参考下: 进入21世纪后,特别在我国加入WTO后,国内产品面临巨大挑战。各行业特别是传统产业都急切需要应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升。例如纺织行业,温湿度是影响纺织品质量的重要因素,但纺织企业对温湿度的测控手段仍很粗糙,十分落后,绝大多数仍在使用干湿球湿度计,采用人工观测,人工调节阀门、风机的方法,其控制效果可想而知。制药行业里也基本如此。而在食品行业里,则基本上凭经验,很少有人使用湿度传感器。值得一提的是,随着农业向产业化发展,许多农民意识到必需摆脱落后的传统耕作、养殖方式,采用现代科学技术来应付进口农产品的挑战,并打进国外市场。各地建立了越来越多的新型温室大棚,种植反季节蔬菜,花卉;养殖业对环境的测控也日感迫切;调温冷库的大量兴建都给温湿度测控技术提供了广阔的市场。我国已引进荷兰、以色列等国家较先进的大型温室四十多座,自动化程度较高,成本也高。国内正在逐步消化吸收有关技术,一般先搞调温、调光照,控通风;第二步搞温湿度自动控制及CO2测控。此外,国家粮食储备工程的大量兴建,对温湿度测控技术提也提出了要求。 但目前,在湿度测试领域大部分湿敏元件性能还只能使用在通常温度环境下。在需要特殊环境下测湿的应用场合大部分国内包括许多国外湿度传感器都会“皱起眉头”!例如在上面提到纺织印染行业,食品行业,耐高温材料行业等,都需要在高温情况下测量湿度。一般情况下,印染行业在纱锭烘干中,温度能达到120摄氏度或更高温度;在食品行业中,食物的烘烤温度能达到80-200摄氏度左右;耐高温材料,如陶瓷过滤器的烘干等能达到200摄氏度以上。在这些情况下,普通的湿度传感器是很难测量的。 高分子电容式湿度传感器通常都是在绝缘的基片诸如玻璃、陶瓷、硅等材料上,用丝网漏印或真空镀膜工艺做出电极,再用浸渍或其它办法将感湿胶涂覆在电极上做成电容元件。湿敏元件在不同相对湿度的大气环境中,因感湿膜吸附水分子而使电容值呈现规律性变化,此即为湿度传感器的基本机理。影响高分子电容型元件的温度特性,除作为介质的高分子聚合物的介质常数ε及所吸附水分子的介电常数ε受温度影响产生变化外,还有元件的几何尺寸受热膨胀系数影响而产生变化等因素。根据德拜理论的观点,液体的介电常数ε是一个与温度和频率有关的无量纲常数。水分子的ε在T=5℃时为,在T=20℃时为。有机物ε与温度的关系因材料而异,且不完全遵从正比关系。在某些温区ε随T呈上升趋势,某些温区ε随T增加而下降。多数文献在对高分子湿敏电容元件感湿机理的分析中认为:高分子聚合物具有较小的介电常数,如聚酰亚胺在低湿时介电常数为一。而水分子介电常数是高分子ε的几十倍。因此高分子介质在吸湿后,由于水分子偶极距的存在,大大提高了吸水异质层的介电常数,这是多相介质的复合介电常数具有加和性决定的。由于ε的变 化,使湿敏电容元件的电容量C与相对湿度成正比。在设计和制作工艺中很难组到感湿特性全湿程线性。作为电容器,高分子介质膜的厚度d和平板电容的效面积S也和温度有关。温度变化所引起的介质几何尺寸的变化将影响C值。高分子聚合物的平均热线胀系数可达到 的量级。例如硝酸纤维素的平均热线胀系数为108x10-5/℃。随着温度上升,介质膜厚d增加,对C呈负贡献值;但感湿膜的膨胀又使介质对水的吸附量增加,即对C呈正值贡献。可见湿敏电容的温度特性受多种因素支配,在不同的湿度范围温漂不同;在不同的温区呈不同的温度系数;不同的感湿材料温度特性不同。总之,高分子湿度传感器的温度系数并非常数,而是个变量。所以通常传感器生产厂家能在-10-60摄氏度范围内是传感器线性化减小温度对湿敏元件的影响。 国外厂家比较优质的产品主要使用聚酰胺树脂,产品结构概要为在硼硅玻璃或蓝宝石衬底上真空蒸发制作金电极,再喷镀感湿介质材料(如前所述)形式平整的感湿膜,再在薄膜上蒸发上金电极.湿敏元件的电容值与相对湿度成正比关系,线性度约±2%。虽然,测湿性能还算可以但其耐温性、耐腐蚀性都不太理想,在工业领域使用,寿命、耐温性和稳定性、抗腐蚀能力都有待于进一步提高。 陶瓷湿敏传感器是近年来大力发展的一种新型传感器。优点在于能耐高温,湿度滞后,响应速度快,体积小,便于批量生产,但由于多孔型材质,对尘埃影响很大,日常维护频繁,时常需要电加热加以清洗易影响产品质量,易受湿度影响,在低湿高温环境下线性度差,特别是使用寿命短,长期可靠性差,是此类湿敏传感器迫切解决的问题。 当前在湿敏元件的开发和研究中,电阻式湿度传感器应当最适用于湿度控制领域,其代表产品氯化锂湿度传感器具有稳定性、耐温性和使用寿命长多项重要的优点,氯化锂湿敏传感器已有了五十年以上的生产和研究的历史,有着多种多样的产品型式和制作方法,都应用了氯化锂感湿液具备的各种优点尤其是稳定性最强。 氯化锂湿敏器件属于电解质感湿性材料,在众多的感湿材料之中,首先被人们所注意并应用于制造湿敏器件,氯化锂电解质感湿液依据当量电导随着溶液浓度的增加而下降。电解质溶解于水中降低水面上的水蒸气压的原理而实现感湿。 氯化锂湿敏器件的衬底结构分柱状和梳妆,以氯化锂聚乙烯醇涂覆为主要成份的感湿液和制作金质电极是氯化锂湿敏器件的三个组成部分。多年来产品制作不断改进提高,产品性能不断得到改善,氯化锂感湿传感器其特有的长期稳定性是其它感湿材料不可替代的,也是湿度传感器最重要的性能。在产品制作过程中,经过感湿混合液的配制和工艺上的严格控制是保持和发挥这一特性的关键。 在国内九纯健科技依托于国家计量科学研究院、中科院自动化研究所、化工研究院等大型科研单位从事温湿度传感器产品的研制、生产。选用氯化锂感湿材料作为主攻方向,生产氯化锂湿敏传感器及相关变送器,自动化仪表等产品,在吸取了国内外此项技术的成功经验的同时,努力克服传统产品存在的各项弱点,取得实质性进展。产品选用了Al2O3及SiO2陶瓷基片为衬底,基片面积大大缩小,采用特殊的工艺处理,耐湿性和粘覆性均大大提高。使用烧结工艺,在衬底集片上烧结5个9的工业纯金制成的梳妆电极,氯化锂感湿混合液使用新产品添加剂和固有成份混合经过特殊的老化和涂覆工艺后,湿敏基片的使用寿命和长期稳定性大大提高,特别是耐温性达到了-40℃-120℃,以多片湿敏元件组合的独特工艺,是传感器感湿范围为1%RH-98%RH,具备了15%RH范围以下的测量性能,漂移曲线和感湿曲线均实现了较好的线性化水平,使湿度补偿得以方便实施并较容易地保证了宽温区的测湿精度。采用循环降温装置封闭系统,先对对被测气体采样,然后降温检测并确保绝对湿度的恒定,使探头耐温范围提高到600℃左右,大大增强了高温下测湿的功能。成功解决了“高温湿度测量”这一湿度测量领域难题。现在,不采用任何装置直接测量150度以内环境中的湿度的分体式高温型温湿度传感器JCJ200W已成功应用在木材烘干,高低温试验箱等系统中。同时,JCJ200Y产品能耐温高达600度,也已成功应用在印染行业纱锭自动烘干系统、食品自动烘烤系统、特殊陶瓷材料的自动烘干系统、出口大型烘干机械等方面,并表现出良好的效果,为国内自动化控制域填补了高温湿度测量的空白,为我国工业化进程奠定了一定基础。传感器论文: 低温下压阻式压力传感器性能的实验研究 Experimental Study On Performance Of Pressure Transducer At Low Temperature .... 灌区水位测量记录设备及安装技术 摘要:水位测量施测简单直观,易于为广大用水户所接受而且便于自动观测,因而在灌区水量计量乃至在整个灌区信息化建设中都占有十分重要的地位。目前我国灌区中水位监测采用的传感器依据输出量的不同主要分为模拟传感.... 主成分分析在空调系统传感器故障检测与诊断中的应用研究 摘要 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按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性,后者是检测受检对象上人为设置的磁场,用这个磁场来作被检测的信息的载体,通过它,将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等,转变成电量来进行检测和控制。 一 霍尔器件的工作原理 在磁场作用下,通有电流的金属片上产生一横向电位差如图1所示: 这个电压和磁场及控制电流成正比: VH=K╳|H╳IC| 式中VH为霍尔电压,H为磁场,IC为控制电流,K为霍尔系数。 在半导体中霍尔效应比金属中显著,故一般霍尔器件是采用半导体材料制作的。 用霍尔器件,可以进行非接触式电流测量,众所周知,当电流通过一根长的直导线时,在导线周围产生磁场,磁场的大小与流过导线的电流成正比,这一磁场可以通过软磁材料来聚集,然后用霍尔器件进行检测,由于磁场与霍尔器件的输出有良好的线性关系,因此可利用霍尔器件测得的讯号大小,直接反应出电流的大小,即: I∞B∞VH 其中I为通过导线的电流,B为导线通电流后产生的磁场,VH为霍尔器件在磁场B中产生的霍尔电压、当选用适当比例系数时,可以表示为等式。霍尔传感器就是根据这种工作原理制成的。 二 霍尔传感器的应用 1 霍尔接近传感器和接近开关 在霍尔器件背后偏置一块永久磁体,并将它们和相应的处理电路装在一个壳体内,做成一个探头,将霍尔器件的输入引线和处理电路的输出引线用电缆连接起来,构成如图1所示的接近传感器。它们的功能框见图19。(a)为霍尔线性接近传感器,(b)为霍尔接近开关。 图1 霍尔接近传感器的外形图 a)霍尔线性接近传感器 (b)霍尔接近开关 图2 霍尔接近传感器的功能框图 霍尔线性接近传感器主要用于黑色金属的自控计数,黑色金属的厚度检测、距离检测、齿轮数齿、转速检测、测速调速、缺口传感、张力检测、棉条均匀检测、电磁量检测、角度检测等。 霍尔接近开关主要用于各种自动控制装置,完成所需的位置控制,加工尺寸控制、自动计数、各种计数、各种流程的自动衔接、液位控制、转速检测等等。霍尔翼片开关 霍尔翼片开关就是利用遮断工作方式的一种产品,它的外形如图20所示,其内部结构及工作原理示于图21。 图3 霍尔翼片开关的外形图 2 霍尔齿轮传感器 如图4所示,新一代的霍尔齿轮转速传感器,广泛用于新一代的汽车智能发动机,作为点火定时用的速度传感器,用于ABS(汽车防抱死制动系统)作为车速传感器等。 在ABS中,速度传感器是十分重要的部件。ABS的工作原理示意图如图23所示。图中,1是车速齿轮传感器;2是压力调节器;3是控制器。在制动过程中,控制器3不断接收来自车速齿轮传感器1和车轮转速相对应的脉冲信号并进行处理,得到车辆的滑移率和减速信号,按其控制逻辑及时准确地向制动压力调节器2发出指令,调节器及时准确地作出响应,使制动气室执行充气、保持或放气指令,调节制动器的制动压力,以防止车轮抱死,达到抗侧滑、甩尾,提高制动安全及制动过程中的可驾驭性。在这个系统中,霍尔传感器作为车轮转速传感器,是制动过程中的实时速度采集器,是ABS中的关键部件之一。 在汽车的新一代智能发动机中,用霍尔齿轮传感器来检测曲轴位置和活塞在汽缸中的运动速度,以提供更准确的点火时间,其作用是别的速度传感器难以代替的,它具有如下许多新的优点。 (1)相位精度高,可满足°曲轴角的要求,不需采用相位补偿。 (2)可满足度曲轴角的熄火检测要求。 (3)输出为矩形波,幅度与车辆转速无关。在电子控制单元中作进一步的传感器信号调整时,会降低成本。 用齿轮传感器,除可检测转速外,还可测出角度、角速度、流量、流速、旋转方向等等。 图4 霍尔速度传感器的内部结构 1. 车轮速度传感器2.压力调节器3.电子控制器 2. 图4 ABS气制动系统的工作原理示意图 3 旋转传感器 按图5所示的各种方法设置磁体,将它们和霍尔开关电路组合起来可以构成各种旋转传感器。霍尔电路通电后,磁体每经过霍尔电路一次,便输出一个电压脉冲。 (a)径向磁极(b)轴向磁极(c)遮断式 图5 旋转传感器磁体设置 由此,可对转动物体实施转数、转速、角度、角速度等物理量的检测。在转轴上固定一个叶轮和磁体,用流体(气体、液体)去推动叶轮转动,便可构成流速、流量传感器。在车轮转轴上装上磁体,在靠近磁体的位置上装上霍尔开关电路,可制成车速表,里程表等等,这些应用的实例如图25所示。 图6的壳体内装有一个带磁体的叶轮,磁体旁装有霍尔开关电路,被测流体从管道一端通入,推动叶轮带动与之相连的磁体转动,经过霍尔器件时,电路输出脉冲电压,由脉冲的数目,可以得到流体的流速。若知管道的内径,可由流速和管径求得流量。霍尔电路由电缆35来供电和输出。 图6 霍尔流量计 由图7可见,经过简单的信号转换,便可得到数字显示的车速。 利用锁定型霍尔电路,不仅可检测转速,还可辨别旋转方向,如图27所示。 曲线1对应结构图(a),曲线2对应结构图(b),曲线3对应结构图(c)。 图7 霍尔车速表的框图 图8 利用霍尔开关锁定器进行方向和转速测定 4 在大电流检测中的应用 在冶金、化工、超导体的应用以及高能物理(例如可控核聚变)试验装置中都有许多超大型电流用电设备。用多霍尔探头制成的电流传感器来进行大电流的测量和控制,既可满足测量准确的要求,又不引入插入损耗,还免除了像使用罗果勘斯基线圈法中需用的昂贵的测试装置。图9示出一种用于DⅢ-D托卡马克中的霍尔电流传感器装置。采用这种霍尔电流传感器,可检测高达到300kA的电流。 图9(a)为G-10安装结构,中心为电流汇流排,(b)为电缆型多霍尔探头,(c)为霍尔电压放大电路。 (a)G�10安装结构(b)电缆型多霍尔探头(c)霍尔电压放大电路 图9 多霍尔探头大电流传感器 图10霍尔钳形数字电流表线路示意图 图11霍尔功率计原理图 (a)霍尔控制电路 (b)霍尔磁场电路 图12霍尔三相功率变送器中的霍尔乘法器 图13霍尔电度表功能框图 图14霍尔隔离放大器的功能框图 5 霍尔位移传感器 若令霍尔元件的工作电流保持不变,而使其在一个均匀梯度磁场中移动,它输出的霍尔电压VH值只由它在该磁场中的位移量Z来决定。图15示出3种产生梯度磁场的磁系统及其与霍尔器件组成的位移传感器的输出特性曲线,将它们固定在被测系统上,可构成霍尔微位移传感器。从曲线可见,结构(b)在Z<2mm时,VH与Z有良好的线性关系,且分辨力可达1μm,结构(C)的灵敏度高,但工作距离较小。 图15 几种产生梯度磁场的磁系统和几种霍尔位移传感器的静态特性 用霍尔元件测量位移的优点很多:惯性小、频响快、工作可靠、寿命长。 以微位移检测为基础,可以构成压力、应力、应变、机械振动、加速度、重量、称重等霍尔传感器。 6 霍尔压力传感器 霍尔压力传感器由弹性元件,磁系统和霍尔元件等部分组成,如图16所示。在图16中,(a)的弹性元件为膜盒,(b)为弹簧片,(c)为波纹管。磁系统最好用能构成均匀梯度磁场的复合系统,如图29中的(a)、(b),也可采用单一磁体,如(c)。加上压力后,使磁系统和霍尔元件间产生相对位移,改变作用到霍尔元件上的磁场,从而改变它的输出电压VH。由事先校准的p~f(VH)曲线即可得到被测压力p的值。 图16 几种霍尔压力传感器的构成原理 7 霍尔加速度传感器 图17示出霍尔加速度传感器的结构原理和静态特性曲线。在盒体的O点上固定均质弹簧片S,片S的中部U处装一惯性块M,片S的末端b处固定测量位移的霍尔元件H,H的上下方装上一对永磁体,它们同极性相对安装。盒体固定在被测对象上,当它们与被测对象一起作垂直向上的加速运动时,惯性块在惯性力的作用下使霍尔元件H产生一个相对盒体的位移,产生霍尔电压VH的变化。可从VH与加速度的关系曲线上求得加速度。 图17 霍尔加速度传感器的结构及其静态特性 三 小结 目前霍尔传感器已从分立元件发展到了集成电路的阶段,正越来越受到人们的重视,应用日益广泛。
