二个观念:"力是物体对物体的直接作用"--这是作用方式力,但有的教材除了摩擦力外,把作用方式力几乎都归结于弹性力则是错误的。又从这第二个观念来看其外力惯性力时,真的不存在另一个物体来表现之,只得权宜称为虚构力。当把重力也当作外力时,发现确实有另一个物体(中心物体)与之对应,这可是"真实"的外力了。麻烦又出现了,这个引力是超距作用性质的力,从作用方式力的观念角度来看时,又难理解了。为了让引力回复到可理解的直接作用性,又引起了从牛顿时代起至今的许多人去虚构在两个超距的物体之间飞来飞去的各种"微粒子",以此物来担当引力成为直接作用性的重任。引力本来也是虚构力,还要为这虚构的"东西"再虚构一些东西,麻烦可就大了。因为凡是具有质量的物体都具有广义惯性,也可以说是"万有"惯性。之所以惯性力学在力学体系中占有主要及重要的地位,而其他属性(如弹性与磁性等)力学占次要地位,且以"惯性力"作为力的物理单位,也是由于其"万有"的原因。但作为表现广义惯性力的重力的空间(重力场)及场源物体(整体天体)可不"万有"。这两个角度分不开,还会认为重力(引力)"万有",这又会回到为什么会超距作用的难理解的怪圈。广义惯性使探索"引力作用机制"的研究方向成为毫无意义的方向,是徒劳无功的方向,因为引力本身是由牛二律的局限性而派生出来的虚构的力。(三)再看广义相对论爱因斯坦特有的知识结构(马赫哲学、狭义相对论、四维时空、光、场及黎曼几何),决定了他走上了一条充满荆棘的理论之路。马赫的功绩是看到了牛顿力学体系中有一个缺陷,就是物体的运动状态依参考系的不同而有所不同,于是,作为判断牛顿惯性运动的前提也就成为不确定的了(相对性)。不得已,马赫把现象世界的远处的恒星当作其绝对参考系了。马赫的错误就是把牛顿惯性定律中的物体的属性(保持性)与其运动状态问题混在一起了。爱因斯坦受马赫哲学的启发,又发现了等效原理,但同时又继承了马赫的错误。被夸大为改变人们时空观念意义的四维时空,只不过是用"运动"(还是光运动)角度来规定空间的一种方法。规定有结构的空间可有各种方法,其各种方法是平权的。用什么方法来规定空间则取决于理论与实践的需要。如果去掉了"光速"的弯曲时空还有力学意义的话,与牛顿引力定律正是互为补充的关系本体性的场的描述:一个是以广义惯性"运动"的角度的描述;一个是以广义惯性"力"的角度的描述。而牛顿引力势所包含的空间意义,正是中心结构的ρ非均匀空间(重力场)的经验性的描述。终究是"描述",都不能代替核心命题性质的"表述"。没有明确的命题表述,其描述也就没有明确的理解前提。惯三律与广义相对论都以等效原理为其经验基础。只不过爱因斯坦又走上了光速的等效原理之路。而光速的等效原理是由"思维"实验得来的,且唯一能验证其理论的星光在太阳附近偏转现象,爱因斯坦在具体计算其偏转角度时,实际上是"非常谨慎地用惠更斯原理"([5]第23页)。而惯三律所依据的" 低速"等效原理,连幼儿园里的儿童都可以感觉到坐滑梯时的加速度与坐汽车时的汽车加速度的区别,因其身体内有胁强的有否或大小之区别。战斗机飞行员已经体验了低速等效原理的所有内涵。所以,任何脱离与回避"低速"等效原理的力学理论,肯定是不会成功的理论,因为其现象普遍存在于客观世界,且与力学密切相关。爱因斯坦之所以对"光"情有独钟,也许是无意识的回避其理论中的一个内在矛盾:"产生"引力场的中心质量(中心物体)必须很大,而体现弯曲时空(引力场)作用的物体必须很小且产生与不产生引力场无关紧要,这与引力中的两个平权的物体涵义是矛盾的。而"光子"正好是最小的物体,也就回避了这个矛盾。只有"整体天体才产生重力场"的结论,才可以解决这个矛盾。引力波、黑洞与四种相互作用力的统一的课题,来源于爱因斯坦。引力已经不存在了,当然"引力"波也不存在了;如果重力场有边界,重力场就与电磁场不同,当然引力"波"也不存在了。如果以光线在重力场中弯曲的角度而导出的"黑洞",黑洞不存在,因为光线在重力场中弯曲的原理不是由于"引力";如果是由于"弯曲时空"原理而导出的"黑洞",黑洞也不存在,因为本来弯曲时空是由光线的弯曲(光子的广义惯性运动)而规定出来的,反过来又认为光线的弯曲是由弯曲时空所造成的,这是什么逻辑?如果光线在重力场中有红移效应,那么,由此原理而导出的黑洞,黑洞有可能存在。引力都不存在了,也就无所谓四种相互作用力的统一的问题。目前的"大统一理论"仅剩下"引力"没有被统一进去,也正说明了这个问题。经归纳的现象)再变为抽象层次的基本概念的过程,是人们最不习惯的过程,总不容易摆脱"具象"。之所以不习惯,其原因之一也是因为人们先有了原来理论的抽象及已经习惯了的思维方式,即使有了"具象"也看不到其抽象意义。而由抽象变为"具象"的过程,那可容易多了,但也往往"具象"出来客观世界不存在的东西。从逻辑学角度,基本概念是不能被其它概念来定义的概念,其内涵具有一定的模糊性。ρ空间也是如此,只能用"感觉"到的物体质量部分的压强梯度现象来说明之,但又不是压强梯度本身。"真空"是具象空间,真空里照样存在"重力场"的ρ梯度值的有否,可用具象的压强梯度来检验之。但不能认为真空是ρ均匀空间。ρ空间与压强梯度的关系可类比铁粉末直观表现磁场结构的关系。摆脱不了具象,不能变为一个基本概念,也是爱因斯坦的"一无所有"的空间怎能分出两种空间的困惑原因之一,而用"运动"规定出来的弯曲时空又不能区分出是表述了物体的广义惯性还是表述了场的属性。特别强调的是:物体内部空间只能指物体质量部分所占据的空间,也是爱因斯坦晚年醒悟的"物体具有空间广延性"的涵义;而重力场空间不仅包含质量部分(整体天体)的空间,也包含没有质量部分的空间。这样就避免了变为"一无所有"的无边界的抽象参考系而带来的"相对"不清的问题。总的说来,ρ空间仅在数学形式上是标量场(其梯度为矢量场),但在物理意义上,则包含了表述广义惯性、可变为物体内部空间及重力场的本体性场、势、能、熵与质量部分的压强梯度等涵义。

