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基金資助項目“電磁場對低溫下生物生態(tài)影響的機理研究”。在細胞／組織／溶液低溫保存中，“胞內(nèi)冰”和“胞外冰”是導致其低溫損傷的直接原因。該項目思路是應用電磁場來抑制細胞／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。在該項目的研究中，需要一套能實時監(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其的影響。由于介電譜方法能夠?qū)δ繕梭w系進行非破壞連

2、續(xù)監(jiān)測，了解體系有關(guān)動力學、結(jié)構(gòu)特征和電的性質(zhì)，在物理、化學、生物學等研究中均發(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)計與研制過程，該系統(tǒng)應用了頻域法中的等效原理。在本系統(tǒng)的硬件設(shè)計過程中，針對高頻(1MHz)正弦信號峰值的測量，提出了以有效值測量代替峰值測量的方法，因為它們之間有著固定的42倍關(guān)系，并使用真有效值一直流轉(zhuǎn)換芯片AD536A將之實現(xiàn)

3、；針對頻率高達1MHz的周期方波的占空比難以測量這一難題，提出并實現(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)用一個能利用MATLAB的功能函數(shù)來進行矩陣計算、繪圖顯示的COM組件MatrixVB。最后，在程序的配合下，系統(tǒng)可以實時的顯示電介質(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