1)信息量极为丰富:不仅包含有视野内物体的距离信息,而且还有该物体的颜色、纹理、深度和形状等信息 2)多任务检测:在视野范围内可同时实现道路检测、车辆检测、行人检测、交通标志检测、交通信号灯检测等 3)视觉SLAM,通过摄像头可以实现同时定位和建图4)实时获取场景信息:提供的信息不依赖于先验知识,比如GPS导航依赖地图信息,有较强的适应环境的能力 5)与机器学习、深度学习等人工智能加快融合
有人会说这些年来机器视觉技术的进步一直在提高。然而,当回望过去的35年,功能上的差异是巨大的。最早的机器视觉系统需要微计算机,而且它们的功能很有限。首先认识到微处理器的潜能的其中一个公司是物体识别系统,也是我的老母校。最早的微处理器没有很大的计算能力,因此基本的模式识别算法不得不被舍弃。好消息是可以做灰度级的处理算法,但坏消息是能做灰度级的处理算法而不能在好的灰度比例变化与坏的灰度比例变化之间做出判别。因此,除非有一个全职的工程师来管理这些设置,错误拒绝的数目是紊乱的,在那个时期的其他机器视觉系统也好不了哪里去。许多的硬件都被设计来完成更复杂的图像处理算法,但是,这些只是在少量算法下才会很好工作,对于一个应用经常没必要用最好的算法。这些早期技术在一些应用中体现出重大的进步,比如光源,相机和物体的物理排列,特别是为自身设计的光源,还有它们之间的连接。优化分段处理是减少计算大量图像处理算法的关键。幸运地是今天机器视觉的潜在计算技术在这些年里取得了很大的进步。结果是产生出更多成功的应用。配备机器视觉的很多产品都是可用的。在10~15年以前可用的性能优于机器视觉工具包的视觉传感器在今天已是普遍使用了。在一些情况下,智能相机结合处理大多数计算任务的FPGA,DSP和微处理器则会更具有智能性。具有多种连接性的数字摄像机能将一台个人电脑变成一个机器视觉系统。在这里电脑可能需要配备更智能的帧采集器,它可以插在电脑上,处理大多数图像处理任务。在这些产品中内在的计算能力的不断提高,基于拥有权设计的机器视觉硬件在下滑。越来越多的特殊应用机器视觉系统能由一个或另一个配备的机器视觉排列来处理。对这篇文章作出贡献的个人有下面这些:Rene Voorwinden:Technical Director-ArvooBen Dawson:Director of Strategic Development -DALSA (ipd)Stephane Francois:Executive Vice President - Leutron Vision, Munroe:Director of Marketing-MicrovisionDr. Lutz Kreutzer:Marketing Manager -MVTecKarl Gunnarsson:Vision Manager - SICKEndre Toth:Director Business Development-Vision Components您在已经在机器视觉中使用的可配置的视觉产品(智能相机,嵌入式视觉处理器,基于PC的引擎,帧采集器等等)中预见到什么发展趋势?[Rene]在我看来,Arvoo在图像处理硬件的一个主要趋势是相机与处理器的集成。主要供应商中的许多只提供智能相机或集成的视觉处理器,其他的是集成了一些CCD或CMOS设备。我们相信紧凑方案有市场,尽管它主要是低级的应用市场。除此之外,终端用户的学习是非常重要的,基于智能相机的DSP或FPGA对于那些无经验的编程者来说可以充分发挥应用开发时间的优势。考虑到开发时间投入市场时间,用知名的操作系统,比如Linux,RT Linux,QNX或Ecos的方案通常是首选的。来自在一个操作系统上运行的智能相机的主要问题是大多数都在一个基本用途的处理器上运行,比如Pentium Mobile,Power PC等等。这些处理器有较高的发热性,导致在相机内部有很高的温度。众所周知,温度会影响图像处理的许多功能,这将导致损失精度和产生许多随机噪声。针对高端终端应用,ARVOO将图像获取(比如:帧采集器)和图像处理集成到一个视频处理器中。这个视频处理器被图像处理设备分离(比如:相机)。在这个架构下,我们在允许的产热量(大约20W)没有影响图像处理过程的条件下提供一个高处理能力。机架固定方案能够很好地应用于多个相机应用,二维和三维图像处理。在一个系统中通过千兆以太网连接多个单元,但只允许在个宽范围内安装它们。[Ben]机器视觉将继续从降低成本和增加处理器,内存和其他组件的性能中获利。在IPD,我们看到机器视觉中有三个发展趋势。第一,机器视觉系统的用户接口会引起越来越多的关注。用户接口通常是最后考虑的,这需要从算法设计者不断贡献中来建立。结果可能对设计者有意义,但对于用户来说需要较长的时间去学习。在IPD,我们从接口开始,并通过可接受的人为因素来使得我们的视觉系统易于使用的方法来建立。第二个趋势是使机器视觉工具成为使用简单的专用工具。与一个复杂的多功能的基本视觉系统相反,我们的工具针对于一类问题。这个在特定知识领域上建立,会极大地减少需要使用一个机器视觉工具的专家知识。举个例子,一个传统机器视觉系统有许多不同的你可能用于检测一个零件的边缘检测算子。如果你知道你正在做的,这个弹性就很好,但是让大多数用户不知道从哪里开始。与此相反,我们提供知道那些需要去做和为测量选择算法的尺度检测工具。我们把视觉专家知识生成一个工具包,以便用户只是专注于他们的任务而不是变成一个视觉专家。第三个趋势是增加视觉系统的智能以使它能克服更多的环境变化。比如,与让用户去装置一个零件到一个特殊的位置不同,我们使用视觉搜索去寻找视场里的部件。或者再比如,我们使用能不受亮度变化影响的算法,以使部件照明简化。结合趋势二与三,我们有为专门应用而设计的视觉系统,比如监测标签。在这样的情况下,视觉系统理解最终任务,使用熟悉且适用于这个任务的接口。视觉商家必须平衡易于使用与市场大小,还有携带多个产品的成本。[Stephane]技术趋势有包含PCIe和FPGA的帧采集器,多个GigE视觉相机,图像转化可靠性。GigE视觉(和)要求新的设计。市场对解决特殊应用,不论是具有诸多功能的(用于不止一个系统),还是针对特殊应用的(对单个系统易于集成),都是有需求的。对于更多特征,价格总是会继续下降。[Bill] 在过去的许多年里,机器视觉和条形码读取技术已经聚合到一个我们提到的智能相机或码图像机的新空间中。在这个新的集中技术空间中,有许多趋向涌现出,它们很可能在接下来的几年中推动工业的发展。其中之一就是消费群中使用数字相机的增加。今天你能用手机,PDA或小于一张商业卡的超薄相机就能很容易的获得高质量的图像。这会刺激消费者接受数字相机,我期望在商用视觉群中看到波动。视觉技术将变得越来越能干,甚至易于使用且低价格。这跟在25年前紧凑显示器出现一样,当成千上万的消费者开始买基于激光二级管技术的CD播放器时,结果是可靠性在提高,激光二级管价格的急剧下降使得生产条码扫描设备的生产商逐渐增多,昂贵的氦氖激光管比便宜的二极管的小许多。就在CD播放器使用仅仅几年之后,大多数条码扫描器使用二级管。在今天看来,我期望看到商业视觉系统尺寸越来越小,高分辨率和更低成本。作为做基层和系统的工程师来说,看到这些新视觉系统的价格下降,机器视觉应用就应当打开。第二个技术趋势可能是会更重要,即大力提高图像处理软件工具。图像处理能力和速度的增长一直以来由硬件上的提高来驱动,因此更好的开发工具会使得软件开发者开发更容易且更快,让他们开发出对于一个给定应用的需求,只需要个别修改的图像处理方案。跟建立一个新的工业视觉系统一起的我们遇到的更多的物理复杂性可能由易于使用的软件控制选择所替代。这对做基层的工程师有利,会帮助打开智能相机和条码图像机的新的应用。[Lutz] 我们看到与潜在技术相关的一些趋向包括:双核-对于使用并行软件64 CPU/64 Bit XP来说是基本需求,全面支持64Bit的增长速度,更多处理空间,更大的图像。
生物传感器的研究现状及应用摘要:简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用,对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料,与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器,在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展,生物传感器在市场上具有极强的竞争力。 关键词:生物传感器;发酵工业;环境监测。中图分类号: 文献标识码:a 文章编号:1006-883x(2002)10-0001-06一、 引言 从1962年,clark和lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里,生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主,但是由于酶的价格昂贵并不够稳定,因此以酶作为敏感材料的传感器,其应用受到一定的限制。近些年来,微生物固定化技术的不断发展,产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件,与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外,还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前,光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术(pcr)的发展,应用pcr的dna生物传感器也越来越多。二、 研究现状及主要应用领域 1、 发酵工业各种生物传感器中,微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质,并且发酵液往往不是清澈透明的,不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰,并且不受发酵液混浊程度的限制。同时,由于发酵工业是大规模的生产,微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。(1). 原材料及代谢产物的测定微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定,代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成,利用微生物的同化作用耗氧,通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量,从而达到测量底物浓度的目的。在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要,用荧光假单胞菌(psoudomonas fluorescens)代谢消耗葡萄糖的作用,通过氧电极进行检测,可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比,测定结果是类似的,而微生物电极灵敏度高,重复实用性好,而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。当乙酸用作碳源进行微生物培养时,乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长,因此需要在线测定。用固定化酵母(trichosporon brassicae),透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。此外,还有用大肠杆菌()组合二氧化碳气敏电极,可以构成测定谷氨酸的微生物传感器,将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内,由细菌―胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。(2). 微生物细胞总数的测定在发酵控制方面,一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面,细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定,其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的[1]。(3). 代谢试验的鉴定传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此,可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等[2]。2、 环境监测(1). 生化需氧量的测定生化需氧量(biochemical oxygen demand ?bod)的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的bod测定需要5天的培养期,操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大,不宜现场监测,所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前,有研究人员分离了两种新的酵母菌种spt1和spt2,并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量bod,其重复性在±10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中bod的测定,其测量最小值可达2 mg/l,所用时间为5min[3]。还有一种新的微生物传感器,用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料,在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存,浸泡后即恢复活性,为海水中bod的测定提供了快捷简便的方法[4]。 除了微生物传感器,还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的bod值。该传感器的反应时间是15min,最适工作条件为30°c,ph=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响(在1000mg/l范围内),并且不被重金属(fe3+、cu2+、mn2+、cr3+、zn2+)所影响。该传感器已经应用于河水bod的测定,并且获得了较好的结果[4]。现在有一种将bod生物传感器经过光处理(即以tio2作为半导体,用6 w灯照射约4min)后,灵敏度大大提高,很适用于河水中较低bod的测量[5]。同时,一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的bod值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管,假单胞细菌(pseudomonas fluorescens)用光致交联的树脂固定在反应器的底层,该测量方法既迅速又简便,在4℃下可使用六周,已经用于工厂废水处理的过程中[5]。