简单粗暴的方式就是好别人发表的文章(应用物理)上的,把他们的格式套过去~

这是我们老师给的参考题目,至于资料百度一下就可以了。参考题目:1. 惯性质量与引力质量相等的实验验证。2. 谈谈伽利略的相对性原理。3. 惯性系与非惯性系中物理学规律之间联系的讨论。4. 生活中的惯性力,科里奥利力,举例说明自然界中的科里奥利效应。5. 谈谈角动量守恒及其应用。6. 质心参照系的利用。7. 论述“嫦娥一号”奔月的主要过程及其其中的物理学原理。8. 谈谈刚体中的打击中心问题。9. 谈谈冰箱的工作原理及如何实现冰箱节能。10. 论述汽车发动机与热力学的关系。11. 论述燃煤电厂效率提高的发展趋势。12. 热力学第一定律及其思考。13. 热力学第二定律及其思考。14. 举例说明永动机是不可能制成的。15. 从热力学第二定律的角度论述生命活动的本质。16. 谈谈日常生活中的混沌现象。17. 举例说明乐器中的物理学。18. 谈谈共振的应用及其危害。19. 谈谈阻尼振动的应用及其危害。20. 举例说明多普勒效应及其应用。21. 杨氏双缝干涉实验的结果及其思考。22. 谈谈等厚干涉及其应用。23. 谈谈偏振光的产生及其应用。24. 全息照相在光学工程中的应用。 25. 物理与新技术(与自己的专业相结合,比如:“物理与航天技术”、“物理与光学技术”、“物理与发动机” 、“物理与生命活动”等)。 希望对楼主有帮助。。

