电磁生物工程研究组
 
 
    硕士毕业论文

生物磁颗粒检测系统中的磁场检测和样品处理单元设计与研制
作者:尹啸  日期:2013-11-09     【背景色 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色) 】  【字体:
 

   多种生物体内发现存在内源磁性颗粒,检测生物样品内源磁性颗粒可为分析磁性颗粒的成因及其在生物体内的作用提供依据。基于此,本实验室构建了生物样品内源磁性颗粒检测系统,该系统由磁场检测单元、磁化退磁单元、样品移动定位单元和综合控制单元四部分组成。本文的研究目的是设计集成磁场检测单元和磁化退磁单元,并编写软件控制程序,实现系统的磁场检测功能和样品处理功能。本文完成的主要工作包括: 磁场检测单元设计、集成和分析:磁场检测单元由专用低温无磁杜瓦、低温直流超导量子干涉器件(Direct Current Superconducting Quantum Interference Device, DC SQUID)传感器、超导接收线圈、SQUID控制器、数据采集卡组成。本文从DC SQUID的检测原理出发,建立磁性颗粒模型并进行仿真分析,设计制作了适用于该系统的超导接收线圈。并理论算得磁场检测单元的磁场灵敏度为 ,空间分辨率为500μm 磁化退磁单元的设计、集成:磁化退磁单元由圆柱线圈、脉冲电源和退磁电源组成。通过数据采集卡对脉冲电源进行控制,可产生最高1T的脉冲磁化场。退磁电源由商用音频放大器和信号源组成。信号源自行研制,产生峰值0.775V、幅值线性衰减的正弦波,通过音频放大器驱动圆柱线圈产生最大峰值200mT、幅值线性衰减的交流退磁场。 生物样品内源磁性颗粒检测系统控制程序:检测系统控制程序采用VC++ 6.0开发,包括磁场检测单元、磁化退磁单元的控制界面。磁场检测单元界面具有数据采集、存储、显示功能;磁化退磁单元控制界面可以设置磁化场和退磁场的参数,并控制其开关。 磁场检测单元、磁化退磁单元的相关实验测试:磁场检测单元可正确测量使用亥姆霍兹线圈产生的正弦测试磁场,并测得屏蔽室内的噪声干扰有效值约3.45nT,与德国Narda EFA-300磁场分析仪测得结果相符;并测量0-90nT的磁场,测量结果与实际值基本拟合。磁化退磁单元可产生峰值200mT、线性衰减的交流退磁场。 磁场检测和磁化退磁单元完成了系统的磁场检测功能和样品处理功能,为生物样品内源磁性颗粒检测系统的研制奠定了基础。

 
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