(2). 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。测量氨和硝酸盐的微生物传感器,多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(nox-),它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的nox-进行了测量,其效果较好[6]。硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在ph=、31℃时一周测量200余次,活性保持不变,两周后活性降低20%。传感器寿命为7天,其设备简单,成本低,操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量,所用细菌是,与氢电极连接构成[7]。最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌,此种细菌含有荧光基因,在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白,从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内,制成微生物传感器,用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌()中,用来检测砷的有毒化合物[8]。水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前,有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来,以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5 ´10-9mol。该传感器工作的最适条件为:ph=、35℃,连续工作时间为30h[9]。还有一种假单胞菌属(pseudomonas rathonis)制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器,将微生物细胞固定在凝胶(琼脂、琼脂糖和海藻酸钙盐)和聚乙醇膜上,可以用层析试纸gf/a,或者是谷氨酸醛引起的微生物细胞在凝胶中的交联,长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性[10]。还有一种电流式生物传感器,用于测定有机磷杀虫剂,使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶,对硝基酚和二乙基酚的测量极限为100´10-9mol,在40℃只要4min[11]。还有一种新发展起来的磷酸盐生物传感器,使用丙酮酸氧化酶g,与自动系统cl-fia台式电脑结合,可以检测(32~96)´10-9mol的磷酸盐,在25°c下可以使用两周以上,重复性高[12]。最近,有一种新型的微生物传感器,用细菌细胞作为生物组成部分,测定地表水中壬基酚(nonyl-phenol etoxylate --np-80e)的含量。用一个电流型氧电极作传感器,微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上,其测量原理是测量毛孢子菌属(trichosporum grablata)细胞的呼吸活性。该生物传感器的反应时间为15~20min,寿命为7~10天(用于连续测定时)。在浓度范围内,电信号与np-80e浓度呈线性关系,很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测[13]。除此之外,污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的。目前已经成功设计了一个完整的,基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。将弧菌属细菌(vibrio fischeri)体内的一个操纵子在一个铜诱导启动子的控制下导入产碱杆菌属细菌(alcaligenes eutrophus (ae1239))中,细菌在铜离子的诱导下发光,发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中,可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。目前,这种微生物传感器可以达到最低测量浓度1´10-9mol[14]。还有一种专门测量铜离子的电流型微生物传感器。它用酒酿酵母(saccharomyces cerevisiae)重组菌株作为生物元件,这些菌株带有酒酿酵母cup1基因上的铜离子诱导启动子与大肠杆菌lacz基因的融合体。其工作原理,首先是cup1启动子被cu2+诱导,随后乳糖被用作底物进行测量。如果cu2+存在于溶液中,这些重组体细菌就可以利用乳糖作为碳源,这将导致这些好氧细胞需氧量的改变。该生物传感器可以在浓度范围()´10-3mol范围内测定cuso4溶液。目前已经将各类金属离子诱导启动子转入大肠杆菌中,使得大肠杆菌会在含有各种金属离子的的溶液中出现发光反应。根据它发光的强度可以测定重金属离子的浓度,其测量范围可以从纳摩尔到微摩尔,所需时间为60~100min[15][16]。用于测量污水中锌浓度的生物传感器也已经研制成功,使用嗜碱性细菌alcaligenes cutrophus,并用于对污水中锌的浓度和生物有效性进行测量,其结果令人满意[17]。估测河口出水流污染情况的海藻传感器是由一种螺旋藻属蓝细菌( cyanobacterium spirlina subsalsa)和一个气敏电极构成的。通过监测光合作用被抑制的程度来估测由于环境污染物的存在而引起水的毒性变化。以标准天然水为介质,对三种主要污染物(重金属、除草剂、氨基甲酸盐杀虫剂)的不同浓度进行了测定,均可监测到它们的有毒反应,重复性和再生性都很高[18]。近来由于聚合酶链式反应技术(pcr)的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用,不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用pcr技术的dna压电生物传感器,可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上,用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的dna样品进行同样的杂交反应并由pcr放大,产物为气单胞菌属(aeromonas hydrophila)的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因,这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能[19]。还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质,目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的psp毒素[20]。dna传感器也在迅速的得到应用,目前有一种小型化dna生物传感器,能将dna识别信号转换为电信号,用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性,并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法,目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化[21]。微藻素是一种从蓝藻细菌引起的水华中产生的细菌肝毒素,一种固定有表面细胞质粒基因组的生物传感器已经制得,用于测量水中微藻素的含量,它直接的测量范围是50~1000 ´10-6g/l[22]。 一种基于酶的抑制性分析的多重生物传感器用于测量毒性物质的设想也已经提出。在这种多重生物传感器中,应用了两种传导器―对ph敏感的电子晶体管和热敏性的薄膜电极,以及三种酶―尿素酶、乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶。该生物传感器的性能已经得到测试,效果较好[23]。除了发酵工业和环境监测,生物传感器还深入的应用于食品工程、临床医学、军事及军事医学等领域,主要用于测量葡萄糖、乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各种氨基酸,以及各种致癌和致变物质。三、 讨论与展望 美国的harold 指出,生物传感器商品化要具备以下几个条件:足够的敏感性和准确性、易操作、价格便宜、易于批量生产、生产过程中进行质量监测。其中,价格便宜决定了传感器在市场上有无竞争力。而在各种生物传感器中,微生物传感器最大的优点就是成本低、操作简便、设备简单,因此其在市场上的前景是十分巨大和诱人的。相比起来,酶生物传感器等的价格就比较昂贵。但微生物传感器也有其自身的缺点,主要的缺点就是选择性不够好,这是由于在微生物细胞中含有多种酶引起的。现已有报道加专门抑制剂以解决微生物电极的选择性问题。除此之外,微生物固定化方法也需要进一步完善,首先要尽可能保证细胞的活性,其次细胞与基础膜结合要牢固,以避免细胞的流失。另外,微生物膜的长期保存问题也待进一步的改进,否则难于实现大规模的商品化。 总之,常用的微生物电极和酶电极在各种应用中各有其优越之处。若容易获得稳定、高活性、低成本的游离酶,则酶电极对使用者来说是最理想的。相反的,若生物催化需经过复杂途径,需要辅酶,或所需酶不宜分离或不稳定时,微生物电极则是更理想的选择。而其他各种形式的生物传感器也在蓬勃发展中,其应用也越来越广泛。随着固定化技术的进一步完善,随着人们对生物体认识的不断深入,生物传感器必将在市场上开辟出一片新的天地。--------------------------------------------------------------------------------参考文献[1]韩树波,郭光美,李新等.伏安型细菌总数生物传感器的研究与应用[j].华夏医学,2000,63(2):49-52 [2]蔡豪斌.微生物活细胞检测生物传感器的研究[j]. 华夏医学,2000,13(3):252-256[3] trosok sp, driscoll bt, luong jht mediated microbial biosensor using a novel yeast strain for wastewater bod measurement[j]. applied micreobiology and biotechnology,2001, 56 (3-4): 550-554 [4] 张悦,王建龙,李花子等.生物传感器快速测定bod在海洋监测中的应用[j].海洋环境科学,2001,20(1):50-54[5] yoshida n, mcniven sj, yoshida a, compact optical system for multi-determination of biochemical oxygen demand using disposable strips[j]. field analytical chemistry and technology,2001,5 (5): 222-227[6] meyer rl, kjaer t, revsbech np. use of nox- microsensors to estimate the activity of sediment nitrification and nox- consumption along an 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soldatkin ap, etc. multibiosensor based on enzyme inhibition analysis for determination of different toxic substances[j]. talanta,2001, 55 (5): 919-927the recent research and application of biosensorabstract: in this article, the recent research progress and application of biosensors ,especially the micro- biosensors, are reviewed, and the prospect of biosensors development is also prognosticated. biosensors are made up of bioelectrode , using immobile organism as sensitive material for molecule recognition, together with oxygen-electrode, membrane -eletrode and fuel-electrode. biosensors are broadly used in zymosis industry, environment monitor, food monitor and clinic medicine. fast, accurate, facilitate as biosensors is,there will be an excellent prospect for biosensors in the marketkeywords:biosensor, zymosis -industry, environment-monitor作者简介:何星月:中国科学技术大学生命科学院,合肥230027刘之景,中国科学技术大学天文与应用物理系教授,合肥230026电话:0551―3601895