课 题 偏振光现象的研究1.观察光的偏振现象,掌握产生与检验偏振光的条件和方法;教 学 目 的 2.测量布儒斯特角;3.验证马吕斯定律。重 难 点 1.激光器与光具组的共轴调节;2.布儒斯特角的测定。 教 学 方 法 讲授、讨论、实验演示相结合。 学 时 3个学时一、前言 光的偏振是指光的振动方向与光的传播方向的不对称性.偏振现象是证明光为横波的最有力的证据,在科学上具有极其重要的意义。它不但丰富了光的波动说的内容,而且具有重要的应用价值。 自然光是各方向的振幅相同的光,对自然光而言,它的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内可取所有可能的方向,没有一个方向占有优势.若把所有方向的光振动都分解到相互垂直的两个方向上,则在这两个方向上的振动能量和振幅都相等.线偏振光是在垂直于传播方向的平面内,光矢量只沿一个固定方向振动.起偏器是将非偏振光变成线偏振光的器件;检偏器是用于鉴别光的偏振状态的器件。 二、实验仪器 He-Ne激光器,光具座,光靶,光学测角台,偏振片,黑玻璃镜,1/2波片,1/4波片,白屏,光功率计等三、实验原理1.光的偏振性 光波是波长较短的电磁波,电磁波是横波,光波中的电矢量与波的传播方向垂直。光的偏振观象清楚地显示了光的横波性。光大体上有五种偏振态,即线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、自然光和部分偏振光。而线偏振光和圆偏振光又可看作椭圆偏振光的特例。(1)自然光 光是由光源中大量原子或分子发出的。普通光源中各个原子发出的光的波列不仅初相彼此不相关,而且光振动方向也是彼此不相关的,呈随机分布。在垂直于光传播方向的平面内,沿各个方向振动的光矢量都有。平均说来,光矢量具有轴对称而且均匀的分布,各方向光振动的振幅相同,各个振动之间没有固定的相联系,这种光称为自然光或非偏振光(见下图)。  我们设想把每个波列的光矢量都沿任意取定的x轴和y轴分解,由于各波列的光矢量的相和振动方向都是无规则分布的,将所有波列光矢量的x分量和y分量分别叠加起来,得到的总光矢量的分量Ex和Ey之间没有固定的相关系,因而它们之间是不相干的。同时Ex和Ey的振幅是相等的,即Ax=Ay。这样,我们可以把自然光分解为两束等幅的、振动方向互相垂直的、不相干的线偏振光。这就是自然光的线偏振表示,如下图(a)所示。分解的两束线偏振光具有相等的强度Ix=Iy,又因 自然光强度I=Ix+Iy  所以每束线偏振光的强度是自然光强度的1/2,即 通常用图(b)的图示法表示自然光。图中用短线和点分别表示在纸面内和垂直于纸面的光振动,点和短线交替均匀画出,表示光矢量对称而均匀的分布。(2)线偏振光  光矢量只沿一个固定的方向振动时,这种光称为线偏振光,又称为平面偏振光。光矢量的方向和光的传播方向所构成的平面称为振动面,如图(a)所示。线偏振光的振动面是固定不动的,图(b)所示是线偏振光的表示方法,图中短竖线表示光振动在纸面内,点表示光振动垂直于纸面。(3)部分偏振光 这是介于线偏振光与自然光之间的一种偏振光,在垂直于这种光的传播方向的平面内,各方向的光振动都有,但它们的振幅不相等,如图(a)所示。这种部分偏振光用数目不等的点和短线表示。在图(b)中,上图表示在纸面内的光振动较强,下图表示垂直纸面的光振动较强。要注意,这种偏振光各方向的光矢量之间也没有固定的相的关系。(4)圆偏振光和椭圆偏振光  这两种光的特点是在垂直于光的传播方向的平面内,光矢量按一定频率旋转(左旋或右旋)。如果光矢量端点轨迹是一个圆,这种光叫圆偏振光(见图(a))。如果光矢量端点轨迹是一个椭圆,这种光叫椭圆偏振光(见图(b))。2. 布儒斯特角 当光从折射率为n1的介质(例如空气)入射到折射率为n2的介质(例如玻璃)交界面,而入射角又满足时,反射光即成完全偏振光,其振动面垂直于入射面。iB称布儒斯特角,上式即布儒斯特定律。显然,θB角的大小因相关物质折射率大小而异。若n1表示的是空气折射率,(数值近似等于1)上式可写成3.马吕斯定律 如果光源中的任一波列(用振动平面E表示)投射在起偏器P上(如下图),只有相当于它的成份之一的Ey(平行于光轴方向的矢量)能够通过,另一成份Ex(=E cosθ)则被吸收。与此类似,若投射在检偏器A上的线偏振光的振幅为E0,则透过A的振幅为E0 cosθ(这里θ是P与A偏振化方向之间的夹角)。由于光强与振幅的平方成正比,可知透射光强I随θ而变化的关系为这就是马吕斯定律。4.波片 若使线偏振光垂直入射一透光面平行于光轴,厚度为d的晶片,此光因晶片的各向异性而分裂成遵从折射定律的寻常光(o光)和不遵从折射定律的非常光(e光)。因o光和e光在晶体中这两个相互垂直的振动方向有不同的光速,分别称做快轴和慢轴。设入射光振幅为A,振动方向与光轴夹角为θ,入射晶面后o光和e光振幅分别为Asin θ和Acos θ,出射后相位差式中λ0是光在真空中的波长,no和ne分别是o光和e光的折射率。这种能使相互垂直振动的平面偏振光产生一定相位差的晶片就叫做波片。 如果以平行于波片光轴方向为x坐标,,垂直于光轴方向为y坐标出射的o光和e光可用两个简谐振动方程式表示:该两式的合振动方程式可写成一般说来,这是一个椭圆方程,代表椭圆偏振光。但是当 (k=1、2、3…)或 (k=0、1、2…)时,合振动变成振动方向不同的线偏振光。后一种情况,晶片厚度可使o光和e光产生(2k+1)λ/2的光程差,这样的晶片称做半波片,而当 (k=1、2、3…)时,合振动方程化为正椭圆方程这时晶片厚度,称做1/4波片。它能使线偏振光改变偏振态,变成椭圆偏振光。但是当入射光振动面与波片光轴夹角θ=45°时,Ae=Ao,合振动方程可写成 即获得圆偏振光。四、实验内容与步骤1.布儒斯特角的测定 在光具座上,由氦氖激光器发出的光束擦盘直接入射到立在光学测角台直径上的黑玻璃镜面,先转动测角台,使反射光束原路返回,由此定出入射光束的零度方位,利用滑动座的升降微调装置适当降低角度盘,然后再从入射角为10°~85°范围内寻找反射光束通过检偏器后,光强变到最小(甚至为零)时的角度(器件布置示如下图,也可直接用白屏观察)。这里的检偏器是一个能在支架上转动的偏振片,支架锁紧在测角台的转臂上。用检偏器检查任一反射光束,都是偏振光,在改变入射角的过程中,检偏器透振轴指向水平方向(为什么?)。为了更准确的测量,可以选取48°~64°角的入射角范围,根据消光位置找出布儒斯特角。测量5次,取平均值,将数据填入表(一)。2.马吕斯定律的验证 如果光源中的任一波列(用振动平面E表示)投射在起偏器P上,只有相当于它的成分之一的(平行于光轴方向的矢量)能够通过,另一成分则被吸收。若投射在检偏器A上的线偏振光的振幅为E0,则透过A的振幅为(这里 是P与A偏振方向之间的夹角)。由于光强与振幅的平方成正比,所以透射光强I随而变化的关系为 这就是马吕斯定律。 实验内容:让激光束垂直通过起偏器成为偏振光,用检偏器检查时,使两个偏振器的透振方向的夹角在从0°转动一周的过程中,用连接光电流放大器的光电探头测量透射光强的相对值I,每10°读取一次数据。将数据填入表(二),然后画出I-关系曲线,或将实验数据输入计算机打印出关系曲线。3.分析半波片的作用(选做) 在由布儒斯特窗和偏振棱镜联合组成的起偏器D和检偏器A之间加入半波片H,并使其绕水平轴转动360°,观察屏幕上发生消光现象的次数;然后使起偏器的偏振面与检偏器的光轴正交,加入半波片后,将它转到消光位置,再分别转动15°,30°,45°,60°,75°和90°,相应记录每次将A逐次转到消光位置所需转动的角度,根据实验数据分析半波片的作用。将数据填入表(三)中,并作解释。4.分析1/4波片的作用(选做) 先使线偏振光的偏振面P与检偏器A的光轴正交(这时通过A的光强显示最小),然后在两个偏振棱镜之间加入1/4波片Q,并转动Q,直到通过A的光强恢复到最小。从此位置每当Q转动15°,30°,45°,60°,75°和90°时,都将A转动360°,将数据填入表(四)中,并作解释。五、数据表格及数据处理1. θB的测定表 (一)θB1 θB2 θB3 θB4 θB557.5° 57.9° 57.0° 56.5° 56.3°θB平均值=57.0°不确定度的计算:2. 马吕斯定律的验证表 (二) 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80° 90° 100° 110° 120°I 758 670 558 450 300 171 67 22 12 45 132 248130° 140° 150° 160° 170° 180° 190° 200° 210° 220° 230° 240° 250°380 515 640 737 794 803 777 720 602 470 322 186 85260° 270° 280° 290° 300° 310° 320° 330° 340° 350° 360°19 11 38 118 239 377 501 640 718 775 793画出I-关系曲线3. 分析半波片的作用表 (三)λ/2波片转动角度 15° 30° 45° 60° 75° 90°检偏器转动角 4.分析1/4波片的作用表 (四)λ/4波片转动角度 15° 30° 45° 60° 75° 90°检偏器转动360°过程中看到的现象 六、注意事项 1、保护光学元件的光学表面,不得触摸光学元件的光学表面。 2、激光管两端的高压引线头是裸露的,且激光电源空载输出电压高达数千伏,要警惕误触。 3、激光束光强极高,切勿用眼睛对视,防止视网膜遭永久性损伤。七、思考题 1、有四束光,它们的偏振态分别是:线偏振光,圆偏振光,椭圆偏振光和自然光,怎样鉴别它们?答:用一块检偏振器分别对四束光迎光旋转检验,当检偏振器旋转一周,发现出射光强两个方位最大,两个方位为零时,该光就是线偏振光;出射光强两个方位最大,两个方位变小时,该光即是椭圆偏振光;当出射光强不变时为圆偏振光和自然光.然后再区别圆偏振光和自然光.将这两束光分别通过l/4波片.通过l/4波片后,自然光还是自然光,用旋转的检偏振器检验,仍然光强不变;而圆偏振光通过l/4波片后变为线偏振光,用检偏振器检验,出现两次最大,两次零光强. 2. 三块外形相同的偏振片、1/2波片、1/4波片被弄混了,能否把它们区分开来?需要借助什么工具?答:用实验室中的光滑桌面(或玻璃板面)反射钠光,透过三块未知的偏振器件观看反射的钠光,在此过程中,一边旋转偏振器件,一边改变反射光方向,三块偏振器件中必有一块出现"两明两零"的现象,它就是偏振片.此时,钠光的入射角就是布儒斯特角,反射光是振动面垂直于入射面的线偏振光.另两块是波片,无论怎样旋转它,无论怎样改变反射光线的方向,光强都不发生变化.现在有了一块偏振片,还有已知振动方向的线偏振光.将两块波片分别迎着线偏振光旋转,用偏振片检验出射光强的变化.如果不管在什么方位,总是出现"两明两零"的现象,这块波片一定是l/2波片,因为线偏振光经过l/2波片后仍然是线偏振光.而线偏振光通过l/4波片,仅在线偏振光的振动方向平行(或垂直)l/4波片晶轴的情况下,才会出射线偏振光.在线偏振光振动方向与晶轴成450角时,出射圆偏振光,一般情况下出射椭圆偏振光. 3、用怎样的措施获得圆偏振光? 答:让自然光通过起偏镜,得到振动方向平行于起偏镜透振方向的线偏振光.再让线偏振光通过一块1 /4波片,波片晶轴z与线偏振光振动方向成45度角,自l/4波片出射的就是圆偏振光.选取l/4波片使分解的o光和e光有±π/2的相位差,光轴z与入射线偏振光振动方向45度的夹角,可使分解的o光和e光有相等振幅.八、教学后记 一定要对学生强调激光器切不可用眼睛直视,以免出现人生伤害事故;本实验要测量的数据较多,实验的实际操作比较繁琐,因而学生感到完成实验有一定难度,因此在授课中强调学生一定要耐心;实验中要让学生在出现故障时,学会排除故障,并且能够自己动手解决问题,培养学生的动手能力。 执笔人:陈晨

