基于生物舌的奎宁浓度检测装置及检测方法_2

文档序号:9373158阅读:来源:国知局
三歧噪声,ξ (t) e {-a,〇, a},a >〇,噪声的歧化过程遵循泊松分布,其概率分布为Ps (a) =Ps (-a) = q,Ps (0) = l_2q,其中 0 < q < 0· 5 ;
[0032] 噪声均值与相关性遵循〈ξ (t) > = 0,〈 ξ (t) ξ (t+ τ ) > = 2qa2e λ τ ;
[0033] 其中λ为相关率,三歧噪声ξ⑴的平直度为於= 1^=4
[0034] 当模型共振时,质点在某个位置产生共振,此时角频率Ω、衰减系数r、相关率λ、 系数b、常数a、q都已经确定;
[0035] 计算机利用公:
·算并得到输出信噪比SNR1;计算 机查询编号为i的奎宁溶液的浓度h,并将kdP SNR i存储到计算机中;
[0036] (5-6)当i < n,使i值增加1,计算机控制出液管的电磁阀打开,多余的溶液从 容器中流出;将用盖板盖住容器上部的开口,计算机控制出液管的电磁阀关闭,并将进水管 的电磁阀打开,向容器内充入蒸馏水1至2分钟对容器进行搅拌清洗;将出液管的电磁阀 打开,将蒸馏水放出;将进水管及出液管的电磁阀关闭,使进气管的电磁阀打开,向容器充 入100至IKTC干燥空气对容器烘干1-2分钟;计算机控制进气管的电磁阀关闭,转入步骤 (5-2);当i彡n,转入步骤(5-7);
[0037] (5-7)计算机读取存储的奎宁溶液浓度kp k2, ...,kn;计算机利用点Gc1, ?ΝΡ V
?ΝΡΛ _ _ (kn,SNRn)拟合成直线,根据拟合的直线得出奎宁浓度预测模型:
[0038] (5-8)将微量栗与盛有待检测奎宁溶液W的容器连通,并利用(5-2)检测得到频率 信号s(t) w,将S(t)i#入步骤(5-5)的二阶线性随机共振模型,使二阶线性随机共振模型 共振;
[0039] 并利用公;:算并得到与奎宁溶液对应的输出信噪 比 SNRw;
[0040] (5-9)将SNlUf^
扒计算得到奎宁溶液W的浓度kw。
[0041] 作为优选,所述T为1至L 2秒。
[0042] 作为优选,所述η为8至15。
[0043] 作为优选,步骤(5-4)中计算机在频率响应曲线上采集等间隔分布的95至100个 频率值。
[0044] 本发明是通过检测已知浓度的奎宁溶液,得到奎宁浓度预测模型,并用奎宁浓度 预测模型来检测未知浓度的奎宁溶液的浓度;检测的稳定性、可靠性好,灵敏度高,检测速 度快。
[0045] 因此,本发明具有如下有益效果:
[0046] (1)操作简单,检测灵敏性好,检测精度高,检测速度快;
[0047] (2)装置稳定性好,重复性好。
【附图说明】
[0048] 图1是本发明的一种原理框图;
[0049] 图2是本发明的检测盒的一种结构示意图;
[0050] 图3是本发明的声表面波谐振器的一种结构示意图;
[0051] 图4是本发明的细胞电极芯片的一种结构示意图;
[0052] 图5是本发明的实施例的一种流程图;
[0053] 图6是本发明的一种结构示意图;
[0054] 图7是本发明的T形搅拌管、竖筒和挡圈的一种结构示意图。
[0055] 图中:声表面波谐振器1、电子计数器2、振荡器3、细胞电极芯片4、计算机5、基板 6、对电极7、参比电极8、工作电极9、检测盒10、微量栗11、出液口 12、支撑架13、容器14、 试验台15、支撑臂16、圆盘17、吊瓶18、搅拌装置19、通孔20、压电基片21、叉指换能器22、 反射栅23、增益栅24、吸声件25、连接端26、油漆涂层27、出液管28、电机29、电磁阀30、T 形搅拌管31、竖筒32、翻边33、环形边34、挡圈35、盖板36。
【具体实施方式】
[0056] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步的描述。
[0057] 如图1所示的实施例是一种基于生物舌的奎宁浓度检测装置,奎宁浓度检测装置 与计算机电连接;包括试验台,设于试验台上的检测盒、声表面波谐振器1、电子计数器2、 振荡器3和细胞电极芯片4 ;振荡器和声表面波谐振器构成振荡回路,计数器与振荡回路电 连接,声表面波谐振器与细胞电极芯片电连接,计数器与计算机5电连接;