你的论文准备往什么方向写,选题老师审核通过了没,有没有列个大纲让老师看一下写作方向?老师有没有和你说论文往哪个方向写比较好?写论文之前,一定要写个大纲,这样老师,好确定了框架,避免以后论文修改过程中出现大改的情况!!学校的格式要求、写作规范要注意,否则很可能发回来重新改,你要还有什么不明白或不懂可以问我,希望你能够顺利毕业,迈向新的人生。毕业论文开题报告怎么写, 毕业论文开题报告包含哪些部分? 在我们确定了论文题目, 写好论文大纲, 接下来就得面临毕业论文开题报告的撰写了! 下面就来和你分享毕业论文开题报告的那些事.毕业论文开题报告怎么写首先我们得清楚毕业论文开题报告由哪些部分组成, 每部分的内容如何填写. 一般来讲, 每个学校毕业论文带队老师都会把毕业论文开题报告模板发给大家.毕业论文开题报告组成部分: 选题的依据和意义 国内外研究现状及发展趋势[含文献综述] 本课题研究内容 本课题研究方案 研究目标, 主要特色及工作进度 参考文献如何写毕业论文开题报告知道了毕业论文开题报告的组成部分, 下面我们就需要对这几个部分一一描述选题的依据和意义主要描写你的论文选题的相关背景, 你为什么选择这个论题, 你的这个论题能解决什么问题, 你选择的这个论题有什么意义. 这些内容可以用到你的论文的摘要和引文中.国内外研究现状及发展趋势主要针对你所选论文查找资料的相关情况本课题研究内容主要就是写你论文的大纲本课题研究方案就是写你运用了哪些方法来描写你的论文研究目标及工作进度主要写你所选论题的目标及你们论文各个时段需要完成的相关任务和时间参考文献只需把你写论文需要参考的资料列出即可, 包括参考书和引文地址.下面分享我本人写的毕业论文开题报告,仅供参考论文题目:中德农村人口向城市迁移原因影响之对比分析一、选题的依据及意义: 农村劳动力流动是工业化进程中的普遍现状.在过去的一百多年时间内,德国在工业化进程中实现了大规模的农村剩余劳动力的转移.改革开放以来,随着我国工业化,城镇化进程的加快,越来越多的农村剩余劳动力转移到城镇和乡镇企业就业.在这个过程中,已形成一个特殊的社会群体,这就是被称为”农民工”的我国现代化建设的一支新型劳动力大军. 目前的德国是高度工业化、城市化的国家,在近8200万人口中,非农就业人口高达96%,大量农村人口在城市工作,已经形成了城乡一体化和农村工业化、农民城市化的格局.本文试图研究中德农村人口流动的原因,及对城市和乡村的影响,并对比中德农村人口流动的相同点和不同点,由此为解决中国”农民工”的问题提供借鉴.二、国内外研究现状及发展趋势(含文献综述): 国内学术界尤其是历史学、社会学、经济学等领域都比较关注德国工业化时期的社会经济状况,但专门研究德国工业化时期农村劳动力流动的问题却不是很多,只是在一些研究成果中有所涉及.如邢来顺教授从历史学的角度, 《在德国工业化经济-社会史和迈向强权国家-1830~1914年》、《德国工业化与政治发展研究》两部著作中,研究了德国工业化时期的政治经济社会状况,对德国工业化时期的人口流动、社会政策有所论述,但并不是很多.就国外学术界的研究情况来看,多是从历史学、人口学的视角进行研究,且多集中于工业化、城市化进程研究,专门研究德国农村劳动力流动的较少.öll mann 是较早研究德国工业化时期农村劳动力流动对德国经济和城市发展影响的学者,其研究成果有(《Die Bevölkerung in der industriellen Revolution 》、《工业革命时期的人口》) ,该书指出德国农村人口的流向及其速度与城市的发展周期基本一致.三、本课题研究内容 本课题主要研究:农村人口向城市迁移的现状;德国农村人口流动的原因、影响;中国农村人口流动的原因、影响;两国农村人口流动的相同点不同点及对此问题的思考。四、本课题研究方案历史分析法:历史分析法就是根据发展的过程,把过去的政治现象置于特定的历史背景中进行分析的方法.鉴于德国农村劳动力流动式已经发生过的事情,因此必须站在历史的高度理清脉络,对其进行准确的分析把握.文献调查法:基于本文研究的是国外农村劳动力流动问题,不能实地考察,因此要想获得大量的资料,必须通过互联网或文献库检索查找,对国内外相关文献进行分析和研究,吸收和借鉴他人相关研究成果.在此基础上,对德国农村劳动力流动问题进行分析和探讨.数据分析法:在本文研究过程中,运用了大量的史料数据,证明或分析相关论点.运用马克思的辩证唯物主义分析方法,对此问题展开研究.运用分析,归纳,总结的方法结合实际情况展开研究五、研究目标、主要特色及工作进度:1. 研究目标:本课题主要研究德中农村人口向城市流动的种种原因及对两国产生的不同影响,由此在了解中德农村人口向城市流动的原因和影响的同时,也可以看出不同国家发展区别所产生对待同种问题的不同的结果。2. 主要特色:运用对比分析法,结合漫画及时下热点问题,展开研究。3. 工作进度: 2013年11月中旬导师见面,确定论文题目2013年12月中旬完成论文大纲2013年12月底完成开题报告2014年3月初完成初稿2014年4月完成二稿2014年4月底定稿,完成摘要,译文2014年5月中旬上交全部资料,指导老师写评语2014年5月底整理文件明细2014年6月初论文答辩六、参考文献: 列出你参考的书籍
新闻传播专业论文如何定题目
首先看是什么专业的题目
其次根据专业和教授的口味来定
题目尽可能不要大众化
(一)选题
毕业论文(设计)题目应符合本专业的培养目标和教学要求,具有综合性和创新性。本科生要根据自己的实际情况和专业特长,选择适当的论文题目,但所写论文要与本专业所学课程有关。
(二)查阅资料、列出论文提纲
题目选定后,要在指导教师指导下开展调研和进行实验,搜集、查阅有关资料,进行加工、提炼,然后列出详细的写作提纲。
(三)完成初稿
根据所列提纲,按指导教师的意见认真完成初稿。
(四)定稿
初稿须经指导教师审阅,并按其意见和要求进行修改,然后定稿。
以下题目仅供参考:
1. 试论大众传播受众权利的保护
2. 试论“媒介殖民主义”
3. 我们为什么喜欢上网
4. 浅论网络传播环境净化策略
5. 大众传播受众价值的再认识
6. 民营网吧生存状况思考
7. 试论网络时代的贫富差距
8. 试论互联网络中的舆论引导
9. 我国大众传播受众权益保障状况及思考
10. 由我国大众传播现状引发对“社会责任理论”的再认识
11. 受众行为对大众传播的作用
12. 我国大众传播内容与社会道德教化的冲突及思考
13. 试论网络传播环境对人格形成的影响
14. 论我国大众传播工作者的素质
15. 试论网络媒体、传统媒体并存状况下大众传播效果
16. 从蔡智恒网上小说看网络小说
17. 从《人生》和《平凡的世界》看路遥
18. 《延安文艺座谈会上的讲话》对中国当代文学的影响
19. 试论余华的《活着》
20. 试论余华的《许三观卖血记》
21. 大众传媒与“少年作家”诞生与生长
22. 试论小说与其改编的电视剧间的互动关系
23. 试论受众对传媒的需求
24. 试析信息不对称的后果
25. 试论手机对传统传播理论的颠覆
26. 试析我国大众传播受众权益的保障状况
27. 试论传播媒介发展对民族文化的影响
28. 媒介为我们营造了什么样的世界
29. 职业记者的危机——互联网络、手机对记者职业的影响
30. 大众传媒在构建和谐社会中的作用
31. 试析“易中天现象”
32. 浅析央视10频道“百家讲坛”的选题策略
33. 试论新闻的经济监督职能
34. 试论新闻的法制监督职能
35. 中国现代作家作品研究(具体的作家作品同学们可根据自己的情况自定)
36. 美学与新闻(具体题目同学自定)
37. 美学研究(具体题目自定)
38. 文艺理论研究(具体题目自定)
39. 从“富士康”事件谈新闻工作者的素质
40. 试论在权力和资本影响下的新闻现状
41. 从新闻的内容谈新闻美
42. 从新闻的形式谈新闻美
二
1. 论舆论监督与司法公正的平衡
2. 新闻传播中保障知情权与隐私权保护的平衡
3. 新闻侵权诉讼的应诉对策研究
4. 新闻侵权诉讼的防范与对策研究
5. “新闻审判”的中西比较
6. 论新闻侵权案审判中“公共利益”原则的适用
7. 对舆论监督引发新闻侵权纠纷的实质分析
8. 论信息公开制度对新闻采访权的保障作用
9. 论新闻媒体对保障公民知情权的作用
10. 试论新闻侵权的法律责任
11. 论报道自由、评论自由与“新闻审判之界限
12. 论传播权利的保障和救济
13. 对电视法制节目未来走向的思考
14. 如何克服电视法制节目的负面效应
15. 虚假广告的治理与媒体的责任
16. 电视名牌栏目的广告效应分析
17. 虚假广告治理的对策研究
18. 电视法制栏目的个案分析(选择某一法制栏目,如“拍案说法”或“今日说法”,进行分析)
19. 论“新闻审判”产生的根源
20. 论“新闻的真实”与“法律的真实”
21. 对新闻侵权案件审理中存在的若干问题的思考
22. 论表达自由的限制
23. 论保障知情权与表达自由的实现
24. 论法制新闻报道的价值选择
25. 完善信息公开制度对新闻法治的价值
26. 论表达自由与名誉权保护的平衡
27. 论司法与传媒的良性互动
28. 论新闻记者的职业权利
29. 新闻自由的法律界限
30. 舆论监督中的法律问题研究
31. 论新闻媒体侵权的责任豁免
32. 宪法司法化与新闻自由权利的保障
33. 论新闻法制与党对新闻的领导
34. 政府官员的名誉权与舆论监督
35. 舆论监督中“公众人物”的名誉权问题
36. 对新闻侵害名誉权案件审判中存在的误区及其分析
37. 论舆论监督的法律界限
38. 论隐性采访的法律限制
39. 论广告传播对社会流行的影响
40. 广告对传统的性别偏见的固化作用
41. 对广告新闻化的思考
42. 盲目的偶像追捧与媒体的社会责任
43. 从传媒的影响力看“超级女声现象”
44. 从整合营销传播的视角看“超级女声现象”
45. “超女热”对文化的冲击及其分析——从“超级女声”到“梦想中国”
三
1. 报纸版面设计趋势分析
2. “厚报”的问题及解决措施
3. “厚报”的产生与发展
4. 中国电视娱乐节目的新崛起
5. 论大众传媒与和谐社会
6. 论报纸的形态及变化
7. 中英新闻标题比较
8. 论编辑思维
9. 对美国“新闻自由”的解析
10. 论新闻图片的作用
11. 论报纸头版的新功能
12. 论新闻标题的特点
13. 报纸新闻标题与网络新闻标题比较
14. 论报纸的新闻语言特色
15. 论传统报纸的走向
16. 论编辑的素质要求
17. 《重庆时报》的版面分析
18. 论新闻策划
19. 论报纸副刊的变化及作用
20. 报纸专栏分析
21. 论报纸评论的特点与作用
22. 论新闻编辑的创造性劳动
23. 论报纸编辑的隐性劳动
24. 论编辑的主体意识与受众意识
25. 论新闻编辑人才的培养
26. 论编辑处理与舆论传播导向
27. 网络新闻编辑的特点
28. 对新闻编辑学学科建设的思考
29. 论编辑的人文情怀
30. 论毛泽东的编辑思想
31. 都市报的“同质化”分析
32. 论新闻的世俗化
33. 对当前新闻教育的思考
34. 论网络媒体中编辑的角色变化
35. 新闻的“软化”现象思辨
36. 论媒介品牌的建立及注意的问题
37. 论传媒的影响力
38. 论传媒的公信力
39. 论传媒的涵化功能
40. 解读施拉姆的“受众信息选择公式”
41. 网络时代的新闻编辑思维
42. 论新闻编辑的境界
43. 论新闻编辑在文化传播中的作用
44. 论民生新闻报道现状
45. 论精确新闻报道
46. 论调查性新闻报道
47. 论媒介素养
48. 新闻评论现状分析
49. 论新闻编辑理念
50. 电视产业的困境解析
51. 报业生存现状分析
52. 论媒介产品走向媒介商品的变化
53. 论新媒体变革编辑方式
54. 论新媒体变革传播方式
55. 论新媒体变革传统媒体
56. 论传统媒体的数字化走向
57. 论传媒整合发展
58. 论网络新闻标题的特点
59. 论网络新闻编辑策划
60. 从美国成立新媒体部队看美国对信息自由流动的威胁
四
1. 简论新闻的意识形态性质
2. 新闻“真实”的本质探寻
3. 新闻语言特征论
4. 论新闻的党性和人民性的关系(即从“三个代表”的角度来讨论“新时期新闻”的特点)
5. 试论新闻与哲学的关系
6. 试论新闻与道德的关系
7. 试论新闻与文学的关系
8. (从生活中某一具体的新闻事件)试论新闻的社会作用
9. 新时期“新闻种类”的再认识
10. 重新认识新闻与生活的关系——针对目前新闻界存在的“等新闻”现象感言
11. 新闻风格论
12. 新闻的民族特点初探
13. 新闻与文学的关系
14. 现代中国新闻流派初探
15. 新闻美学的理性探讨和认知
16. 从“接受”的角度来谈新闻的写作
17. 新闻“阅读”的心理机制探寻
18. 从“普利策”奖看中西新闻意识的不同
19. 再论新闻批评的性质和任务
20. 关于新闻评论性质的再认识
21. 新闻中的美学规则
22. 新闻传播与民族文化的模铸
23. 可视性新闻与语言性新闻未来的展望
24. 如何正确地认识新闻的“工具”作用
25. 新闻价值论
26. 论大众传播中的个性风格
27. 论新闻自由与自由新闻 ——关于网络媒体现状的思考
28. 论新闻工作者的素质要求
29. 关于当今中国新闻理论研究的思考
30. 应当正确地开展新闻批评——关于中国新闻批评现状的思考
31. 论新闻中的人道主义精神
32. 关于新闻的经济价值的思考——从中国资讯业的繁荣看新闻价值的另一极
33. 新闻学与传播学现实关系的正确认知
34. 大众传播与中国经济发展的研究
35. 中西方传播理念之异同
36. 现代传播学论
37. 试论新闻的政治监督职能
38. 试论新闻的经济监督职能
39. 试论新闻的法制监督职能
40. 中国现代作家作品研究(具体的作家作品同学们可根据自己的情况自定)
41. 美学与新闻(具体题目同学自定)
42. 美学研究(具体题目自定)
43. 文艺理论研究(具体题目自定)
44. 从“富士康”事件谈新闻工作者的素质
45. 试论在权力和资本影响下的新闻现状
46. 从新闻的内容谈新闻美
47. 从新闻的形式谈新闻美
五
1. 传播效果浅论
2. 略论传播效果的提高
3. 传播效果评价
4. 博客管理初探
5. 中西采访技巧比较
6. 中西新闻价值观比较
7. 中西电视谈话节目比较
8. 中外电视新闻节目比较
9. 外国电视节目的借鉴与改进
10. 电视访谈节目主持人风格比较
11. 广告的文化策略
12. 电视广告的现状与发展
13. 中国电视广告20年概论
14. 广告创意论
15. 广告的理性诉求与感性诉求
16. 新闻写作的创意
17. 新闻采访中的心理焦虑
18. 新闻记者的社会责任感
19. 从突然公司事件看记者的社会责任感
20. 新闻出版“气功热”反思
21. 民生新闻与社会和谐
22. 浅论突发事件报道
23. 社会和谐与新闻人的社会责任感
24. 科学发展观与经济新闻
25. 科学发展观与新闻传播
26. 社会和谐与社会新闻
27. 新闻报道与社会和谐
28. 隐性采访浅论
29. 独家报道浅论
30. 都市报的现状与发展
31. 中外动漫产生比较
32. 动漫创新初探
33. 法制新闻中的隐性采访
34. 新闻采访中的新闻侵权行为
35. 批评报道与新闻侵权
36. 科学发展观与科技新闻报道
37. 科学发展观与社会新闻
38. 浅论网络传播
39. 网络传播与社会和谐
40. 短信传播浅论
41. 新闻媒体传播比较
您的新闻传播专业论文具体是什么题目呢
有什么要求呢
论文是需要多少字呢
开题报告 任务书 都搞定了不
你可以告诉我具体的排版格式要求,希望可以帮到你,祝写作过程顺利
1、论文题目:要求准确、简练、醒目、新颖。
2、目录:目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录)
3、提要:是文章主要内容的摘录,要求短、精、完整。字数少可几十字,多不超过三百字为宜。
4、关键词或主题词:关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的,是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语,便于信息系统汇集,以供读者检索。 每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词,另起一行,排在“提要”的左下方。