基因芯片在药物检测中的应用论文

1998 年底美国科学促进会将基因芯片技术列为 1998 年度自然科学领域十大进展之一,足见其在科学史上的意义。现在,基因芯片这一时代的宠儿已被应用到生物科学众多的领域之中。它以其可同时、快速、准确地分析数以千计基因组信息的本领而显示出了巨大的威力。这些应用主要包括基因表达检测、突变检测、基因组多态性分析和基因文库作图以及杂交测序等方面。在基因表达检测的研究上人们已比较成功地对多种生物包括拟南芥( Arabidopsis thaliana )、酵母(Saccharomyces cerevisiae)及人的基因组表达情况进行了研究,并且用该技术(共 157,112 个探针分子)一次性检测了酵母几种不同株间数千个基因表达谱的差异 。实践证明基因芯片技术也可用于核酸突变的检测及基因组多态性的分析,例如对人 BRCA Ⅰ基因外显子11、 CFTR 基因 、β - 地中海贫血 、酵母突变菌株间 、 HIV-1 逆转录酶及蛋白酶基因(与 Sanger 测序结果一致性达到 98% ) 等的突变检测,对人类基因组单核苷酸多态性的鉴定、作图和分型 ,人线粒体 16.6kb 基因组多态性的研究 [24] 等。将生物传感器与芯片技术相结合,通过改变探针阵列区域的电场强度已经证明可以检测到基因( ras 等)的单碱基突变 。此外,有人还曾通过确定重叠克隆的次序从而对酵母基因组进行作图。杂交测序是基因芯片技术的另一重要应用。该测序技术理论上不失为一种高效可行的测序方法,但需通过大量重叠序列探针与目的分子的杂交方可推导出目的核酸分子的序列,所以需要制作大量的探针。基因芯片技术可以比较容易地合成并固定大量核酸分子,所以它的问世无疑为杂交测序提供了实施的可能性,这已为实践所证实。在实际应用方面,生物芯片技术可广泛应用于疾病诊断和治疗、药物筛选、农作物的优育优选、司法鉴定、食品卫生监督、环境检测、国防、航天等许多领域。它将为人类认识生命的起源、遗传、发育与进化、为人类疾病的诊断、治疗和防治开辟全新的途径,为生物大分子的全新设计和药物开发中先导化合物的快速筛选和药物基因组学研究提供技术支撑平台。 由于所有药物(或兽药)都是直接或间接地通过修饰、改变人类(或相关动物)基因的表达及表达产物的功能而生效,而芯片技术具有高通量、大规模、平行性地分析基因表达或蛋白质状况(蛋白质芯片)的能力,在药物筛选方面具有巨大的优势。用芯片作大规模的筛选研究可以省略大量的动物试验甚至临床,缩短药物筛选所用时间,提高效率,降低风险。随着人类基因图谱的绘就,基因工程药物将进入一个大发展时期,在基因工程药物的研制和生产中,生物芯片也有着较大的市场。以基因工程胰岛素为例,当我们把人的胰岛素基因转移到大肠杆菌细胞后,我们就需要用某种方法对工程菌的基因型进行分析,以便确证胰岛素基因是否转移成功。过去人们采取的方法叫做“限制性片段长度多态性”(简称RELP),这种方法非常地烦琐复杂,在成本和效率方面都不如基因芯片,今后被芯片技术取代是必然的趋势。通过使用基因芯片筛选药物具有的巨大优势决定它将成为本世纪药物研究的趋势。 包括基因表达检测、寻找新基因、杂交测序、基因突变和多态性分析以及基因文库作图以及等方面。1、基因表达检测。人类基因组编码大约10万个不同的基因,仅掌握基因序列信息资料,要理解其基因功能是远远不够的,因此,具有监测大量mRNA(信使RNA,可简单理解为基因表达的中介物)的实验工具很重要。有关对芯片技术检测基因表达及其敏感性、特异性进行的研究实验表明芯片技术易于监测非常大量的mRNAs并能敏感地反映基因表达中的微小变化。利用基因芯片技术人们已比较成功地对多种生物包括拟南芥、酵母及人的基因组表达情况进行了研究,并且用该技术(共157,112个探针分子)一次性检测了酵母几种不同株间数千个基因表达谱的差异。2、寻找新基因。有关实验表明在缺乏任何序列信息的条件下,基因芯片也可用于基因发现,如HME基因和黑色素瘤生长刺激因子就是通过基因芯片技术发现的。3、DNA测序。人类基因组计划的实施促进了更高效率的、能够自动化操作的测序方法的发展,芯片技术中杂交测序技术及邻堆杂交技术即是一种新的高效快速测序方法。如使用美国Affymetrix公司1998年生产出的带有13.5万个基因探针的芯片就可以使人类DNA解码速度提高了25倍。4、核酸突变的检测及基因组多态性的分析。有关实验结果已经表明DNA芯片技术可快速、准确地研究大量患者样品中特定基因所有可能的杂合变异。对人类基因组单核苷酸多态性的鉴定、作图和分型,人线粒体16.6kb基因组多态性的研究等。随着遗传病与癌症相关基因发现数量的增加,变异与多态性分析必将越来越重要。

