多层纸基微流控芯片的设计及其对农药的可视化检测

为了满足对农药残留快速、简便、低成本和现场检测的要求,基于适配体的荧光法检测原理,从提高混合效果的角度,设计了一种高效混合的阵列式多层纸基微流控芯片。通过对半圆环式交错结构、截圆式交错结构和圆环式堆叠结构的流动混合仿真,得出"d_2-1700μm型"截圆式交错结构的混合通道的混合效果最佳,I_e值为0.924 41。利用显色剂对仿真优化的结果进行试验,对20次试验的结果进行图像处理算得混合强度值的平均值为0.713。分别对啶虫脒和丙溴磷两种农药进行可视化检测试验,测得对啶虫脒的检测范围是50～600μg/kg;对丙溴磷的检测范围是60～480μg/kg。     

基于气载微流控芯片的作物病害孢子流式动态检测方法

为解决微流控芯片孢子检测复用率低的问题,提出一种基于气载微流控芯片的作物病害孢子流式动态检测方法。根据微尺度下作物病害孢子气体动力学特征设计平行双鞘流聚焦的微流控芯片,实现孢子的聚焦流动;利用光路聚焦原理和双向Mie散射原理设计光电检测结构;将微流控芯片和光电检测结构组合搭建光电检测系统,根据前向散射光强信息建立粒径与光强的检测模型,并融合前向和侧向散射光强信息,实现稻曲病孢子和聚苯乙烯微球的有效分类。仿真和实验结果表明：样品在芯片入口流速为2.5mL/min、鞘流流速为12mL/min时,粒子聚焦宽度为8μm,粒子富集率可达96.7%;稻曲病孢子和聚苯乙烯微球粒径与光强检测模型的决定系数为0.9666,平均检测误差为7.04%,芯片复用率提高约9倍。研究结果为作物病害检测传感器的研发提供了理论基础。     

基于纸质微流控芯片的农药检测系统

针对当前农药检测手段仪器复杂、成本昂贵等问题,提出了一种基于纸质微流控农药检测方法。设计了具有自动进样、混合反应、电化学检测等功能的纸质微流控芯片,采用石墨碳、Ag/AgCl材料以及结合化学交联法制备了环状结构的丝网印刷酶电极,并利用循环伏安法对制备的酶电极进行了电化学表征,构建了一套基于酶抑制法的集成酶电极纸质微流控农药检测系统。最后建立了酶抑制率与对硫磷浓度的数学模型,并测试了酶电极的性能。实验结果表明,酶电极具有良好的制备重复性、稳定性和线性度。抑制率与对硫磷浓度的负对数在1.0×10~(-7)~1.0×10~(-5)g/mL范围内呈良好的线性关系,线性回归方程为:I=158.82+21.11lg C,R~2为0.993,最低检出限为3.3×10~(-8)g/mL。所制备的酶电极微流控传感器抗干扰性较强,对对硫磷农药具有一定的选择性。加标回收率范围在95.8%~115.0%之间。     

蔬菜农残快检假阳性关键因子及控制对策分析

为进一步探究蔬菜农残快检假阳性问题,本文采用酶抑制率法和色谱法对大批量蔬菜样品中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留情况进行研究分析,针对假阳性蔬菜特点,结合日常检测工作经验,对易引起酶抑制率快检假阳性的因素进行识别和分析,将关键影响因子分为酶抑制物干扰、竞争性显色反应干扰、底色干扰和透光干扰四大类。阐述了其对酶抑制反应的影响方式,并针对性地提出避免和减少假阳性情况发生的措施和建议,为今后酶抑制率快检方法改进、进一步提高快检准确率提供参考和依据。     

蔬菜农药残留现场速测方法研究

蔬菜极易发生农药残留超标问题,必须加强对蔬菜中农药残留的监督检测,以保证蔬菜的食用安全性.介绍几种常用的现场快速检测蔬菜中农药残留的方法,重点说明用于快速检测有机磷和氨基甲酸酯类农药的酶抑制法在操作中易出现的问题、对策及注意事项,以期为蔬菜农残快速检测提供参考.     

基于AVR单片机的害虫耐热性试验装置设计

掌握农产品目标害虫的耐热性对于确定热处理杀虫方法中热处理温度和时间非常重要,为此设计了一套加热杀虫过程中控制加热速度和加热温度的试验装置。以AVR Atmega16单片机为控制器,Pt100为温度传感器,采用脉宽调制原理设计了害虫耐热性试验装置的温度检测和控制电路;利用单片机C语言设计了下位机控制程序,利用VB语言设计了上位机监控软件(包含数据输出功能)。系统测试结果表明,10～70℃范围内的温度检测精度为0.2℃,温度控制精度为0.1℃,加热速度可在0～15℃/min范围内任意设定。     

太阳能加热沼气反应装置的设计及参数选择

温度的变化影响着沼气反应装置的产气率和沼气的使用率.针对这一现象,设计了一种新型的沼气加热恒温系统.该系统使用太阳能加热,自动控制温度.为此,对该系统的组成和工作原理做了详细的阐述,并介绍了太阳能加热系统相关参数的计算方法以及对参数的合理选择.通过选择合理的参数,可以确保该系统稳定、高效地工作,提高能量的经济性,为本系统的加工与制造提供理论依据.     