主题词是经过规范化的词,在确定主题词时,要对论文进行主题,依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。
5、论文正文:
(1)引言:引言又称前言、序言和导言,用在论文的开头。 引言一般要概括地写出作者意图,说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。
〈2)论文正文:正文是论文的主体,正文应包括论点、论据、 论证过程和结论。主体部分包括以下内容:
a.提出-论点;
b.分析问题-论据和论证;
c.解决问题-论证与步骤;
d.结论。
6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料,列于论文的末尾。参考文献应另起一页,标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。
中文:标题--作者--出版物信息(版地、版者、版期):作者--标题--出版物信息所列参考文献的要求是:
(1)所列参考文献应是正式出版物,以便读者考证。
(2)所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。
关于文学的学术论文篇二 中西文学翻译中的创造性叛逆 摘要:翻译不仅是沟通世界不同民族文化的桥梁,翻译也为文化与文学影响的传播提供了不可缺少的媒介,而且翻译本身也是一种艺术,一种再创造,其“创造性的叛逆”及应用一向来都为国内外文学界所重视的课题。 比较文学的学者认为:能否超越原作的关键是翻译中的创造与叛逆性。由此,翻译中的创造性是译者通过个人的能力创造性地使译作回归原著作的实质内涵,相对而言,叛逆性则指译者未能如实体现和传达原著作的精髓,从而与原著作的理念相违背。但在翻译的实际过程中创造与叛逆是密不可分的。 中西文学翻译中译者经常思考究竟是按照源语规范直接翻译原文还是依照规范再创原文使其更能为读者所接受。事实上创造性本质蕴藏于任何文学翻译作品中。在某种程度上翻译作品不仅仅是源文本的再现而且与源文本相比是一种再创造。 基于这个原因,“创造性叛逆” 的术语被法国文学家罗伯特·埃斯卡皮首先提出,他认为“翻译总是一种创造性叛逆”,并提出“说翻译是叛逆,那是因为它把作品置于一个完全没有预料到的参照体系里,说翻译是创造性的,那是因为它赋予作品一个崭新的面貌,使之能与更广泛的读者进行一个崭新的文学交流,还因为它不仅延长了作品的生命,而且又赋予它第二次生命”。创造性叛逆是文学范畴的基本特征,它并不是单纯属于文学翻译。换而言之,创造性叛逆与文学的接受和传播息息相关,两者密不可分。在文学翻译的实践过程中充分体现了创造性叛逆不同程度地体现在接受者、译者以及接受环境之中。 比较文学和翻译理论界都对翻译的创造性叛逆进行过系统的分析和阐释。翻译界泰斗谢天振先生认为译者的创造性叛逆一般划分为意识型和无意识型,并由以下几种类型构成:个性化翻译、误译与漏译、节译与编译、误译与漏译、转译与改编等。创造性叛逆中的无意识体现,如误译与漏译,是因受限于译者自身的文化知识背景和情趣修养等因素造成的误读和误译。据此而言,其并不能简单称为“创造性”。 译者的创造性叛逆分为有意识和无意识,其包括以下四种情况: (1)个性化翻译。它表面是用自然、流畅的语言阐述原著的意图,但在深处却整合原著文化的问题。如果译作完全遵从原著文化,那语句会比较凌乱。 (2)节译与编译。节译与编译存在于《外国文学作品选》中有多种原因:为迎合读者或便于传播,为与接受地的风俗人情保持一致,或当地的道德、政治因素等,是有意识的叛逆。 (3)误译与漏译。例如:英译者把陶渊明《责子》中“阿舒已二八”翻译成了“阿舒十八岁”,他们认为“二八”是“一八”之误。误译,即对原著错误的翻译。它在文字和思想意义上背离了原文。在翻译中误译虽不可取但又客观存在,是无意识的叛逆。 (4)转译与改编。转译是是叛逆性最强的,是在翻译过程中无能为力情况下采取的方法。转译与改编体现在文学翻译上是创造性叛逆的特殊表现形式,其共性在于他们对于原作的两重更改。转译是一种语种转换。改编,节译和漏译各不相同。改编指改动整个内容情节,或体现对体裁的变动。节译是意识行为下对内容的大段改动。漏译则指无意识行为下改动少部分的情节。 对于中西方文学作品而言,译者永远不能全部表达原作者的真实想法,这在于两者不同的价值社会观和迥异的社会生活背景。译者自身的知识内涵和文化修养使其对译作实行了“创造性叛逆”的解读,而译者的主观判断性也由其个人因素和社会文化因素所制约。 1 文学翻译是创造性叛逆 (1)文学翻译的创造性。翻译的实质是把一种语言中蕴涵的内容通过媒介转移到另一种语言中。文学翻译是为让读者意会到不同的文化习俗和社会风貌,并不仅仅是浅层的转述表达。但就现在的大量翻译作品显示,其翻译的水平和要求与文学翻译所界定的标准依然存在相当的差异性。 (2)文学翻译的叛逆性。如果说文学翻译的创造性是译者依靠自身的能力创造性地表现原作品的实质内涵,那么其在翻译过程中所体现的叛逆性则是译者为实现主观愿望而对原作进行的客观背离。但在实际的文学翻译中,创造性与叛逆性是和谐共存的。 2 创造性叛逆的可接受性 创造性叛逆应遵循两重原则:充分原则与忠诚原则。文学翻译与其他形式的翻译一样,在很大程度上受目的地控制,而创造性叛逆是保证文学翻译的必不可少的手段。充分原则要求创造性叛逆应实现翻译目的,忠诚原则限制了目的文本的合理应用性,要求译者担当社会责任和道德规范,以此确保人们能够接受对文学翻译作品中所体现的创造性叛逆。 由于隐含的读者存在于一切中西文学作品中,因此作者把外界环境当作他在创作过程中的直接客体,其隐含的读者则是他的间接客体。但就译者来说,当其阅读原作品过程中,以前的间接客体此时变成为主体。原文虽然是阅读的直接对象,但原文作者心中或眼中的世界才是他通过阅读而理解的对象。所以,译者阅读和理解活动的间接对象是原文作者,这种主体间的交流就是话语对话的过程。翻译活动不是固定不变的语言转换,而是通过两种话语相互协商的产物。因为译者的不同的教育背景、人生经历和知识结构,所以翻译不可能有统一的标准。作为一种综合性的社会化活动,文学翻译应该是以多元而综合化的评价体系形式存在于现代复杂社会中。 从接受者和译文接受环境来分析文学翻译的创造性和叛逆性:(1)接受者的创造性叛逆。所谓接受者特指阅读翻译作品的读者。由于不同文化背景的接受者有着不同思维方式和知识修养,因此不同的读者会在分析读本时形成自己特定的评定准则。即使身处相同的历史背景,接受者也会因为拥有不同的文化视野和结构,在文本的阅读中不可避免性地会主观性再创造,从而促使在翻译异质文学作品时的创造性叛逆的不断呈现。(2)译文接受环境的创造性叛逆。从译文的接受环境分析,迥异的文化习俗、时代背景以及语言环境使原著作不可避免地受到译文语言的影响和限定,从而接受并融合译语的文化内涵和特征。 纵观现今翻译研究的现状,中西文学翻译已不再局限于传统的对源语文本与目的语文本的研究,而是将许多其他的因素也纳入其研究范围。评判译文好坏一直以“忠实”原则作为其评定的标准,但随着译者主体性研究的深入,文学翻译的重要显著特征之一是尤其注重创造性叛逆的应用。传统翻译研究否认创造性叛逆的作用和功效,而在比较文学范畴中则积极倡导其在文学作品翻译中的广泛应用。由德国功能派理论发展而来的目的论指出,翻译是一种基于源语文本的有目的的行为活动,决定任何翻译过程的最高准则是整个翻译行为的目的,这一理论无疑为研究这创造性叛逆提供了一个崭新而有效的视角。 参考文献 [1] 谢天振.译介学[M].上海:上海外语教育出版社,1999. [2] 钱利华.文学翻译与创造性叛逆[J].广东农工商职业技术学院学报,2002(1). [3] 乐黛云.文化差异与文化误读[A].北京大学出版社,1995. [4] 宋洪英.浅析文学翻译中的“创造性叛逆”[J].解放军外国语学院学报,2001(5). [5] 吕俊.跨越文化障碍—巴比塔的重建[M].南京:东南大学出版社,2001. 看了“关于文学的学术论文”的人还看: 1. 文学类学术论文范文 2. 关于文化的外国人学术论文 3. 汉语言文学学术论文 4. 美国文化学术论文格式要求 5. 读学术论文的心得体会
翻译行业现状及发展趋势是怎样的?那些学翻译专业的学生有出路吗?我整理了相关内容,来看一下吧!
翻译,不仅是社会需求量很大的职位之一,而且目前的缺口依然很大。翻译专业学生毕业后可在政府部门和企事业单位的外事接待、商务、旅游等口笔译工作,在科研院所等事业单位从事外语翻译教学及与翻译有关的科研、管理等工作。
翻译专业的小伙伴们都知道同声传译这一“高大上”的职位,不过由于同声传译对翻译的专业能力要求很高,很多小伙伴们可能达不到那样的水平。但是咱们能够选择的就业方向还有很多,比如在国家机关、外企、涉外金融机构、专业翻译、新闻出版机构、旅游和高级宾馆酒店等部门,从事翻译、经贸文秘、英语编辑、英语记者、公关和导游等工作;也可在培训中心、院校及科研部门等从事教学和科研工作。
国内专业外语人员少,又集中在少数经济相对发达的城市和政府部门中;其次,外译中工作由于相对容易,人才缺口不大,但能够胜任中译外工作的高质量人才则严重不足,估计缺口高达90%以上。因此,翻译专业的就业前景非常好,尤其是对于那些学习翻译专业的归国留学生而言,他们今后归国发展的前景是非常光明的。
翻译专业未来就业方向:就业岗位:英语翻译、日语翻译、韩语翻译、翻译、外贸业务员、总裁助理 总经理助理、总经理助理、英文翻译、俄语翻译、法语翻译、外贸专员、总经理秘书等。
present status of research (on...) both in China and abroaddomestic and overseas research( on...)at present 一般用于学术论文发表
8岁儿童发生脊柱侧弯,常见可通过以下方法进行治疗:1、保守治疗:对于轻度的儿童脊柱侧弯,可采用保守治疗,通常可以改善临床症状,促进脊柱侧弯的缓解,甚至完全治愈。8岁儿童发生脊柱侧弯可能与局部劳损、坐姿不正、生活习惯不良,以及先天性的半椎体等因素有关,通过骨科医生详细的问诊、体格检查,并结合影像学检查可以进一步确认。确诊后选择保守治疗,如纠正坐姿、站姿,并且坚持康复锻炼,恢复脊柱的稳定性,必要时还可以佩戴矫正支具进行矫正;2、手术治疗:对于先天性脊柱侧弯较严重者,发生脊柱的明显畸形,此时保守治疗一般效果不佳,需要考虑手术治疗。通过手术进行椎体矫正、固定植骨融合等,改善脊柱畸形,减轻对神经、脊髓、血管等重要组织压迫,也可以缓解对心脏、肺脏等重要器官的挤压。
脊柱侧弯成危害青少年健康的第三大疾病,有这种现象。"0~10岁和青春期是儿童发育最快的两个阶段,也是脊柱侧弯的最快增长期。尤其是女孩,如果此时不进行有效的干预和预防,就会错失良机,发展成严重的畸形,对孩子造成终生的影响"。近日,北京大学人民医院主任医师刘海英在国家卫计委组织的在线访谈中强调。
中国脊柱侧弯的发病率为2%~3%,多在青春期后(10岁以后)。近年来,"过早脊柱侧弯"(0~10吊)的概念被提出来。脊柱侧弯已成为继肥胖和近视之后中国儿童和青少年的第三大杀手。自2019年起,国家卫计委在全国学生常见病及健康影响因素监测中,将脊柱异常弯曲作为检测指标,覆盖400多个地级市、200多万学生。
刘海英介绍,脊柱侧弯对儿童和青少年的危害体现在两个方面:一方面,严重影响美观,孩子会出现心理和精神问题;另一方面,会损害孩子的神经系统,甚至压迫脊髓,导致无法行走,并引起心肺功能异常,从而影响寿命。他提醒,在生活中,家长应及时关注孩子的体态(肩、胸、背、腰线),或让孩子弯下腰,看是否一侧背高,另一侧背低。如果有异常情况,请及时到医院就诊。
观察 "四横一竖 "+前屈试验,尽早发现儿童脊柱侧弯现象,刘海英指出,脊柱侧弯分为先天性和产后性。先天性脊柱侧弯,即由于孕妇在怀孕期间有不良用药史、精神疾病或受环境影响,在胚胎发育过程中可能影响胎儿脊柱的生理结构,导致脊柱畸形。后天性脊柱侧弯是由肌肉张力不均匀、营养不良、外伤或姿势引起的。最常见的是原因不明的特发性脊柱侧弯。
近年来,因脊柱侧弯来医院就诊的中小学生有增加的趋势。他们中的大多数是家长,发现孩子穿的衣服少了,肩膀明显高低不平,后背不平。去医院检查后,他们被诊断为脊柱侧弯。但是,很多患者发现侧弯已经是 "s "形了,或者侧弯已经达到40度以上。他们年龄太大,错过了保守治疗的最佳时机。有些人被迫需要进行手术治疗,这对儿童来说是非常有害的。
近年来,因脊柱侧弯就诊的中小学生有增多的趋势,大多是家长和孩子自己发现双肩一高一低、背部或肋骨一侧隆起,到医院检查后诊断为青少年脊柱侧弯。很多到医院就诊的孩子脊柱侧弯的症状已经相当严重,脊柱已成大“S”形,弯曲达40度以上,甚至影响了心肺功能,且年龄相对偏大,错过了最佳治疗机会。 脊柱侧弯被忽视三大原因 认识不足 在北美洲,孩子出生以后,就会有脊柱专科医生对孩子进行脊柱侧弯的筛查,并在整个生长阶段跟踪观察,发现有脊柱侧弯并到一定程度者会交给专业康复医生。政府设有专门脊柱侧弯矫正的医疗机构,对需要矫正的孩子进行康复治疗和随访,直至发育成熟。而我国对脊柱侧弯的危害认识相对不足,研究滞后,科普宣传欠缺,加上我国人口众多,科学普查工作难以全面展开,导致对此病的认识知之甚少。 发病隐匿 脊柱侧弯大多发病隐蔽,患者大多不痛、不痒,偶有背痛,容易被家长忽视。即便患者就诊,若专科医生不仔细检查也很容易误诊。 发现不及时 脊柱畸形大多不是孩子自己发现的。由于年龄的关系,父母亲能直接观察到10岁以上孩子裸露肩背的机会很少,而生长发育阶段恰恰是侧弯进展最快的时候,等到畸形明显时,症状往往已经很严重了。 影响美观 脊柱侧弯的孩子会出现脖子扭曲、双肩不等高、背部高低不平,女孩子还可能出现乳房大小不对称,影响美观。 胸廓变形 脊柱侧弯往往不是单纯脊柱弯曲的问题,胸廓也会变形,挤压胸廓会引起肺功能降低、肺活量减小,严重影响重要脏器发育。患者常因氧饱和度不够而缺氧,身体整体素质也会下降。明显变化就是参加剧烈的活动后就会呼吸急促。除此之外,脊柱侧弯使脊柱神经对内脏的调节功能紊乱,可能出现消化不良、腹痛、痛经、发育不良等。严重的脊柱侧弯会压迫神经,出现腿麻、影响大小便功能,甚至造成截瘫。 影响心理健康 脊柱侧弯可能会影响孩子的心理健康。外形上的特殊原因,会遭到小朋友的嘲笑,在患儿的心里留下阴影。尤其女孩子,认为自己的样子很丢人,不愿意与人交往,不仅影响学习,还可能影响孩子的心理健康。 脊柱侧弯如何早期发现 家长往往很关注孩子是否驼背或近视,而孩子肩膀不平衡,可能是脊柱侧弯,却容易被忽视。多数脊柱侧弯发病时是青少年生长发育的高峰期,脊柱的生长又加剧了畸形的发展,因此及时、早期发现对预后至关重要。如果发现孩子有以下情形,家长就应警惕:一侧肩膀比另一侧明显突出或增大,通常右侧肩膀高较为多见。领口不平,一侧肩部比另一侧高。女孩双乳发育不均等,左侧的乳房往往较大。无论是站立还是弯腰,从背后看脊柱两侧腰背轮廓不对称,一边高一边低,站位或坐位喜侧向一边。对10岁以上的孩子应3个月观察一次。(浙江省中医院推拿科副主任医师 杜红根) 相关阅读:· 孩子背书包可能会脊柱侧弯吗 · 总翘二郎腿对脊柱发育不利 · 脊柱弯成S形跟基因有关 · 孩子两肩不同高有可能是脊柱侧弯
但这种苗毛病应该是在很小的时候就要注意,然后只要没在成年的时候都是要注意的,特别是从新生儿到六七岁之间吧
传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器,这是我为大家整理的传感器检测技术论文,仅供参考!
