低溫生物介電譜測試系統(tǒng)的研制.pdf

1、本課題來源于國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“電磁場對(duì)低溫下生物生態(tài)影響的機(jī)理研究”。在細(xì)胞／組織／溶液低溫保存中，“胞內(nèi)冰”和“胞外冰”是導(dǎo)致其低溫?fù)p傷的直接原因。該項(xiàng)目思路是應(yīng)用電磁場來抑制細(xì)胞／組織／溶液冷凍過程中產(chǎn)生的冰晶，最終尋求一種新的生物體低溫保存方法。在該項(xiàng)目的研究中，需要一套能實(shí)時(shí)監(jiān)測并記錄生物電介質(zhì)在冷凍過程中由極化和相變引起的宏觀量的變化的裝置，以用來研究電磁場和溫度變化對(duì)其的影響。由于介電譜方法能夠?qū)δ繕?biāo)體系進(jìn)行非破壞連

2、續(xù)監(jiān)測，了解體系有關(guān)動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)特征和電的性質(zhì)，在物理、化學(xué)、生物學(xué)等研究中均發(fā)揮著很大的作用。低溫生物介電譜測試系統(tǒng)就是記錄生物電介質(zhì)介電(溫)譜的一種裝置。 論文介紹了低溫生物介電譜測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研制過程，該系統(tǒng)應(yīng)用了頻域法中的等效原理。在本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)過程中，針對(duì)高頻(1MHz)正弦信號(hào)峰值的測量，提出了以有效值測量代替峰值測量的方法，因?yàn)樗鼈冎g有著固定的42倍關(guān)系，并使用真有效值一直流轉(zhuǎn)換芯片AD536A將之實(shí)現(xiàn)

3、；針對(duì)頻率高達(dá)1MHz的周期方波的占空比難以測量這一難題，提出并實(shí)現(xiàn)了以方波的直流分量與方波的高電平峰值之比代替占空比的方法，并用低通濾波器將之實(shí)現(xiàn)。本測試系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)采集卡，軟件編程使用的是VB6.0語言，并在其中調(diào)用一個(gè)能利用MATLAB的功能函數(shù)來進(jìn)行矩陣計(jì)算、繪圖顯示的COM組件MatrixVB。最后，在程序的配合下，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)的顯示電介質(zhì)的介電(溫)譜變化曲線。 本系統(tǒng)的成功研制，為低溫生物介電譜的研究以及外界電場