现在,生物技术的发展更是突飞猛进,这必将促成生物检测方法的不断补充和完善。 下面是我为大家整理的食品生物技术论文,希望你们喜欢。

食品检测中的生物技术分析

摘要:近年来,食品安全问题得到了全社会的关注,食品检测技术得到了更多的重视,生物技术等新兴的食品检测技术也因此而得到了广泛的应用。文章在简要介绍生物技术的基础上,详细阐述了生物技术在食品检测中的应用,以期为生物技术的发展与应用提供新的思路。

关键词:食品检测生物技术应用

食品安全问题是由于食品中含有毒、有害物质,对人体健康产生危害而造成的公共卫生问题。近年来,食品安全问题已成为人们普遍关注的社会热点问题,引起了政府和公众的广泛重视。目前,国内的食品安全问题的产生既有政府监管不严、制度体系不完全的原因,也有食品检测技术不够科学先进的原因。随着食品工业的快速发展,对食品检测技术提出了更高的要求,传统分析方法难以满足当前食品检测的需要,灵敏度高、特异性强、简便快捷的生物技术逐渐在食品检测领域大放异彩,文章将对此进行详细论述。

一、生物技术概述

生物技术是利用生物有机体及其组成部分,或是利用其组织、细胞、酶来合成、转化、降解,从而实现生产产品等目的的技术。生物技术在食品领域的应用已经有几百年的历史,从最初的面包、酱油生产,如今已延伸到食品领域的各个方面,得到了长足的发展和不断的完善。现代生物技术是建立在细胞生物学等学科基础之上的高科技技术,包括细胞工程、酶工程、基因工程、发酵工程等诸多类技术。细胞工程是以动物、植物细胞及细胞融合技术为基础的一类生物技术,主要用于食品生产;酶工程是通过特定细胞酶来控制食品生产过程中的物质转化;基因工程是通过重组基因来改造食品生物特性,起到生产特殊产品的作用;食品发酵技术如今已发展为发酵工程学,用于预定食品及成分的生产。

二、生物技术在食品检测中的应用

生物技术在食品检测中的应用,表现在食品中微生物、转基因成分等对人体有毒有害物质的检测。例如借助细菌学、血清学方法可以检测食品中是否含有致病菌,但是这些传统生物技术方法操作繁琐,耗时较长,目前应用更多的是操作简便、快捷且精准的生物芯片、胶体金免疫层技术、PCR技术、酶联免疫吸附法、基因探针等生物技术。

1.生物芯片的应用

生物芯片技术是建立在现代生物化学、物理化学、计算机科学等诸多学科交叉的基础上的,检测原理是利用生物分子间的抗原、抗体等亲和反应或碱基对互补杂交,检测、分析样品中的成分。由于生物芯片技术可在小面积内对多种生物分子进行并行检测分析,分析量很大,因而检测效率较高,检测结果具有很好的可比性。

生物芯片包括基因芯片和蛋白质芯片。基因芯片是将基因探针固化在检测工具表面,利用软件分析检测工具与样品间发生的基因杂交信息,从而检测出遗传信息。基因芯片可同时进行定性定量检测,能够快速检测分析大量序列的杂交信息。蛋白质芯片的原理则是利用生物分子间的特异性结合来测定样品成分,具体操作与基因芯片技术类似。基于基因芯片和蛋白质芯片的原理及特点,生物芯片技术通常用于转基因食品、原料、病原微生物的检测。

2.胶体金免疫层技术的应用

一直以来,胶体金免疫层技术在医学领域得到了广泛的应用,近年来逐渐应用于食品检测领域。胶体金免疫层技术具有操作简单、耗时较短等优势,一般需要定性分析或半定量分析,主要用于有害微生物、药物残留、违禁药物的检测。该技术用于有害微生物的检测较多,例如检测食品中是否含有大肠杆菌、沙门氏菌、霍乱弧菌等致病菌,较为常见的检测方法是双抗体夹心法;用于药物残留的检测是通过制得的抗体抗原与药物残留反应来分析食品中是否含有黄曲霉毒素、磺胺类药物、氯霉素等残留;用于违禁药物的检测一般是利用竞争免疫层析法来分析食品中是否含有罂粟碱、吗啡等物质。目前国内应用胶体金免疫层技术仍处于初级阶段,尚未投入广泛的应用,还有待新型免疫层析产品的开发、研制。

