基于分子印迹压电传感器的炸药检测系统研究

【摘要】随着现今社会高效快速的发展,在经济、科技、文化等都有了显著的改变,但是随之而来的是社会不安定因素也在逐渐增多。现今越来越多可以听到的有恐怖主义事件,严重威胁世界安全稳定、人民生命财产。而在所有恐怖事件之中,最常遇到的就是爆炸事件,造成爆炸事件的罪魁祸首就是——炸药。所以,现在各个国家都全面加强了对炸药的管制,以及大量投资研发高精度、高稳定炸药检测装置,这些都是为了提高国家的安全防范能力,保障人民生产生活安全。本文介绍的就是一种由分子印迹技术为原理,研发的分子印迹聚合物传感器作为基础的,对炸药具有较高特异性检测能力的炸药探测系统。传感器的制作原理就是将分子印迹聚合物与对质量极为敏感的压电石英晶体相结合。文章从两个大部分对炸药探测系统进行全面介绍,即分子印迹聚合物传感器和炸药探测系统软硬件设计两个部分。第一部分主要介绍了分子印迹技术的原理；几种仿生传感器的工作原理；分子印迹聚合物的制备方法；最重要的就是对已经制备的几种炸药(TNT、黑索金和硝酸铵)的分子印迹聚合物专一性和吸附性进行验证。第二部分主要从硬件电路设计和软件程序编写两部分对炸药探测系统进行介绍。根据分子印迹压电传感器的特点分模块设计炸药检测系统,其中包括振荡电路模块、信号处理模块、TDC-GP2频率差测量模块以及MSP430F249单片机微控制系统等模块组成。课题通过大量的实验,对传感器的性能进行分析研究,以及验证炸药检测系统对频率差的测量准确性和稳定性。传感器的性能验证实验表明,本课题制备的几种分子印迹聚合物对与其相应的目标分子具有良好的识别性能,可以对爆炸物进行准确检测。系统对两个信号频率差的测量稳定性与准确性实验表明,TDC-GP2芯片测量范围1的两个输入端口分别对两个输入信号频率分别进行测量,Stop1和Stop2两路信号频率测量的相对误差在0.05%之内；TDC-GP2传感器输出两路信号差频进行测量,差频测量结果相对误差小于0.05%,这些结论都说明了该系统是可以对信号频率差进行准确的测量。
【作者】魏娜；
【导师】倪原；
【作者基本信息】西安工业大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】炸药；分子印迹聚合物；压电传感器；TDC-GP2；MSP430F249；

【参考文献】
[1]丁明,徐宁舟.基于马尔可夫链的光伏发电系统输出功率短期预测方法[J].电网技术,2011,01:152-157.
[2]朱瓌之,郭红林,姜迁,漆虹.Ti/Zr复合纳滤膜的制备及其性能[J].化工学报.
[3]杨帆.凯瑟琳·曼斯菲尔德短篇小说的叙事研究[D].大连海事大学,英语语言文学,2014,硕士.
[4]余晖.WebUsageMining技术在E-learning中的应用[J].现代远距离教育,2004,04:61-63.
[5]徐亚娟.糖尿病合并高度近视患者玻璃体VEGF和EPO的表达及意义[D].郑州大学,眼科学,2013,硕士.
[6]朱振峰,程莎,董晓楠.石墨烯的制备和应用[J].功能材料,2013,21:3060-3064+3071.
[7]张莹.中小学生人身伤害赔偿纠纷之民事诉讼研究[D].沈阳师范大学,教育经济与管理,2014,硕士.
[8]董莹.超声微泡联合万古霉素对表皮葡萄球菌生物膜的干预作用及机制研究[D].重庆医科大学,儿科学,2014,博士.
[9]程岩.电子商务中基于定量关联规则的商品获利能力分析研究[J].管理科学,2005,03:42-45.
[10]杨艳华.高中数学研究性学习指导研究[D].内蒙古师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[11]陈征.二甲醚/甲醇双燃料均质压燃发动机的试验研究[D].广西大学,动力机械及工程,2004,硕士.
[12]胡健.毛竹种子繁殖与丰产技术研究[D].中南林业科技大学,植物学,2013,硕士.
[13]王岩岩.甘露糖受体及TLR4信号通路在尼古丁增强树突状细胞抗原交叉提呈中的作用[D].厦门大学,微生物学,2014,硕士.
[14]牛犇.中国民间金融发展对经济发展的影响研究[D].江西财经大学,金融学,2013,硕士.