用美拉德反应方法制备浓香油茶籽油的研究

以油茶籽仁与精炼油茶籽油为原料,利用美拉德反应制取浓香油茶籽油,就美拉德反应生产浓香油茶籽油的方法和原理进行了探讨,并就影响美拉德反应生产浓香油茶籽油的因素进行了分析。在单因素试验的基础上,应用正交试验确定浓香油茶籽油制取的最佳工艺条件为:料液比1∶10、料油比1∶20、加酶量1%、酶解时间3h、pH值为8.0、加热温度120℃和加热时间60min。在此条件下进行验证试验,结果综合评分可达到5.53。     

天然气发动机宽域氧传感器控制系统

研究了基于电控调压器的增压单燃料CNG发动机电控系统,在分析宽域氧传感器的结构和工作原理的基础上,设计了以MPC561为主芯片的宽域氧传感器控制系统,采用CJ125芯片设计了宽域氧驱动电路以及加热电路.设计了基于自适应算法的空燃比闭环控制器,对氧传感器加热温度进行闭环控制和对空燃比进行闭环控制.通过在天然气发动机试验台架上的空燃比闭环试验,验证了所设计的空燃比自适应闭环控制算法可以实现对空燃比的快速、精确瞬态控制,为发动机空燃比智能控制、提高发动机的经济性和改善排放提供了条件.     

厌氧折流板反应器处理大豆蛋白废水的运行特性

为考察厌氧折流板反应器(ABR)处理大豆蛋白生产废水的效能及其运行特征,采用一个有效容积为28L的四格室ABR进行了试验.采取分阶段提高进水COD浓度的方式来驯化污泥和增加负荷.在100 d的运行中,研究并考察了启动情况和有机负荷对其的影响.结果表明:以啤酒厂二沉池排放的剩余污泥为种泥,在污泥接种量MLVSS为18.0 g·L-1,进水COD浓度2000 mg·L-1,HRT 39.5 h,(35±1)℃等条件下,可在31天内成功启动并达到初步稳定运行,COD去除率达到96%左右;同时ABR具有较强的抗冲击负荷能力,当进水COD浓度提高到10 g·L-1,即OLR为 6.0 kg·m-3d-1时,ABR仍能实现安全稳定运行,其COD去除率可以稳定在98%左右.     

基于HT32F1656芯片的智能饮水机设计

随着科技的飞速发展,现今人们对智能家居的需求越来越高。为适应家具智能化的发展,设计构思了一款可以触控、声控、Wi-Fi遥控的智能饮水机。该产品由语音识别、触控屏、温度检测、加热、超声波测距、Wi-Fi等模块组成。设计以HT32F1656为主控芯片,通过触摸屏选项或语音或Wi-Fi遥控来设置出水量以及出水温度。完成出水后,通过语音播报来进行提示,十分人性化。智能饮水机实现了智能人性化的自动控制,具有结构简单,能耗较低,能广泛地运用于家庭、医院、学校等处,适用于各类人群,具有一定的实用意义。     

流化床快速热裂解装置加热系统的设计与试验

以流化床快速热裂解装置加热系统为研究对象,通过数值计算和试验分析的方法,对该系统进行设计和检测。结果表明,该系统内温度波动满足所需温度场的要求,并可实现对温度场的实时监测和控制。由于2#温控仪所连接的热电偶处于反应段中间位置,达到稳定状态的缓冲时间较长,为了让每个温控仪能同时趋于稳定状态,在为反应器加热时,应先让2#温控仪工作10 min,再开启其余温控仪;该加热系统不仅升温速率快,而且能在短时间内同时达到设定温度,并保持在上下10°范围内稳定波动。     

径向流磁流变阀控缸系统动力性能研究

为进一步扩大磁流变阀的工业应用,提出并设计了一种径向流磁流变阀控缸系统,主要由径向流磁流变阀、单出杆液压缸及蓄能器3部分构成。阐述了径向流磁流变阀控缸系统的工作原理,推导了阻尼力数学模型。对径向流阀控缸系统进行了动力性能建模仿真,并搭建了动力性能测试实验台,分别对常规型与改进型径向流磁流变阀控缸系统在不同电流、不同频率及不同振幅下的动力性能进行了实验,实验结果表明,以径向流磁流变阀作为旁通控制元件的磁流变阀控缸系统能够产生较大的输出阻尼力,阻尼力最大可达5.8 k N;另外,阻尼力随电流变化顺逆可调,且可调范围广;同时,输出阻尼力受活塞杆运动速度影响很小,阀控缸系统能在各种工况输出稳定阻尼力。对比分析2个磁流变阀控缸系统可知,更换不同的磁流变阀可得到不同的动力性能。     