3.PCR技术的应用

PCR技术是上世纪八十年代产生的一种技术,借助体外扩增DNA来实现转基因食品以及病原微生物的检测。传统PCR技术早于1992年便用于病原菌的检测,但直到近年来才得到广泛应用,目前可用于检测沙门氏菌、肠出血性大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等。但在实际应用中,传统技术存在一些缺陷,无法定量检测,而且存在死细菌的环境下检测结果不准确,难以检测微生物毒素,因此在传统技术的基础上经过一系列改进和技术融合产生了多种改进的PCR技术,包括实时定量的PCR技术、PCR―DGGE技术、巢式及半巢式PCR技术等。定时定量的PCR技术是在传统技术中加荧光基团来实现实时检测,能够做定量分析,主要应用于检测外源基因污染、病原微生物、掺假量等,例如检测葡萄中的曲霉菌、肉骨粉中的牛羊源成分。PCR―DGGE技术在传统PCR技术基础上结合变性梯度凝胶电泳技术,不仅特异性强,而且敏感度高。巢式及半巢式PCR技术通过设计两对或1对半引物来降低假阳性结果的产生,使检测下限大幅度下降,检测结果通常无需其他方法再验证。

4.酶联免疫吸附法的应用

酶联免疫吸附法是利用免疫或酶促反应来进行食品检测,具有操作简便、特异性强、耗时短、灵活、可批量检测的优势。酶联免疫吸附法用于有毒有害物质的检测比常规培养法耗时少三至四天,而且无需特殊设备支持,结果易于观察辨别,样品易于保存,例如有研究用该法检测牛奶中的沙门氏菌敏感性100%、特异性99.7%,检测时间不超过3天,因而广泛应用在黄曲霉毒素等毒素检测、残留药物检测、过敏原检测、生理活性物质检测、转基因食品检测等领域。

5.DNA探针技术的应用

DNA探针技术利用碱基对结合原理制成DNA探针,能够检测样品中的碱基序列,从而判定样品基因序列。由于该技术操作简便,而且检测结果精确度高,应用十分广泛,通常用于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等检测。DNA探针技术主要有异相杂交和同相杂交两种技术,其关键在于针对检测目标构建相应的DNA探针,只有DNA探针的基因序列具有针对性和特异性,方能取得理想的检测结果。

三、结语

近年来,随着生物技术的发展和进步,其在食品安全领域发挥了越来越重要的作用,在食品检测的各个方面得到了广泛的应用。然而虽然生物技术普遍具有成本低、操作简便、效率高、特异性高等优势,但是在实际应用中各种生物检测技术均存在自身的局限性,需要结合实际需要灵活选择、搭配。为了更好的提高食品检测水平,解决食品安全问题,还需要开发新的生物检测技术和方法,对现有技术方法不断进行优化,这需要相关领域的专家学者持续不懈的努力

参考文献

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光电检测在生活中的应用论文

光的干涉应用的新进展 光的干涉无处而不在,如在日光照射下,肥皂泡的薄层色及昆虫翅膀上的彩色便是最明显的例子。这仅在生活中光的干涉便随处可见,那么在它的实际应用岂不更让人意想不到。光的干涉最要的前提条件就是:必须满足传播方向相同、初相位恒定、频率相同。对于光干涉最开始的意愿是为了测单色光的波长,然而现在我们熟悉的照相机便也运用了光的干涉,普通照相是把照相机的镜头对着被拍摄的物体,让从物体上反射的光进入镜头,在感光底片上产生物体的像。感光底片上记录的是从物体上各点反射出来的光的强度。一、全息照相是应用光的干涉来实现的。它用激光(是良好的相干光)作光源。全息照相的原理如图所示,激光束被分成两部分:一部分射向被摄物体,另一部分射向反射镜(这束光叫参考光束)。从物体上反射出来的光(叫做物光束)具有不同的振幅和相位,物光束和从反射镜来的参考光束都射到感光片上,两束光发生干涉,在感光片上产生明暗的干涉条纹,感光片就成了全息照相。干涉条纹的明暗记录了干涉后光的强度,干涉条纹的形状记录了两束光的位相关系。 从全息照片的干涉条纹上不能直接看到物体的像,为了现出物体的像,必须用激光束(参考光束)去照射全息照片,当参考光束通过全息照片时,便复现出物光束的全部信息,于是就能看到物体的像。二、光学千涉生物传感器的建立及其在多种生物分子识别中的应用1.光学千涉生物传感器系统的设置(1)光学干涉生物传感器的硬件构成 (2)聚荃乙烯薄膜厚度与光学常数的测定及软件的编译2.光学干涉生物传感器敏感膜的构建3.光学干涉生物传感器在多种类型分子识别中的应用(1)酶标记的表面抗原一表面抗体相互作用(2)寡核昔酸分子杂交实验(3) L一天冬酞胺酶B细胞表位的筛选(4)不同细胞与固定化凝集素的相互作用三、当前光刻技术的主要研究领域及进展 1.光学光刻 光学光刻是通过光学系统以投影方法将掩模上的大规模集成电路器件的结构图形"刻"在涂有光刻胶的硅片上,限制光刻所能获得的最小特征尺寸直接与光刻系统所能获得的分辨率直接相关,而减小光源的波长是提高分辨率的最有效途径。因此,开发新型短波长光源光刻机一直是国际上的研究热点。 2.极紫外光刻(EUVL)极紫外光刻用波长为10-14纳米的极紫外光作 光源。虽然该技术最初被称为软X射线光刻,但实际上更类似于光学光刻。所不同的是由于在材料中的强烈吸收,其光学系统必须采用反射形式。如果EUVL得到应用,它甚至可能解决2012年的0.05微米及以后的问题,对此发展应予以足够重视。总的来说,随着科学技术的迅速发展,在科学和技术领域中人们不断地利着光的干涉原理解决了许多复杂的实际问题。让我们更加深刻的认识光的干涉现象,以便日后更好的利用光的干涉知识解决生产及生活中的问题