[15]刘玉燕.氧化镓光催化降解邻苯二甲酸二甲酯（DMP）及动力学研究[D].青岛理工大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[16]姜勇.基于RFID的部队战备仓库管理系统的设计与实现[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[17]段光杰.钛酸钠钾和TiO_2单分子层的第一性原理计算及制备[D].河北大学,微电子学与固体电子学,2014,硕士.
[18]马洪晋,聂玉峰.一种图像特征增强的各向异性扩散去噪方法[J].西安电子科技大学学报,2015,05:176-182.
[19]马杜娟.水环境中萘普生光化学降解行为研究[D].广东工业大学,环境工程,2013,硕士.
[20]崔臻.目的论视域下Moment in Peking两个中文译本对比研究[D].山东大学,英语语言文学,2013,硕士.
[21]周华文.道路交通安全评价研究[D].北京工业大学,交通运输规划与管理,2004,硕士.
[22]李明娟.金属标签空间场的分布仿真及测量平台研究[D].哈尔滨工业大学,信息与通信工程,2013,硕士.
[23]任青华.金属等离激元调节半导体薄膜太阳电池的光电性能研究[D].浙江理工大学,应用化学,2014,硕士.
[24]王涛.基于ARM的声源定位技术研究[D].沈阳航空航天大学,模式识别与智能系统,2013,硕士.
[25]李建强.分析师会跟踪上市公司高管变更吗？[D].重庆大学,金融学,2014,硕士.
[26]刘雪.微波器件低频噪声测试及无损诊断方法研究[D].西安电子科技大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[27]吴国平.甜椒CMS育性相关基因的分子标记筛选与应用[D].南京农业大学,蔬菜学,2012,硕士.
[28]王丽华.全面深化改革目标下的农村土地流转制度研究[D].内蒙古大学,马克思主义理论,2014,硕士.
[29]杨洋.局部战争的难民权利保护问题研究[D].浙江大学,国际法学,2012,硕士.
[30]陈仙凤.基于DEFORM-3D平台1Cr13板材热轧数值模拟研究[D].浙江工业大学,2008.
[31]刘蕾.雷公藤甲素通过Caspase-3介导的ROCK1活化和MLC磷酸化诱导人白血病细胞凋亡[D].第三军医大学,药理学,2014,博士.
[32]乐琼莹.新型氨基改性CNTs对密闭空间低浓度CO_2的吸/脱附性能研究[D].浙江大学,化学工程（专业学位）,2014,硕士.
[33]李辉.H-ZSM-5负载铁基催化剂的制备及其在苯酚羟基化中的应用[D].天津大学,化学工艺,2013,硕士.
[34]韩宏基.特许经营的反垄断法规制研究[D].山西财经大学,经济法,2013,硕士.
[35]丁振华.深圳水务信息化技术标准体系的研究[J].中国水利.2004(05)
[36]郑海荣.蒙古族大学生英语阅读焦虑、阅读策略和阅读成绩相关性研究[D].大连理工大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[37]夏丽.基于视频检测技术的车流量统计算法研究[D].武汉理工大学,计算数学,2012,硕士.
[38]王艺霖.纳米孔道的表面修饰及响应性研究[D].吉林大学,2014.
[39]孙建良.Hammerstein模型非线性系统辨识算法研究[D].浙江大学,系统工程,2013,硕士.
[40]章曙光.无线传感器网络虚假数据过滤及恶意节点定位问题研究[D].中国科学技术大学,计算机系统结构,2014,博士.
[41]杨芹.特色农业产业化生产经营模式探讨[D].华中师范大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[42]赵秀清.人力资源生态与人力资源投资风险[D].山西大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[43]陈鑫倩.功能主义理论视角下《尤利西斯》两中译本语言变异之对比研究[D].重庆大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[44]茹克娅·阿不都热木.乌鲁木齐市人口老龄化与社会保障问题研究[D].新疆大学,劳动经济学,2013,硕士.
[45]袁剑,张波,汤明慧,吴磊.ZrO_2/MCM-41催化的苯乙酮氢转移反应[J].高校化学工程学报,2013,05:818-824.
[46]刘媛.深圳SAG汽车有限公司信息化管理研究[D].兰州大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[47]王宏乔.研发溢出对专利投资者决策影响研究[D].合肥工业大学,会计学,2013,硕士.
[48]丁荣贵,张体勤,吴彬.软件企业项目管理的有效性研究[J].经济与管理研究,2005,04:28-31.
[49]沈阳.化工园区人员疏散及避难所选址理论研究[D].中国科学技术大学,安全科学与工程,2014,硕士.
[50]沈新博.数字式汽车智能化空气流量传感器的研究[D].长安大学,车辆工程,2014,硕士.