[0058] 如图4所示,细胞电极芯片包括ST切型石英制成的基板6、设于基板上表面的钨对 电极7、钨参比电极8和工作电极9和油漆涂层27 ;参比电极通过5V偏置直流电压与工作 电极连接。对电极、参比电极和工作电极上表面均高于基板上表面1厘米。
[0059] 如图2所示,细胞电极芯片平放于位于检测盒内,检测盒10上设有可正对工作电 极滴下奎宁溶液的微量栗11,检测盒下部设有出液口 12,检测盒内还设有支撑架13 ;工作 电极包括泡沫铜层和设于泡沫铜层上的溅射铜层,溅射铜层的各个网孔内均设有小鼠舌面 菌状味蕾苦味味觉受体细胞;
[0060] 如图6、图7所示,试验台15上设有L形支撑臂16,支撑臂上设有圆盘17,圆盘上 设有15个分别盛有不同浓度的奎宁溶液的吊瓶18 ;支撑臂中部设有位于圆盘下方的容器 14,容器内设有分别与进水管、进气管连接的搅拌装置19,搅拌装置上设有35个通孔20;容 器上设有盖板36,容器下部设有出液管28,微量栗与容器下端相连通;支撑臂通过可带动 圆盘水平旋转的电机29与圆盘相连接,各个吊瓶下端、进水管、出液管及进气管上均设有 电磁阀30,如图1所示,计算机分别与微量栗、电机和各个电磁阀电连接。
[0061] 如图3所示,声表面波谐振器包括压电基片21、叉指换能器22、2个反射栅23、设 于反射栅两侧的4个增益栅24和分别设置于两个反射栅的远离叉指换能器一侧的两个吸 声件25 ;对电极和工作电极分别与设于叉指换能器上的2个连接端26电连接。参比电极 通过5V偏置直流电压与工作电极连接。
[0062] 如图7所示,搅拌装置为设于容器下部内的T形搅拌管31,所述容器内设有竖筒 32,竖筒上边缘设有向外水平延伸的翻边33, T形搅拌管的下边缘设有与翻边相适配的向 内水平延伸的环形边34,环形边上表面与翻边下表面间隙配合;竖筒上部设有挡圈35,挡 圈上表面与环形边下表面相接触;竖筒下部与进水管、进气管相连接;各个通孔分别位于T 形搅拌管一端的外周面后部和另一端的外周面前部。基板下表面上由内至外依次设有聚氨 酯泡沫层和溅射铜层。
[0063] 如图5所示,一种基于生物舌的奎宁浓度检测装置的检测方法,包括如下步骤:
[0064] 步骤100,为吊瓶编号
[0065] 在圆盘的15个吊瓶中依次盛有浓度逐渐升高的奎宁溶液,计算机按照浓度升高 的顺序为各个吊瓶由1至15依次编号,计算机中存储有根据调配比例计算得到的1至15 吊瓶中的奎宁溶液浓度k 2, . . .,k15,吊瓶序号i的初始值为1,i = 1,…,15 ;
[0066] 步骤200,将编号为i的吊瓶中的溶液倒入容器中
[0067] 将盖板从容器上取下,计算机控制出液管的电磁阀关闭,通过电机控制圆盘转动, 使编号为i的吊瓶与容器对准,计算机控制该吊瓶的电磁阀打开,吊瓶内的奎宁溶液被倒 进容器中;
[0068] 步骤300,对容器中的溶液搅拌并通氧气
[0069] 计算机控制与氧气连通的进气管的电磁阀打开,搅拌装置边搅拌边向溶液内充入 氧气,5分钟后计算机控制进气管的电磁阀关闭;
[0070] 步骤400,进行检测
[0071] 计算机控制微量栗每隔时间T向工作电极滴下0. 05ml的奎宁溶液,当滴完300滴 后计算机控制微量栗停止滴液;在滴液的同时,计数器采集振荡回路的频率响应曲线,计算 机在频率响应曲线上采集若干个频率值,将各个频率值构成频率信号S(t);
[0072] 步骤500,数据处理
[0073] 计算机中预设有二阶线性随机共振模型
,将S(t)输入二阶线性随机共 振模型并使二阶线性随机共振模型共振;
[0074] 其中,x(t)是振动质点的位移,Ω为角频率,r和ω分别是设定的衰减系数和线 性振动质点的频率,c是设定的信号调解系数,b是设定的二次噪声ξ 2α)的系数,ξ (t)为 三歧噪声,ξ (t) e {-a,〇, a},a >〇,噪声的歧化过程遵循泊松分布,其概率分布为Ps (a) =Ps (-a) = q,Ps (0) = l_2q,其中 0 &
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