建议去科技论文网去查,你去你们学校图书馆问问,有没有买什么数据库,一般学校都有的。然后输入你的关键字去查都能查到。透光脉动传感器的影响因素研究 论文透光脉动传感器是一种非接触式光电检测装置,通过对混凝过程中形成的絮体颗粒的检测,可以得到反映颗粒聚集状态的检测参数R。其检测不受混凝剂种类以及原水水质等条件的限制,其输出值不受取样管管壁的粘污以及电子元件老化、漂移等不利因素的影响,广泛适用于饮用水处理以及工业废水处理中混凝过程的在线连续检测[1]。以该传感器为核心的透光脉动混凝投药控制系统在高浊度水的混凝剂自动投加控制方面得到了良好的应用[2],近年来开始在常规浊度水的混凝剂自动投加控制方面得到应用[3]。在实际使用中,透光脉动传感器的检测性能受诸多因素的限制。作者在综合实践应用经验和试验结果的基础上对透光脉动传感器的主要影响因素进行了研究,并确定了其最优工作参数。1 透光脉动传感器 透光脉动传感器由水样检测部分和信号处理部分构成,分别完成信号的检测和处理,其工作原理如图1所示。由光源发射一束狭窄的光照射到传感器取样管中流动的悬浮液,透过光由光检测器接收并转换成电信号,然后通过后续的信号处理电路完成对电信号的处理,输出透光脉动检测值。检测值可以通过数码显示器(LED)显示,也可以通过输出端子输出,通过接口与计算机等连接,以实现检测值的在线采集和分析处理。式中:L—取样管管径; A—光柱有效照射面积; Ni—第i种颗粒的数量浓度; Ci—第i种颗粒的散射截面积。 从表达式可以看出,在被检测对象即悬浮液中颗粒的性质一定的情况下,检测值受光源的有效照射面积及取样管管径等因素的影响。在实际应用中,取样流速和传感器信号处理部分的放大倍数等因素也对检测值有明显影响,下面将对这些影响因素进行具体分析。2 影响因素分析2.1 光源的影响 对于透光脉动传感器来说,光源的选择无疑是至关重要的。受透光脉动检测技术的限制,只有当被测水样体积足够小时,颗粒的脉动现象才能被传感器检测到。在实际应用中为保证检测效果,必须尽量减小光柱的有效照射面积,因此应选择发射角小的光源,如激光二极管。 在水处理领域,国际标准化组推荐使用波长为860nm的近红外光和550nm的紫外光作为光源[4]。为了保证传感器的灵敏度,光源发射光的波长应随着被测颗粒尺寸的增大而增大,对于透光脉动传感器来说,它检测的是尺寸较大的絮体颗粒,因此宜选择发射波长为860nm的光源。在860nm处水中的溶解性物质对光的吸收非常弱,这一点对于没有色度补偿的透光脉动传感器来说很重要。2.2 取样流速的影响 由透光脉动检测技术特性可知[5],颗粒的脉动频率与取样流速有关,只有在保证最低取样流速,使得被检测水样能及时得到一定程度的更新的前提下,经过处理后的检测信号才能真实地反映出颗粒的脉动情况,且此时检测值应与取样流速无关。为了验证取样流速对检测值的影响,用内径为3mm的取样管分别对未混凝和混凝的悬浮液进行了连续检测。对于未混凝的悬浮液,当取样流量小于20mL/min时,此时水样流速太小,脉动信号的频率过低,其在信号处理过程中被滤波电路滤掉一部分,从而导致检测值偏小。取样流量在20mL/min左右时检测值波动较大,而当取样流量大于25mL/min时检测值比较稳定,仅当取样流量达到100mL/min时,检测值才略有下降。从试验结果可得,当取样流量在25mL/min以上即取样流速在0.06m/s以上时,检测值与取样流速无关。对于混凝的悬浮液,当取样流量为25~40mL/min即取样流速为0.06~0.094m/s时,流量变化对检测值的影响很小,而当取样流量大于50mL/min后,取样管中层流剪切力造成絮体明显破碎,导致检测值随流量的增大有明显的下降趋势,当取样流量降低后,絮体破碎程度降低,检测值则重新升高。 试验结果表明,当取样管管径为3mm时,对于未混凝的悬浮液,取样流速在0.06m/s以上时检测值与取样流速无关;而对于混凝的悬浮液,为了保证检测值能反映絮体颗粒真实的聚集情况,应尽量避免絮体在取样过程中的破碎,将取样流速合理的控制在0.06~0.094m/s。2.3 取样管管径的影响絮体在取样管中层流剪切力的作用下会有一定程度的破碎,检测值将受到影响。研究表明,层流的平均剪切率和管径的立方成反比,和流速成正比,因此除通过适当降低取样流速外,还可以通过增大取样管管径的方式来减小剪切率。取样管管径可以根据使用目的以及所检测水样的絮凝情况综合考虑,例如在实验室小试研究中,为了尽量节约试验用水,取样管管径宜选择得小一些,如3mm,在适当控制取样流速的情况下,可以保证絮体基本不破碎。从图4可看出,当取样管管径小至1mm时管中的平均剪切率变得非常大,例如当取样流量仅为2.5mL/min时,剪切率即达到约300s-1,这样高的剪切率很容易造成絮体的破碎。因此,在实际应用中往往不是用1mm的取样管来检测颗粒的聚集过程,而是充分利用层流剪切力对悬浮液中颗粒的破碎作用,将其用于研究絮体颗粒的抗剪性能或者颗粒物质在悬浮液中的分散过程等[6]。 在水处理工艺中,混凝效果良好时形成的絮体颗粒粒径较大,絮体强度相对较小,特别是在原水浊度较高、投药量较大的情况下;另外,为了保证在长时间运行时取样管不易被沉积物堵塞,必须保证较大的取样流速,这样都容易导致絮体的破碎。当取样管管径仅为3mm时,颗粒破碎程度明显增大,此时需要选择管径较大的取样管。生产实践表明,当取样管管径增加到5mm左右时,就可以保证水样流过取样管时絮体基本不会破碎,当然,也可以根据原水性质选用直径更大的取样管,如在高浊度水絮凝过程的检测中则建议使用内径为8mm左右的取样管2.4 放大倍数的影响 透光脉动传感器直接检测到的脉动信号很微弱,必须经信号处理部分放大和滤波等处理后才能参与控制。为了研究信号处理部分的放大倍数对检测值的影响,选取放大倍数分别为K1和K2的两个传感器进行了试验研究,在改变水样的絮凝程度时的检测 传感器的放大倍数K1较小,其检测值的变化幅度相当小,仅在1.2%~9.5%之间变化,而2号传感器的放大倍数K2较大,检测值在11.7%~50.7%之间变化,由此可见放大倍数对于检测值的输出具有相当大的影响。把两条曲线绘于不同的坐标下时发现其变化规律非常接近,说明两个传感器的检测性能基本相同,只是由于信号处理部分的放大倍数不同,导致输出值差异很大。对于投药控制系统来说,传感器信号处理部分的放大倍数过高,检测值波动太大,导致系统稳定性差;放大倍数过低,检测值无法准确反映出絮体颗粒的变化情况,控制系统无法调节投药量,因此在控制系统投入运行之前必须调节好放大倍数。一般来说,放大倍数可以根据所检测水样的性质现场调节,其调节可以分为两步:首先将絮凝充分的水样通过传感器,调节放大倍数使得检测值在40%左右,然后较大幅度地改变取样流速或者水样的絮凝程度,使检测值大约在20%~80%之间变化即可。3 结论通过对传感器的工作参数进行优化,可以改善传感器的检测性能,使其在生产中获得更加良好的应用,主要应注意以下几个方面: (1)光源应选择发射光的波长范围窄、发射角小的激光二极管等,波长宜选择860nm; (2)对于混凝的悬浮液,其检测值受取样流速的影响,在生产中应合理控制取样流速; (3)为了减小絮体在取样管中的破碎,应根据悬浮液的絮凝程度合理选用取样管,试验研究中一般选用1~3mm,生产应用中则选用5~8mm; (4)传感器信号处理部分的放大倍数对检测值的输出有很大影响,为了保证控制系统的控制性能,必须合理确定好放大倍数,其值可根据被检测水样的性质在现场调节确定。参考文献:[1] Gregory, J. , Nelson, D.W. A New Optical Method for Flocculation Monitoring[A]. Solid-Liquid Separation[C]. Chichester,Ellis Horwood:1984.172-182.[2] 于水利, 李邦宜, 曹世杰, 李虹, 李圭白. 新型在线光学絮凝检测仪的原理、设计与制造[J]. 传感器技术, 1997, 16(1):18-20.[3] 孙连鹏. 透光率脉动混凝投药控制系统的应用研究及系统优化[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2001.[4] ISO 7027.Water qulity-Determination of turbidity[S].[5] Gregory, J. Laminar dispersion and the monitoring of flocculation processes[J]. J. of Colloid Interface Sci., 1987,118(2):397-409.[6] 李星, 张正磊, 齐文明. 颗粒分散和破碎过程在线检测研究[J]. 哈尔滨建筑大学学报, 1999,32(6):31-34. [来源:论文天下论文网 lunwentianxia.com] 论文天下 希望对你有帮助