试述传感器技术在环境检测中的应用
摘要:传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器,其中气体传感器主要检测氮氧化合物和含硫氧化物;液体传感器主要检测重金属离子、多环芳香烃类、农药、生物来源类。本文阐述了传感器技术在环境检测方面的应用。
关键词:气体传感器 液体传感器 环境检测
中图分类号:O659 文献标识码:A 文章编号:
随着人们对环境质量越加重视,在实际的环境检测中,人们通常需要既能方便携带,又可以够实现多种待测物持续动态监测的仪器和分析设备。而新型的传感器技术就能够很好的满足上述需求。
传感器技术主要包括两个部分:能与待测物反应的部分和信号转换器部分。信号转换器的作用是将与待测物反应后的变化通过电学或光学信号表示出来。根据检测方法的不同,我们将传感器分为光学传感器和电化学传感器;根据反应原理的不同,分为免疫传感器、酶生物传感器、化学传感器;根据检测对象不同,分为液体传感器和气体传感器。
1气体传感器
气体传感器可以对室内的空气质量进行检测,尤其是有污染的房屋或楼道;也可以对大气环境中的污染物进行检测,如含硫氧化物、氮氧化合物等,检测过程快速方便地。
以含氮氧化物(NOx)为例。汽车排放的尾气是含氮氧化物的主要来源,但随着时代的发展,国内消费水平的提高,汽车尾气的排放量呈逐年上升趋势。通过金属氧化物半导体对汽车尾气及工厂废气中的含氮氧化物进行直接检测。如Dutta设计的传感器,采用铂为电极,氧化钇和氧化锆为氧离子转换器,安装到气体排放口,可以检测到含量为10-4~10-3的NO。含硫氧化物是造成酸雨的主要物质,也是目前环境检测的重点项目,因为在大气环境中的含量低于10-6,需要更高灵敏度的传感器。如高检测的灵敏度的表面声波设备。
Starke等人采用直径为8~16nm的氧化锡、氧化铟、氧化钨纳米颗粒制作的纳米颗粒传感器,对NO和NO2的检测下限可达到10-8,提高反应的比表面积,增加反应灵敏度,且工作温度比常规的传感器大大降低,减少了能源消耗。
2液体传感器
在实际环境检测中,液体传感器大多应用于水的检测。由于水环境中的污染物种类广泛,因此液体传感器比气体传感器的应用更为广泛和重要。水中的污染物除了少量的天然污染物以外,大部分都是人为倾倒的无机物和有机物。无机物中,重金属离子为重点检测对象;有机污染物包括杀虫剂、激素类代谢物、多环芳香烃类物质等。这些污染物的过度超标,会严重影响到所有生物体的健康和安全。
重金属离子检测
采水体中重金属离子的主要来源包括开矿、冶金、印染等企业排放的废水。这些生产废水往往混合了多种废水,所含的重金属离子种类繁多,常见的有汞、锰、铅、镉、铬等。重金属离子会不断发生形态的改变和在不同相之间进行转移,若处置不当,容易形成二次污染。生物体从环境中摄取到的重金属离子,经过食物链,逐渐在高级生物体内富集,最终导致生物体的中毒。因此如果供人类食用的鱼类金属离子超标,将对人类产生严重的影响,因此对于重金属离子的检测显得尤为重要。
Burge等人发明的传感器,可以利用1,2,2联苯卡巴肼和分光光度计,可以检测地下水中的重金属铬浓度是否超标。
除了通过化学反应检测外,采用特殊的生物物质,也可以方便和灵敏地检测重金属离子。如大肠杆菌体内有一种蛋白质可以结合镍离子,有人在这种蛋白质的镍离子结合位点附近插入荧光基团,当蛋白质结合镍离子后,荧光基团会被淬灭,由于荧光的强度与镍离子浓度成反比,从而实现对镍离子的定量检测,检测范围未10-8~10-2mol/L。日方法也可应用于检测Cu2+、Co2+、Fe2+和Cd2+等几种离子中。他们还结合了微流体技术,该技术只需消耗几十纳升体积的待测液体,就可以对100nmol/L以下浓度的Pb2+进行检测。Matsunaga小组将TPPS固定在多孔硅基质中,当环境中存在Hg2+时,随着Hg2+浓度的变化,TPPS的颜色会从橘黄色逐渐转变成绿色,该传感器的检测限为,通过加入硅铝酸去除干扰离子Ni2+和Zn2+。
利用传感器技术不仅可以准确测定待测物的浓度,而且由于传感器的微型化技术特点,还可以通过传感器的偶联,进行多项指标的检测。Lau等人设计了基于发光二极管原理的传感器,可以同时检测Cd2+和Pb2+,该传感器对Cd2+和Pb2+的检测限分别为10-6和10-8。
农药残留物质的检测
农药是一类特殊的化学品,它在防治农林病虫害的同时,也会对人畜造成严重的危害。中国是农业大国,每年的农药使用量相当庞大,因此有必要对其进行监测。采用钴-苯二甲蓝染料和电流计就能方便地检测三嗪类除草剂,无需脱氧,直接检测的下限为50Lg/L,如果通过预处理进行样品浓缩后,检测限可以达到200ng/L。
采用带有光纤的红外光谱传感器可以进行杀虫剂的快速检测。将光纤内壁涂覆经非极性有机物修饰的气溶胶材料后,能显著改善光纤中水分子对信号的耗散作用,并且能够提取出溶液中的有机磷类杀虫剂进行光谱分析。此类传感器对于有机溶剂,如苯、甲苯、二甲苯的检测限则可达10-8~8*10-8。
多环芳香烃类化合物的检测
多环芳香烃类物质是另外一大类有害的污染物质,这类物质具有致癌性,但在许多工业生产过程中均会使用或产生此类物质。水体中的多环芳香烃类物质含量非常低,一般在10-9范围内,因此需要借助高灵敏度的检测传感器,Schechter小组发明了光纤光学荧光传感器。在直接检测过程中,待测样本中还可能存在一些如泥土这样的干扰物质,会降低检测信号值,如果用聚合物膜先将非极性的PAH富集,然后对膜上的物质进行荧光检测,从而解决信号干扰问题,报道称这种经膜富集后的传感器技术,对pyrene的检测可达到6*10-11,蒽类物质则可达4*10-10。Stanley等人利用石英晶振微天平作为传感器,在芯片表面固定上蒽-碳酸的单分子膜,检测限可达到2*10-9。
基于免疫分析原理,采用分子印迹的方法,在传感器表面印上能够结合不同待测物质的抗体分子,可以实现多种不同物质的检测。近年来发展起来的微接触印刷技术,也可应用到该领域,这样制备得到的传感器体积可以更加微型化。
生物类污染物质
除了以上的无机和有机合成类污染物质,还有生物来源的一些潜在污染分子。如激素类分子及其代谢物的污染常常会引起生物体生长、发育和繁殖的异常。Gauglitz带领的研究小组采用全内反射荧光生物传感器和睾丸激素抗体,对河流中的睾丸激素直接进行了即时检测,其检测限为。该技术无需样品的预处理,对于不同地区的自然界水体均可以进行睾丸激素的现场直接检测,检测范围为9~90ng/L。
另外,致病菌和病毒也是被检测的对象,水体中出现某些特定菌种,可以表明水体受到了某种污染,利用传感器技术非常容易检测到这些生物样本的存在,而且选择性非常高,如可以从烟草叶中快速地发现植物病毒烟草花叶病毒,采用QCM可以直接检测到酵母细胞的数量。
3结论和展望
目前,传感器技术已开始应用于各环境监测机构的应急检测,但是实际应用中有诸多的局限性,比如在对大气中的某些有害物质进行检测时,由于其含量往往低于传感器的最低检测限,因此在实际应用过程中,还需要进行气体的浓缩处理,这样就使传感器不容易实现微型化,或者需要借助更高灵敏度的传感器;同样,在野外水体检测时,常常会出现待测水体含有多种复杂干扰成分的情况,无法与实验室的标准化条件相比;在有些以膜分离分析技术为原理的传感器中,其膜的使用寿命往往较短,而频繁更换新膜的价格较为昂贵,因此仍然无法得到广泛的应用。
尽管如此,随着传感器技术的不断发展和完善,仍然有望应用于将来工厂企业排气、排污的现场直接检测和野外环境的动态无人监测,而且其结果能与实验室常规仪器的检测结果相符,这样将大大加快对环境监测和治理的步伐。
参考文献
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传感器与自动检测技术教学改革探讨
摘要:传感器与自动检测技术是电气信息类专业重要的主干专业课,传统授课方法侧重于理论知识的传授,而忽略了应用层面的培养。针对此问题试图从教学目的、教学内容、教学形式、教学效果等多个方面进行分析,对该课程的教学方案改革进行探讨,提出一套技能与理论知识相结合、行之有效的教学方案。
关键词:传感器与自动检测技术;教学内容;教学模式;工程思维
“传感器与自动检测技术”是电气信息类专业重要的主干专业课,是一门必修课,也是一门涉及电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术,现代检测系统通常集光、机、电于一体,软硬件相结合。
“传感器与自动检测技术”课程于20世纪80年代开始在我国普通高校的本科阶段和研究生阶段开设。本课程侧重于传感器与自动检测技术理论的传授,重知识,轻技能;教师之间也缺乏沟通,教学资源不能得到充分利用,教学效果不理想,学生学习兴趣不高。
一、教学过程中发现的问题及改革必要性分析
笔者在独立学院讲授“传感器与自动检测技术”课程已有四年,最开始沿用了研究型大学的教学计划和教学大纲,由于研究型大学是以培养研究型人才为主,而独立学院是以培养应用型人才为主,在人才培养目标上有较大差异,在逐渐深入的过程中发现传统方案不太符合学院培养应用型人才的定位,存在以下几方面的问题。
1.重理论,轻实践
该课程是应用型课程,其中也有大量的理论知识、数学推导,而传统的研究型教学方法普遍都以理论教学为主,在课堂上大篇幅讲解传感器的原理,进行数学公式推导,相比而言传感器的应用通常只是通过一个实例简单介绍,导致最后大多数学生只是粗略地知道该传感器的结构,而不知道如何用,在哪里用。
2.教学模式单一
该课程传统上以讲授的教学方式为主,将现成的结论、公式和定理告诉学生,学生不能主动地思考和探索,过程枯燥乏味,导致学生产生了厌学情绪。同时理论教学与实训、实践教学脱节问题也很严重。
3.教学实验安排不合理
传统的实验课程安排,验证性实验比例高达80%,综合设计性实验极少,缺少实训、实践环节。然而应用型人才的培养应该以实践教学为核心,重点培养学生的工程思维和实践能力、动手能力,以在学生毕业时达到企业对技术水平与能力的要求,使学生毕业后能尽快适应工作岗位。
二、适合独立学院培养应用型人才的教学方案改革
传统的传感器与自动检测技术课程重理论、轻实践,教学模式单一,教学实验以验证性实验为主,这种方案能够培养研究型人才,但却无法培养合格的应用型人才。在教学过程中,笔者潜心研习,并反复实践,总结出以下几个可以改革的方面。
1.优化教学内容,注重工程思维
本课程一个很重要的内容是各种类型传感器的原理,传统的教学要讲清楚其中的来龙去脉,而本人则认为针对应用型人才培养,充分讲授清楚基本概念、基本原理和基本方法即可,涉及大额数学公式可以选择重要的进行讲解,其他则可作为学生的自学内容,让学生课余自学。同时应该重点讲解该传感器的工程应用实例;另一方面要结合最新实际工程讲解。这样才能激发学生的学习兴趣,培养学生应用型工程学习思维。
2.改革教学方法,改变教学模式
传统的教学是“灌输式”的方法,无论学生是否接受,直接把要讲的内容全部讲述给学生,而这也违背了培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力的出发点和归宿。笔者认为应该应用工程案例教学,实行启发式、讨论式、研究式等与实践相结合的教学方法,发挥学生在教学活动中的主体地位。
3.与工程实际相结合,与其他课程相结合
教学过程中要从不同行业提取典型的工程应用实例,精简以后作为实例进行讲解。在进行教学时,要培养学生的系统观,让学生明白这不是一门独立的课程,而是与自动控制原理、智能控制理论等课程相融合的,以达到融会贯通的学习效果。
4.实验环节改革
实验教学主要是为了提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力,加深学生对课堂教学中理论、概念的感性认识。以往该课程的实验内容大部分为原理性、验证性的实验,学生容易感到枯燥无味,毫无学习积极性,很少有学生进行独立思考并发现问题,实验效果极不理想。为了改变这种模式化的教育,笔者将实验内容由传统的验证性实验调整为设计开发型实验。在实验教学中根据客观条件在适当减少验证性实验的基础上,增加了开拓性实验项目以及设计综合性实验。
5.改革教学评价方法,提高课堂教学效率
高效的学习成果反馈机制是促进教学相长的必要手段,目前该课程都是通过课程作业进行学习效果反馈,可以采用每一个章节布置一道设计型题目,让学生更加广泛地查阅资料,并在一定知识广度的基础上深入分析题目中用到的内容,进而从更深的层面分析解决问题,以达到深度、广度相结合的效果。
本文针对传感器与自动检测技术传统研究型大学的方案,提出了三个方面的问题,并根据四年的教学积累,在教学内容、教学模式、实验环节、教学评价及反馈等几个方面进行了探讨分析并提出了一套改革的方法和措施。本方案以实际工程应用实例为核心,在教学内容上侧重于传感器应用方面的讲解,以提出问题、分析问题、解决问题为主线调动学生的学习积极性和主动性,培养学生的工程思维和能力,重视实验环节,以设计性、综合性实验代替验证性实验培养学生将抽象的知识具体化、培养学生的实际应用能力、动手能力和创新能力。
参考文献:
[1]吴建平,甘媛.“传感器”课程实验教学研究[J].成都理工大学学报.
[2]曹良玉,赵堂春.传感器技术及其应用.课程改革初探[J].中国现代教育装备.
[3]李玉华,胡雪梅.传感器及应用.课程教学改革的探讨Ⅱ技术与市场.