基于感应加热的生物质气化制氢试验

利用感应加热原理,设计并建立了基于感应加热的流化床生物质气化制氢试验装置,从反应器内部为生物质气化过程提供热量,实现了准确控温下的生物质气化制氢。以稻壳为生物质原料,水蒸气和空气为气化剂,进行了生物质气化制氢试验研究,考察了反应温度、蒸汽与生物质的质量比(S/B)、当量比(ER)对产物气成分和产氢率的影响。试验结果表明：气化温度在800℃时,H2体积分数随着S/B增大或ER减小而升高,H2产率在S/B为1.5或ER为0.22存在最大值。在温度为950℃、S/B为1.5、ER为0.22时,H2体积分数和产率同时达到最大值35.47%和78.22 g/kg。     

脂肪酶催化酶解稻米油制备甘油二酯的研究

利用TLIM脂肪酶对稻米油进行催化水解,生成甘油二酯。研究了酶解时间、酶解温度、加酶量和加水量对酶解反应的影响。通过单因素与正交试验得出TLIM脂肪酶水解稻米油的最佳反应条件:酶解时间为10h、酶解温度为60℃、脂肪酶用量为4.5%和去离子水用量为10g,在此条件下,水解转化率为90.3%。     

蕨菜真空冷冻干燥工艺参数的优化试验

考察干燥因子对真空冷冻干燥蕨菜品质的影响,用二次正交旋转组合设计的试验方法,分析搁板加热温度、干燥室压力和物料层厚度对蕨菜Vc含量的影响规律,建立了冻干因子与Vc含量的回归模型.利用双因素分析法分析了各因素与试验指标的关系,确定各因素在二次非线性模型中的主次顺序.试验结果分析表明.干燥室压力对蕨菜冻干制品的品质影响最大,搁板加热温度次之.物料厚度的影响最小.并利用非线性优化理论确定了搁板加热温度为42.5℃、干燥室压力为55 Pa、物料厚度为16.3mm时,蕨菜的Vc质量比可达2.387mg/g.     

农药残留检测及防治技术研讨会在北京召开

正2013年5月16日上午,由中国仪器仪表行业协会主办,农业工程杂志社承办的"农药残留检测及防治技术研讨会"在北京中国国际展览中心召开。作为"2013中国国际科学仪器及实验室装备展览会"(CISILE2013)的同期重要活动,研讨会首次将农残检测技术和应对措施结合起来,以求在农药残留的"检"和"控"之间搭建一座协同合作的桥梁,为解     

多层土壤剖面复合传感器设计与性能分析

针对土壤剖面温度与水分检测存在传感器安装困难、对本地土壤扰动比较大等问题,设计了一种基于驻波比土壤水分测量原理与基于铂电阻测温原理的多层土壤剖面复合传感器。借助矢量网络分析仪与HFSS电磁场仿真软件对传感器电极的阻抗特性与电场分布状况进行了分析,确定了铜质检测探头结构为:直径5 cm、宽度2.5 cm、厚度0.09 cm,测试电路激励频率为100 MHz。以3种不同质地土壤作为测试样本,对土壤水分与温度检测单元的输出与对应的测量值分别进行了多项式拟合与线性拟合,相关性均达到0.99以上,系统稳态及动态性能均满足土壤剖面温度与水分的检测要求。通过试验分析了土壤温度与体积含水率对传感器输出的影响,利用统计回归方法建立了传感器在不同温度时的修正模型。在北京市小汤山野外环境下,将传感器工作于埋入土壤的PVC管体中,同时获取3层土壤温度与水分剖面信息,数据可靠,性能稳定,为实时获取多层土壤墒情及土壤温度提供了一种高效方法。     

基于Fluent的厌氧反应器加热保温装置参数优化与经济分析

提升厌氧反应器温度可提高其在低温环境条件下的反应效率。为了优化厌氧反应器加热保温装置工艺参数，降低加温系统投资，以永州市某科研项目现场已有的小型仿生肠道式厌氧反应器为对象，利用计算流体力学的数值模拟方法对装置内部的温度场展开研究。重点考察加热温度和保温材料的选用对反应器加热保温效果的影响，同时以温度场模拟结果为基础计算装置的热能损耗量，并对不同加热方式进行经济性评价。综合分析后得出：当热风送风温度为35℃、选择发泡水泥作为保温材料时，热风加热保温工艺在满足中温厌氧发酵条件下加热保温效果最优，该条件下装置的总热能损耗量为428.24 MJ·d^-1;采用沼气发电余热利用的加热方式最为经济，其电能出售收入为20281元，费用年值为4047元。此优化方案可为仿生肠道式厌氧反应器热风加热保温装置的设计改进提供理论指导。     

自走式茶园除草机的设计与试验

为了解决现有茶园除草人工除草效率低下、化学除草农残超标、密植茶园行距较小等问题,设计了一种小型自走式茶园除草机。详细介绍了机具的基本结构、工作原理和性能参数,重点对该机动力、除草轮和传动系统进行了选配设计,最后通过4因素3水平的正交试验,找出影响除草效果的因素。试验结果表明:对除草率的影响程度大小依次为除草轮转速、除草深度、除草刀个数、机具前进速度;综合功率消耗的情况,得出除草效果最优组合为除草轮转速为350r/min、机具前进速度0.8m/s、除草深度30mm、除草刀个数为6;此时的除草率为80.7%,能够达到较好的除草和控草效果。