摘要：基于生物阻抗谱检测原理,设计并实现了一个非破坏性的便携式肉品阻抗谱检测系统,主要包括信号发生单元和检测单元,信号源能够在0.1～250kHz范围内自动扫频,检测单元由检测电极和增益、相位检测器构成。探讨了检测电极设计方案,比较分析了六钢针电极和四针石墨电极的性能,同时通过试验证明了系统的稳定性,1 kHz以上系统的变异系数CV<6%;以组内相关系数ICC来评定在不同温度下系统的可靠性,系统模型中Ri、Re、C的ICC均大于65%,系统稳定可靠。选取猪肉样品进行了新鲜度指标与阻抗谱关系的初步研究,结果表明随着猪肉新鲜程度改变,猪肉复阻抗值、复阻抗实部值、复阻抗虚部值以及特征频率都表现出减小的趋势。

摘要：论述了单片机控制的阻抗谱测量系统的设计和实现方法,采用直接数字频率合成器(DDS)产生同步的正交信号源,采用双差分减法器实现了阻抗到电压的转换,并利用双相锁定放大器提高了抗干扰性能。由于测量通道的增益会随频率而变化,采取了校准措施,并利用可编程的开关电容低通滤波器,以加速测量。仿真实验结果表明:加入高斯白噪声,信号噪声比为-10~10 dB。频率范围为1Hz^100 kHz,阻抗幅值和相位测量的相对误差小于4%。

摘要：通过一类细胞电阻抗谱微芯片的设计制作及相应观察和测试系统的搭建,提出了一种微量细胞样品活性的新型电学检测方法.一系列的HeLa细胞实验表明,通过细胞悬浮液微滴的电阻抗谱信息不仅能够分辨不同性质的细胞溶液,还能够间接地反映被测细胞当前的生理活性状态.根据电化学和生物系统的特点,建立了一个基于阻抗谱微芯片的等效电路模型,并能够较好地描述实验结果.作为生化传感器,细胞电阻抗谱芯片具有快速、易用等优点,能够广泛地应用于胞内电生理分析、药物筛选等领域.

摘要：采用脉搏波阻抗谱法能够有效地减小个体差异和测量条件对阻抗测量的影响,是一种很有前景的血液成分无创检测方法.波阻抗谱测量系统需要两路同频严格正交信号源,且信号频率在要求范围内程控可调.采用直接数字脉搏合成技术,以DDS芯片AD9854为核心设计了用于脉搏波阻抗谱测量系统的恒流驱动信号源.实验结果表明:采用AD9854,电路设计简单,工作可靠,容易实现频率调整,频谱稳定度和精确度以及相位误差满足测量系统要求.

摘要：设计了一种金属叉指电容传感器,以腐蚀产物在传感器上沉积对叉指传感器阻抗特性的影响,建立了基于阻抗谱技术的油品腐蚀性能检测技术及仪器。通过对喷气燃料铜片腐蚀试验的应用研究,证明新的检测技术优于目前常规油品腐蚀性能检测方法。

摘要：阻抗谱的应用范围越来越广,其传统测试方法耗时长的问题也日益突出.提高阻抗谱测量速度的各种尝试中,合成宽带激励信号和设计高效率估计算法被认为是最具潜力的解决方案,由于伪随机二进制序列(pseudo-random binary sequence,PRBS)具有功率谱平坦和易生成等优点,它在阻抗谱快速测试中具有独特优势.本文综述了快速阻抗谱测试中三个核心问题:PRBS信号类型、不同快速算法及其在电化学能源领域的典型应用.对于PRBS信号类型,即最大长度序列信号、混合PRBS、离散区间二进制序列和正交PRBS,本文讨论了它们各自的特点和应用范围;对于不同的PRBS激励信号的快速算法,即离散傅里叶变换/快速傅里叶变换、小波变换、快速m序列变换、基于系统辨识的参数估计算法以及这些算法各自的特点和应用范围,本文进行了深入的分析;对于PRBS阻抗谱快速测量的应用,本文以铅酸电池、锂离子电池、质子交换膜燃料电池和超级电容器等电化学能源为例,验证了其应用的可行性.为促进技术的进一步完善,本文总结和分析了PRBS阻抗谱快速测量存在的挑战,并提出了克服这些挑战所必需的未来研究方略.

摘要：为了实现待测阻抗实部与虚部的提取,设计了一款基于0.18μm CMOS工艺的阻抗谱测量电路,其通过频率响应分析法在数字域中进行累乘与累加的操作,从而得到阻抗谱。该阻抗谱测量电路由Δ-Σ调制器和数字抽取滤波器等电路组成。相较于传统阻抗谱检测电路而言,该电路采用无运放Δ-Σ调制器结构,能对电流信号进行直接转换,减少了一个跨阻放大器(TIA)和一个跨导放大器(OTA),极大程度地减小了芯片的功耗和面积。仿真结果表明,在2 MHz的采样时钟下,2 kHz的带宽内,调制器的信噪失真比(SNDR)达到66.5 dB,有效位数(ENOB)达到10.75 bit,当电源电压为1.8 V时,电路功耗低至140μW。电路的阻抗谱输出与电流呈现良好线性关系。

摘要：应用交流阻抗谱方法对混凝土表面有机涂层的渗水过程进行了研究。混凝土表面的有机涂层在被水浸泡时,根据其不同的阻抗谱特征,渗水过程可分为3种不同的情况,可根据混凝土对渗水性的要求对涂层进行不同的配方设计。

摘要：周期性信号采样中,等效采样利用较低采样频率的A/D转换实现高频周期信号的采集,一定程度上弥补欠采样测量精度低的缺陷。为了有效地提高高频测量中阻抗谱测量精度与稳定性,提出一种基于等效采样思想的均匀相位采样的阻抗谱测量方法。利用单片机共时钟基准的模/数转换器(digital to analog convertor,DAC)与数/模转换器(analog to digital convertor,ADC)模块,在完成激励信号产生、输入输出信号同步采集的基础上,合理设计激励信号频率、采集频率与信号重构方法,实现高频信号单周期内均匀相位分布的等效高频采样,同时为克服常规A/D转换速度条件下难以准确实现高频阻抗谱测量的问题提供了新思路。从误差假设与拟合算法的角度,理论上分析证明了该方法降低误差的原因。并通过两种等效电路模型的阻抗谱测量对比实验,表明该方法在所设计的20~100 kHz高频段上,阻抗测量精度与稳定性得到了显著的提高。

摘要：液体阻抗谱在科研和生产中有不可替代的应用,然而电导性液体在测量时产生的电极极化影响了这些液体低频阻抗谱的准确测量。设计了一套基于四电极测量原理的中低频液体阻抗测量系统,并采用四电极的测量探头用于液体阻抗谱的测量。系统主要由DSP、直接数字波形发生器、增益/相差测量模块等构成。系统经过校准、标定后,用于测量自制NaC l溶液阻抗谱。结果表明,电极极化得到显著降低,系统可用于电导性液体10 kHz以上阻抗谱的测量。