【导读】对于传感器,我们日常生活中经常会遇到。包括我们的厕所的水龙头也是采用这样的技术制作的。这样的技术可以在很大的程度上为我们解决很多问题。下面小编就通过几个简单的案例来为大家着重的介绍一下光电传感器的应用。

对于烟尘浊度监测仪这样的工具来讲,我们做到防止一些工业烟尘污染是相当重要的。但是如果消除工业烟尘的相应的污染,最主要需要解决的就是了解烟尘排放量。对烟尘源检测与显示以及超标报警是最首要的。由于烟道里相应的烟尘浊度,可以利用光在烟道传输变化来进行检测。一旦烟道浊度有所增加的话,我们就知道光源发出光就会由于烟尘颗粒的原因,影响到折射与吸收。这样我们的光检测器接收到的光就会减少,这个时候,相应的仪器就会做出处理了。

光电传感器

条形码扫描笔的应用。一旦当扫描笔头进行扫描条形码的时候,遇到黑色线条的话发光二极管就会使光线被黑线吸收。这个时候光敏三极管就有可能接收不到相应的反射光,出现高阻抗从而使其处于截止状态。一旦当遇到白色间隔发光二极管所发出的光线,那么反射到光敏三极管的对应基极。光敏三极管就会产生光电流从而导通状态,当整个条形码扫描过后,条形码变形成为电脉冲信号。相关仪器把信号经放大整形,形成脉冲列然后经计算机进行处理。这样就可以完成对条形码信息的识别。

光电传感器

对于产品计数器来说,当产品通过传送带运行的时候,就会不断的遮挡相应的光源到光电传感器相应的光路。对于光电脉冲相应电路就会产生电脉冲信号。当通过的产品遮光一次的时候光电传感器电路就会生产一个脉冲,这个时候输出脉冲数就是产品数。相应的计数电路计数会通过显示电路显出来。

光电传感器

对于光电式烟雾报警器而言,当没有烟雾的时候发光二极管就会让光直线传播,这个时候光电三极管不能接收信号。烟雾大时发光二极管发出光线会折射,让三极管受到光线,就会有信号输出并报警。

还有测量转速一般当电动机旋转轴(一般上面有黑白两色)转动的情况下,反射光和不反射光进行交替的出现,这个时候光电传感器间断接收光反射信号,从而输出间断电信号。这个信号会通过放大器以及整形电路放大还有整形输出一些方波信号,在最后的时候会通过电子数字显示器显示出电机转速。

光电传感器

上面的案例研究相信大家都了解了,光电传感器的应用就是这样。我们可以发现这样的产品的应用是很广泛的。上面介绍的这几个类型仅仅只是其中的几个方面而已。

最常见的就是防盗应用了。通过加装红外探头来监控门窗入口部位的情况。

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