浅谈传感器的现状以及发展趋势2007-1-25 16:39:00 转:中国工控展览网 供稿1 微型化(Micro)为了能够与信息时代信息量激增、要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋势保持一致,对于传感器性能指标(包括精确性、可靠性、灵敏性等)的要求越来越严格;与此同时,传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程,因此还要求传感器必须配有标准的输出模式;而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求,所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代;后者主要由硅材料构成,具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等优点。 由计算机辅助设计(CAD)技术和微机电系统(MEMS)技术引发的传感器微型化目前,几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(CAD)的模拟式工程化设计转变,从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本、高性能的新型系统,这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能够满足科技发展需求的微型化的方向发展。对于微机电系统(MEMS)的研究工作始于20世纪60年代,其研究范畴涉及材料科学、机械控制、加工与封装工艺、电子技术以及传感器和执行器等多种学科,是一个极具前景的新兴研究领域。MEMS的核心技术是研究微电子与微机械加工与封装技术的巧妙结合,期望能够由此而制造出体积小巧但功能强大的新型系统。经过几十年的发展,尤其最近十多年的研究与发展,MEMS技术已经显示出了巨大的生命力,此项技术的有效采用将信息系统的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了一个新的高度。在当前技术水平下,微切削加工技术已经可以生产出来具有不同层次的3D微型结构,从而可以生产出体积非常微小的微型传感器敏感元件,象毒气传感器、离子传感器、光电探测器这样的以硅为主要构成材料的传感/探测器都装有极好的敏感元件[1],[2]。目前,这一类元器件已作为微型传感器的主要敏感元件被广泛应用于不同的研究领域中。 微型传感器应用现状就当前技术发展现状来看,微型传感器已经对大量不同应用领域,如航空、远距离探测、医疗及工业自动化等领域的信号探测系统产生了深远影响;目前开发并进入实用阶段的微型传感器已可以用来测量各种物理量、化学量和生物量,如位移、速度/加速度、压力、应力、应变、声、光、电、磁、热、PH值、离子浓度及生物分子浓度等2 智能化(Smart)智能化传感器(Smart Sensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新型传感器系统。此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视,尤其在探测器应用领域,如分布式实时探测、网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎,产生的影响较大。 智能化传感器的特点智能化传感器是指那些装有微处理器的,不但能够执行信息处理和信息存储,而且还能够进行逻辑思考和结论判断的传感器系统。这一类传感器就相当于是微型机与传感器的综合体一样,其主要组成部分包括主传感器、辅助传感器及微型机的硬件设备。如智能化压力传感器,主传感器为压力传感器,用来探测压力参数,辅助传感器通常为温度传感器和环境压力传感器。采用这种技术时可以方便地调节和校正由于温度的变化而导致的测量误差,而环境压力传感器测量工作环境的压力变化并对测定结果进行校正;而硬件系统除了能够对传感器的弱输出信号进行放大、处理和存储外,还执行与计算机之间的通信联络。通常情况下,一个通用的检测仪器只能用来探测一种物理量,其信号调节是由那些与主探测部件相连接着的模拟电路来完成的;但智能化传感器却能够实现所有的功能,而且其精度更高、价格更便宜、处理质量也更好。与传统的传感器相比,智能化传感器具有以下优点:1.智能化传感器不但能够对信息进行处理、分析和调节,能够对所测的数值及其误差进行补偿,而且还能够进行逻辑思考和结论判断,能够借助于一览表对非线性信号进行线性化处理,借助于软件滤波器滤波数字信号。此外,还能够利用软件实现非线性补偿或其它更复杂的环境补偿,以改进测量精度。2.智能化传感器具有自诊断和自校准功能,可以用来检测工作环境。当工作环境临近其极限条件时,它将发出告警信号,并根据其分析器的输入信号给出相关的诊断信息。当智能化传感器由于某些内部故障而不能正常工作时,它能够借助其内部检测链路找出异常现象或出了故障的部件。3.智能化传感器能够完成多传感器多参数混合测量,从而进一步拓宽了其探测与应用领域,而微处理器的介入使得智能化传感器能够更加方便地对多种信号进行实时处理。此外,其灵活的配置功能既能够使相同类型的传感器实现最佳的工作性能,也能够使它们适合于各不相同的工作环境。4.智能化传感器既能够很方便地实时处理所探测到的大量数据,也可以根据需要将它们存储起来。存储大量信息的目的主要是以备事后查询,这一类信息包括设备的历史信息以及有关探测分析结果的索引等;5.智能化传感器备有一个数字式通信接口,通过此接口可以直接与其所属计算机进行通信联络和交换信息。此外,智能化传感器的信息管理程序也非常简单方便,譬如,可以对探测系统进行远距离控制或者在锁定方式下工作,也可以将所测的数据发送给远程用户等。 智能化传感器的发展与应用现状目前,智能化传感器技术正处于蓬勃发展时期,具有代表意义的典型产品是美国霍尼韦尔公司的ST-3000系列智能变送器和德国斯特曼公司的二维加速度传感器,以及另外一些含有微处理器(MCU)的单片集成压力传感器、具有多维检测能力的智能传感器和固体图像传感器(SSIS)等。与此同时,基于模糊理论的新型智能传感器和神经网络技术在智能化传感器系统的研究和发展中的重要作用也日益受到了相关研究人员的极大重视。指出的一点是:目前的智能化传感器系统本身尽管全都是数字式的,但其通信协议却仍需借助于4~20 mA的标准模拟信号来实现。一些国际性标准化研究机构目前正在积极研究推出相关的通用现场总线数字信号传输标准;不过,在眼下过渡阶段仍大多采用远距离总线寻址传感器(HART)协议,即Highway Addressable Remote Transducer。这是一种适用于智能化传感器的通信协议,与目前使用4~20mA模拟信号的系统完全兼容,模拟信号和数字信号可以同时进行通信,从而使不同生产厂家的产品具有通用性。能化传感器多用于压力、力、振动冲击加速度、流量、温湿度的测量,如美国霍尼韦尔公司的ST3000系列全智能变送器和德国斯特曼公司的二维加速度传感器就属于这一类传感器。另外,智能化传感器在空间技术研究领域亦有比较成功的应用实例[6]。发展中,智能化传感器无疑将会进一步扩展到化学、电磁、光学和核物理等研究领域。可以预见,新兴的智能化传感器将会在关系到全人类国民生的各个领域发挥越来越大作用。3 多功能传感器(Multifunction)如前所述,通常情况下一个传感器只能用来探测一种物理量,但在许多应用领域中,为了能够完美而准确地反映客观事物和环境,往往需要同时测量大量的物理量。由若干种敏感元件组成的多功能传感器则是一种体积小巧而多种功能兼备的新一代探测系统,它可以借助于敏感元件中不同的物理结构或化学物质及其各不相同的表征方式,用单独一个传感器系统来同时实现多种传感器的功能。随着传感器技术和微机技术的飞速发展,目前已经可以生产出来将若干种敏感元件综装在同一种材料或单独一块芯片上的一体化多功能传感器。 多功能传感器的执行规则和结构模式概括来讲,多功能传感器系统主要的执行规则和结构模式包括:(1) 多功能传感器系统由若干种各不相同的敏感元件组成,可以用来同时测量多种参数。譬如,可以将一个温度探测器和一个湿度探测器配置在一起(即将热敏元件和湿敏元件分别配置在同一个传感器承载体上)制造成一种新的传感器,这样,这种新的传感器就能够同时测量温度和湿度。(2) 将若干种不同的敏感元件精巧地制作在单独的一块硅片中,从而构成一种高度综合化和小型化的多功能传感器。由于这些敏感元件是被综装在同一块硅片中的,它们无论何时都工作在同一种条件下,所以很容易对系统误差进行补偿和校正。(3)借助于同一个传感器的不同效应可以获得不同的信息。以线圈为例,它所表现出来的电容和电感是各不相同的。(4)在不同的激励条件下,同一个敏感元件将表现出来不同的特征。而在电压、电流或温度等激励条件均不相同的情况下,由若干种敏感元件组成的一个多功能传感器的特征可想而知将会是多么的千差万别!有时候简直就相当于是若干个不同的传感器一样,其多功能特征可谓名副其实。 多功能传感器的研制与应用现状多功能传感器无疑是当前传感器技术发展中一个全新的研究方向,日前有许多学者正在积极从事于该领域的研究工作。如将某些类型的传感器进行适当组合而使之成为新的传感器,如用来测量流体压力和互异压力的组合传感器。又如,为了能够以较高的灵敏度和较小的粒度同时探测多种信号,微型数字式三端口传感器可以同时采用热敏元件、光敏元件和磁敏元件;这种组配方式的传感器不但能够输出模拟信号,而且还能够输出频率信号和数字信号.从目前的发展现状来看,最热门的研究领域也许是各种类型的仿生传感器了,而且在感触、刺激以及视听辨别等方面已有最新研究成果问世。从实用的角度考虑,多功能传感器中应用较多的是各种类型的多功能触觉传感器,譬如人造皮肤触觉传感器就是其中之一,这种传感器系统由PVDF材料、无触点皮肤敏感系统以及具有压力敏感传导功能的橡胶触觉传感器等组成。据悉,美国MERRITT公司研制开发的无触点皮肤敏感系统获得了较大的成功,其无触点超声波传感器、红外辐射引导传感器、薄膜式电容传感器、以及温度、气体传感器等在美国本土应用甚广。与其它方面的研究成果相比,目前在人工嗅觉方面的研究还似乎远远不尽人意。由于嗅觉元件接收到的判别信号是非常复杂的,其中总是混合着成千上万种化学物质,这就使得嗅觉系统处理起这些信号来异常错综复杂。人工嗅觉传感系统的典型产品是功能各异的Electronic nose(电子鼻),近10多年来,该技术的发展很快,目前已有数种商品化的产品在国际市场流通,美、法、德、英等国家均有比较先进的电子鼻产品问世。“电子鼻”系统通常由一个交叉选择式气体传感器阵列和相关的数据处理技术组成,并配以恰当的模式识别系统,具有识别简单和复杂气味的能力,主要用来解决一般情况下的气味探测问题。根据应用对象的不同,“电子鼻”系统传感器阵列中传感器的构成材料及配置数量亦有所不同,其中,构成材料包括金属氧化物半导体、导电聚合物、石英晶振等,配置数量则从几个到数十个不等。总之,“电子鼻”系统是气体传感器技术和信息处理技术进行有效结合的高科技产物,其气体传感器的体积很小,功耗也很低,能够方便地捕获并处理气味信号。气流经过气体传感器阵列进入到“电子鼻”系统的信号预处理元件中,最后由阵列响应模式来确定其所测气体的特征。阵列响应模式采用关联法、最小二乘法、群集法以及主要元素分析法等方法对所测气体进行定性和定量鉴别。美国Cyranosciences公司生产的Cyranose 320电子鼻是目前技术较为先进、适用范围也比较广的嗅觉传感系统之一,该系统主要由传感器阵列和数据分析算法两部分组成,其基本技术是将若干个独特的薄膜式碳-黑聚合物复合材料化学电阻器配置成一个传感器阵列,然后采用标准的数据分析技术,通过分析由此传感器阵列所收集到的输出值的办法来识别未知分析物。据称,Cyranose 320电子鼻的适用范围包括食品与饮料的生产与保鲜、环境保护、化学品分析与鉴定、疾病诊断与医药分析以及工业生产过程控制与消费品的监控与管理等。4 无线网络化(wireless networked)无线网络对我们来说并不陌生,比如手机,无线上网,电视机。传感器对我们来说也不陌生,比如温度传感器、压力传感器,还有比较新颖的气味传感器。但是,把二者结合在起来,提出无线传感器网络(Wireless Sensor Networks)这个概念,却是近几年才发生的事情。这个网络的主要组成部分就是一个个可爱的传感器节点。说它们可爱,是因为它们的体积都非常小巧。这些节点可以感受温度的高低、湿度的变化、压力的增减、噪声的升降。更让人感兴趣的是,每一个节点都是一个可以进行快速运算的微型计算机,它们将传感器收集到的信息转化成为数字信号,进行编码,然后通过节点与节点之间自行建立的无线网络发送给具有更大处理能力的服务器 传感器网络传感器网络是当前国际上备受关注的、由多学科高度交叉的新兴前沿研究热点领域。传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,通过嵌入式系统对信息进行处理,并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端。从而真正实现“无处不在的计算”理念。传感器网络的研究采用系统发展模式,因而必须将现代的先进微电子技术、微细加工技术、系统SOC(system-on-chip)芯片设计技术、纳米材料与技术、现代信息通讯技术、计算机网络技术等融合,以实现其微型化、集成化、多功能化及系统化、网络化,特别是实现传感器网络特有的超低功耗系统设计。传感器网络具有十分广阔的应用前景,在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多领域都有重要的科研价值和巨大实用价值,已经引起了世界许多国家军界、学术界和工业界的高度重视,并成为进入2000 年以来公认的新兴前沿热点研究领域,被认为是将对二十一世纪产生巨大影响力的技术之一。 传感器网络研究热点问题和关键技术传感器网络以应用为目标,其构建是一个庞大的系统工程,涉及到的研究工作和需要解决的问题在每一个层面上都很多。对无线传感器网络系统结构及界面接口技术的研究意义重大。如果我们把传感器网络按其功能抽象成五个层次的话,将会包括基础层(传感器集合)、网络层(通信网络)、中间件层、数据处理和管理层以及应用开发层。其中,基础层以研究新型传感器和传感系统为核心,包括应用新的传感原理、使用新的材料以及采用新的结构设计等,以降低能耗、提高敏感性、选择性、响应速度、动态范围、准确度、稳定性以及在恶劣环境条件下工作的能力。 传感器网络的应用研究传感器网络有着巨大的应用前景,被认为是将对21 世纪产生巨大影响力的技术之一。已有和潜在的传感器应用领域包括:军事侦察、环境监测、医疗、建筑物监测等等。随着传感器技术、无线通信技术、计算技术的不断发展和完善,各种传感器网络将遍布我们生活环境,从而真正实现“无处不在的计算”。以下简要介绍传感器网络的一些应用。(1)军事应用传感器网络研究最早起源于军事领域,实验系统有海洋声纳监测的大规模传感器网络,也有监测地面物体的小型传感器网络。现代传感器网络应用中,通过飞机撒播、特种炮弹发射等手段,可以将大量便宜的传感器密集地撒布于人员不便于到达的观察区域如敌方阵地内,收集到有用的微观数据;在一部分传感器因为遭破坏等原因失效时,传感器网络作为整传感器网络体仍能完成观察任务。传感器网络的上述特点使得它具有重大军事价值,可以应用于如下一些场景中:▉监测人员、装备等情况以及单兵系统:通过在人员、装备上附带各种传感器,可以让各级指挥员比较准确、及时地掌握己方的保存状态。通过在敌方阵地部署各种传感器,可以了解敌方武器部署情况,为己方确定进攻目标和进攻路线提供依据。▉监测敌军进攻:在敌军驻地和可能的进攻路线上部署大量传感器,从而及时发现敌军的进攻行动、争取宝贵的应对时间。并可根据战况快速调整和部署新的传感器网络。▉评估战果:在进攻前后,在攻击目标附近部署传感器网络,从而收集目标被破坏程度的数据。▉核能、生物、化学攻击的侦察:借助于传感器网络可以及早发现己方阵地上的生、化污染,提供快速反应时间从而减少损失。不派人员就可以获取一些核、生、化爆炸现场的详细数据。(2)环境应用应用于环境监测的传感器网络,一般具有部署简单、便宜、长期不需更换电池、无需派人现场维护的优点。通过密集的节点布置,可以观察到微观的环境因素,为环境研究和环境监测提供了崭新的途径传感器网络研究在环境监测领域已经有很多的实例。这些应用实例包括:对海岛鸟类生活规律的观测;气象现象的观测和天气预报;森林火警;生物群落的微观观测等▉洪灾的预警:通过在水坝、山区中关键地点合理地布置一些水压、土壤湿度等传感器,可以在洪灾到来之前发布预警信息,从而及时排除险情或者减少损失。▉农田管理:通过在农田部署一定密度的空气温度、土壤湿度、土壤肥料含量、光照强度、风速等传感器,可以更好地对农田管理微观调控,促进农作物生长。(3)家庭应用建筑及城市管理各种无线传感器可以灵活方便地布置于建筑物内,获取室内环境参数,从而为居室环境控制和危险报警提供依据。▉ 智能家居:通过布置于房间内的温度、湿度、光照、空气成分等无线传感器,感知居室不同部分的微观状况,从而对空调、门窗以及其他家电进行自动控制,提供给人们智能、舒适的居住环境[16]。▉建筑安全:通过布置于建筑物内的图像、声音、气体检测、温度、压力、辐射等传感器,发现异常事件及时报警,自动启动应急措施。▉智能交通:通过布置于道路上的速度、识别传感器,监测交通流量等信息,为出行者提供信息服务,发现违章能及时报警和记录[17]。反恐和公共安全通过特殊用途的传感器,特别是生物化学传感器监测有害物、危险物的信息,最大限度地减少其对人民群众生命安全造成的伤害。(4)结论无线传感器网络有着十分广泛的应用前景,它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值,在未来还将在许多新兴领域体现其优越性,如家用、保健、交通等领域。我们可以大胆的预见,将来无线传感器网络将无处不在,将完全融入我们的生活。比如微型传感器网最终可能将家用电器、个人电脑和其他日常用品同互联网相连,实现远距离跟踪,家庭采用无线传感器网络负责安全调控、节电等。无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络,其应用可以涉及到人类日常生活和社会生产活动的所有领域。但是,我们还应该清楚的认识到,无线传感器网络才刚刚开始发展,它的技术、应用都还还远谈不上成熟,国内企业应该抓住商机,加大投入力度,推动整个行业的发展。无线传感器网络是新兴的通信应用网络,其应用可以涉及到人类生活和社会活动的所有领域。因此,无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络,需要各种技术支撑。目前,成熟的通信技术都可能经过适当的改进和进一步发展,应用到无线传感器网络中,形成新的市场增长点,创造无线通信的新天地。5 结语当前技术水平下的传感器系统正向着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展。今后,随着CAD技术、MEMS技术、信息理论及数据分析算法的继续向前发展,未来的传感器系统必将变得更加微型化、综合化、多功能化、智能化和系统化。在各种新兴科学技术呈辐射状广泛渗透的当今社会,作为现代科学“耳目”的传感器系统,作为人们快速获取、分析和利用有效信息的基础,必将进一步得到社会各界的普遍关注。微波传感器依靠微波的很多优点,将广泛地用于微波通讯、卫星发送等无线通讯,和雷达、导弹诱导、遥感、射电望远镜中。并且在一些非接触式的监测和控制中也有很好的应用。
生物传感器的研究现状及应用摘要:简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用,对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料,与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器,在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展,生物传感器在市场上具有极强的竞争力。 关键词:生物传感器;发酵工业;环境监测。中图分类号: 文献标识码:a 文章编号:1006-883x(2002)10-0001-06一、 引言 从1962年,clark和lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里,生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主,但是由于酶的价格昂贵并不够稳定,因此以酶作为敏感材料的传感器,其应用受到一定的限制。近些年来,微生物固定化技术的不断发展,产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件,与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外,还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前,光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术(pcr)的发展,应用pcr的dna生物传感器也越来越多。二、 研究现状及主要应用领域 1、 发酵工业各种生物传感器中,微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质,并且发酵液往往不是清澈透明的,不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰,并且不受发酵液混浊程度的限制。同时,由于发酵工业是大规模的生产,微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。(1). 原材料及代谢产物的测定微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定,代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成,利用微生物的同化作用耗氧,通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量,从而达到测量底物浓度的目的。在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要,用荧光假单胞菌(psoudomonas fluorescens)代谢消耗葡萄糖的作用,通过氧电极进行检测,可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比,测定结果是类似的,而微生物电极灵敏度高,重复实用性好,而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。当乙酸用作碳源进行微生物培养时,乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长,因此需要在线测定。用固定化酵母(trichosporon brassicae),透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。此外,还有用大肠杆菌()组合二氧化碳气敏电极,可以构成测定谷氨酸的微生物传感器,将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内,由细菌―胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。(2). 微生物细胞总数的测定在发酵控制方面,一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面,细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定,其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的[1]。(3). 代谢试验的鉴定传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此,可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等[2]。2、 环境监测(1). 生化需氧量的测定生化需氧量(biochemical oxygen demand ?bod)的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的bod测定需要5天的培养期,操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大,不宜现场监测,所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前,有研究人员分离了两种新的酵母菌种spt1和spt2,并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量bod,其重复性在±10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中bod的测定,其测量最小值可达2 mg/l,所用时间为5min[3]。还有一种新的微生物传感器,用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料,在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存,浸泡后即恢复活性,为海水中bod的测定提供了快捷简便的方法[4]。 除了微生物传感器,还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的bod值。该传感器的反应时间是15min,最适工作条件为30°c,ph=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响(在1000mg/l范围内),并且不被重金属(fe3+、cu2+、mn2+、cr3+、zn2+)所影响。该传感器已经应用于河水bod的测定,并且获得了较好的结果[4]。现在有一种将bod生物传感器经过光处理(即以tio2作为半导体,用6 w灯照射约4min)后,灵敏度大大提高,很适用于河水中较低bod的测量[5]。同时,一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的bod值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管,假单胞细菌(pseudomonas fluorescens)用光致交联的树脂固定在反应器的底层,该测量方法既迅速又简便,在4℃下可使用六周,已经用于工厂废水处理的过程中[5]。(2). 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。测量氨和硝酸盐的微生物传感器,多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(nox-),它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的nox-进行了测量,其效果较好[6]。硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在ph=、31℃时一周测量200余次,活性保持不变,两周后活性降低20%。传感器寿命为7天,其设备简单,成本低,操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量,所用细菌是,与氢电极连接构成[7]。最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌,此种细菌含有荧光基因,在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白,从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内,制成微生物传感器,用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌()中,用来检测砷的有毒化合物[8]。水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前,有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来,以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5 ´10-9mol。该传感器工作的最适条件为:ph=、35℃,连续工作时间为30h[9]。还有一种假单胞菌属(pseudomonas rathonis)制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器,将微生物细胞固定在凝胶(琼脂、琼脂糖和海藻酸钙盐)和聚乙醇膜上,可以用层析试纸gf/a,或者是谷氨酸醛引起的微生物细胞在凝胶中的交联,长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性[10]。还有一种电流式生物传感器,用于测定有机磷杀虫剂,使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶,对硝基酚和二乙基酚的测量极限为100´10-9mol,在40℃只要4min[11]。还有一种新发展起来的磷酸盐生物传感器,使用丙酮酸氧化酶g,与自动系统cl-fia台式电脑结合,可以检测(32~96)´10-9mol的磷酸盐,在25°c下可以使用两周以上,重复性高[12]。最近,有一种新型的微生物传感器,用细菌细胞作为生物组成部分,测定地表水中壬基酚(nonyl-phenol etoxylate --np-80e)的含量。用一个电流型氧电极作传感器,微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上,其测量原理是测量毛孢子菌属(trichosporum grablata)细胞的呼吸活性。该生物传感器的反应时间为15~20min,寿命为7~10天(用于连续测定时)。在浓度范围内,电信号与np-80e浓度呈线性关系,很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测[13]。除此之外,污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的。目前已经成功设计了一个完整的,基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。将弧菌属细菌(vibrio fischeri)体内的一个操纵子在一个铜诱导启动子的控制下导入产碱杆菌属细菌(alcaligenes eutrophus (ae1239))中,细菌在铜离子的诱导下发光,发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中,可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。目前,这种微生物传感器可以达到最低测量浓度1´10-9mol[14]。还有一种专门测量铜离子的电流型微生物传感器。它用酒酿酵母(saccharomyces cerevisiae)重组菌株作为生物元件,这些菌株带有酒酿酵母cup1基因上的铜离子诱导启动子与大肠杆菌lacz基因的融合体。其工作原理,首先是cup1启动子被cu2+诱导,随后乳糖被用作底物进行测量。如果cu2+存在于溶液中,这些重组体细菌就可以利用乳糖作为碳源,这将导致这些好氧细胞需氧量的改变。该生物传感器可以在浓度范围()´10-3mol范围内测定cuso4溶液。目前已经将各类金属离子诱导启动子转入大肠杆菌中,使得大肠杆菌会在含有各种金属离子的的溶液中出现发光反应。根据它发光的强度可以测定重金属离子的浓度,其测量范围可以从纳摩尔到微摩尔,所需时间为60~100min[15][16]。用于测量污水中锌浓度的生物传感器也已经研制成功,使用嗜碱性细菌alcaligenes cutrophus,并用于对污水中锌的浓度和生物有效性进行测量,其结果令人满意[17]。估测河口出水流污染情况的海藻传感器是由一种螺旋藻属蓝细菌( cyanobacterium spirlina subsalsa)和一个气敏电极构成的。通过监测光合作用被抑制的程度来估测由于环境污染物的存在而引起水的毒性变化。以标准天然水为介质,对三种主要污染物(重金属、除草剂、氨基甲酸盐杀虫剂)的不同浓度进行了测定,均可监测到它们的有毒反应,重复性和再生性都很高[18]。近来由于聚合酶链式反应技术(pcr)的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用,不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用pcr技术的dna压电生物传感器,可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上,用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的dna样品进行同样的杂交反应并由pcr放大,产物为气单胞菌属(aeromonas hydrophila)的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因,这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能[19]。还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质,目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的psp毒素[20]。dna传感器也在迅速的得到应用,目前有一种小型化dna生物传感器,能将dna识别信号转换为电信号,用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性,并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法,目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化[21]。微藻素是一种从蓝藻细菌引起的水华中产生的细菌肝毒素,一种固定有表面细胞质粒基因组的生物传感器已经制得,用于测量水中微藻素的含量,它直接的测量范围是50~1000 ´10-6g/l[22]。 一种基于酶的抑制性分析的多重生物传感器用于测量毒性物质的设想也已经提出。在这种多重生物传感器中,应用了两种传导器―对ph敏感的电子晶体管和热敏性的薄膜电极,以及三种酶―尿素酶、乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶。该生物传感器的性能已经得到测试,效果较好[23]。除了发酵工业和环境监测,生物传感器还深入的应用于食品工程、临床医学、军事及军事医学等领域,主要用于测量葡萄糖、乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各种氨基酸,以及各种致癌和致变物质。三、 讨论与展望 美国的harold 指出,生物传感器商品化要具备以下几个条件:足够的敏感性和准确性、易操作、价格便宜、易于批量生产、生产过程中进行质量监测。其中,价格便宜决定了传感器在市场上有无竞争力。而在各种生物传感器中,微生物传感器最大的优点就是成本低、操作简便、设备简单,因此其在市场上的前景是十分巨大和诱人的。相比起来,酶生物传感器等的价格就比较昂贵。但微生物传感器也有其自身的缺点,主要的缺点就是选择性不够好,这是由于在微生物细胞中含有多种酶引起的。现已有报道加专门抑制剂以解决微生物电极的选择性问题。除此之外,微生物固定化方法也需要进一步完善,首先要尽可能保证细胞的活性,其次细胞与基础膜结合要牢固,以避免细胞的流失。另外,微生物膜的长期保存问题也待进一步的改进,否则难于实现大规模的商品化。 总之,常用的微生物电极和酶电极在各种应用中各有其优越之处。若容易获得稳定、高活性、低成本的游离酶,则酶电极对使用者来说是最理想的。相反的,若生物催化需经过复杂途径,需要辅酶,或所需酶不宜分离或不稳定时,微生物电极则是更理想的选择。而其他各种形式的生物传感器也在蓬勃发展中,其应用也越来越广泛。随着固定化技术的进一步完善,随着人们对生物体认识的不断深入,生物传感器必将在市场上开辟出一片新的天地。--------------------------------------------------------------------------------参考文献[1]韩树波,郭光美,李新等.伏安型细菌总数生物传感器的研究与应用[j].华夏医学,2000,63(2):49-52 [2]蔡豪斌.微生物活细胞检测生物传感器的研究[j]. 华夏医学,2000,13(3):252-256[3] trosok sp, driscoll bt, luong jht mediated microbial biosensor using a novel yeast strain for wastewater bod measurement[j]. applied micreobiology and biotechnology,2001, 56 (3-4): 550-554 [4] 张悦,王建龙,李花子等.生物传感器快速测定bod在海洋监测中的应用[j].海洋环境科学,2001,20(1):50-54[5] yoshida n, mcniven sj, yoshida a, compact optical system for multi-determination of biochemical oxygen demand using disposable strips[j]. field analytical chemistry and technology,2001,5 (5): 222-227[6] meyer rl, kjaer t, revsbech np. use of nox- microsensors to estimate the activity of sediment nitrification and nox- consumption along an 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