硬件设计与实现

随着电池行业的迅猛发展，人们对电池检测技术提出了更高的要求，迫切需要一种高效，能测量体现电池反应过程参数的检测设备。本课题目的在于研发一种综合电化学工作站满足上述需求。综合电化学工作站是一套完整的、数字化的、电化学体系的检测分析设备。它把恒电位仪，恒电流仪和电化学交流阻抗分析仪有机地结合到一起，既可以做常规的基本测试如动电位扫描、动电流扫描试验和电化学交流阻抗测量，也可以做基于这三种基本试验的程式化试验，如恒电流充电-电化学交流阻抗测量，电池寿命循环试验-电化学交流阻抗测量试验，从而完成多种状态下电化学体系的参数跟踪和分析。它可以快捷、精确的检测电池的容量、测量体现电池反应机理的交流阻抗参数。本文以交流阻抗谱为理论依据，在既定电位范围、精度、分辨率和响应速度等性能指标的要求下构建出上下位机多层次硬件体系结构，有针对性地设计了下位机的接口电路板和测量电路板，并在此设计方案下进行了大量的硬件功能调试，达到了预期的性能指标。本文的主要内容可概括为以下三点：(1)电化学工作站的功能原理研究与硬件系统设计。介绍了电化学工作站的三种基本功能和性能指标，电化学交流阻抗测量的原理，并进而提出了电化学工作站的硬件系统结构，构建了电化学工作站的硬件结构设计；(2)下位机的接口电路板和测量电路板设计，在设计中力图提高系统精度、灵活性。实现对电池电压和电流的测量和控制功能，使工作站测量和控制功能达到了功能多样化精确化，为电化学交流阻抗测量等功能实现打下基础；(3)实验及误差分析。对电化学工作站的硬件测量和控制功能进行了实验验证，分析了误差产生得原因，对固有误差进行了补偿，对不同幅值直流信号和不同幅值、频率的交流信号进行测量，达到了精确测量的性能指标。

电池行业的发展对电池检测技术提出了更高的要求，迫切需要高效智能的检测设备。本课题目的是设计一种满足功能和精度要求的综合电化学工作站。综合电化学工作站在电池检测中占有重要地位，它将恒电位仪、恒电流仪和电化学交流阻抗分析仪有机地结合，既可以做三种基本功能的常规试验，也可以做基于这三种基本功能的程式化试验。在试验中，既能检测电池电压、电流、容量等基本参数，又能检测体现电池反应机理的交流阻抗参数，从而完成对多种状态下电池参数的跟踪和分析。本文从结构设计的角度，对综合电化学工作站进行了研究。根据恒电位测量、恒电流测量、交流阻抗测量三种功能的工作原理和相应的性能指标，提出以DSP处理器为控制核心的硬件结构体系。在该设计方案下，进行了大量的硬件设计调试工作和软件设计调试工作。本文的内容包括以下三点：(1)电化学工作站的系统分析。详细分析了电化学工作站三种基本功能的工作原理和性能指标，确定了电化学工作站的硬件系统结构—以DSP处理器为整个系统的控制核心，实现对六个通道的电池测量和控制，以及将数据送往PC机进行储存和处理。(2)系统硬件设计。硬件设计主要集中在DSP电路板、接口电路板、测量控制电路板的设计上。DSP电路负责发出控制信号和处理测量信号；测量电路直接与被测对象相连接，实现具体测量、控制；接口电路是DSP电路板与测量控制电路板之间的桥梁。从电路结构、芯片选型到最后布局，将各个功能电路进行细化，分步骤设计。(3)系统软件设计。结合系统工作特点和硬件结构，确定了软件总体架构。重点研究了过采样滤波软件算法和快速傅立叶变换（FFT）测算交流阻抗软件算法。

基于脑电信号的傅里叶能谱分析方法，先进的软件系统，可用于许多科研领域。其自动睡眠分类统计功能和其它很多有用的功能大大减少了研究人员花费的时间和精力。 此外， SleepSign 使您可以生成所需的关于睡眠研究领域各种类型的报告。 这些报告使您很容易掌握睡眠质量与睡眠量。 全新版本 3.0 已实现新的算法，它比以前的睡眠评分方法更快

采用needle-in-flow-path设计的ACQUITY UPLC PLUS系列样品管理器(FTN-H和FTN-I)具有卓越的进样精密度和样品回收率。该系列样品输送系统让实验室能够灵活选用不同的进样体积开展各种LC分析。

随着分析仪器硬件组件的快速发展，质谱扫描速度和数据采集速度都有了大幅提高。与此同时，大数据带来的高通量分析与数据处理却常常占用分析工作者大量的时间和精力，已经成为阻碍实验室效率提高际面临的zui大问题。TSQ 8000Evo 三重四极气质联用质谱仪的设计与推出，旨在提高实验室的效率，只有与 TraceFinder 工作站的结合，才可实现快速筛查及定量的高通量分析。

航空航天和自动驾驶汽车设计的未来发展中，硬件在环(HWIL或HIL)测试非常重要，它能让研发团队模拟运行数百或数千个不同的测试场景，而无需成本、时间或与现场测试相关的潜在风险。今天给大家说一个研发团队使用FLIR科研级高清红外热像仪，捕捉高速运转事物的案例~

本文以尼康显微镜为例简单介绍通过硬件之间的直接信号触发显微成像设备。这样可以尽量地减少延迟，使设备同步并减少光对样品的照射。本文简要说明了尼康的NIS-Elements触发工作流程和工作方式，并详细介绍了其对于常见的时间序列采集中的好处

人类从未停止对速度的追求。英国曼彻斯特大学宇宙航空研究小组，多年来一直致立于超音速空气动力学的研究，以期将超音速技术应用到人类的航空航天事业，帮助人类进行空间探索。在宇宙航空研究小组研发的关键期，FLIR红外热像仪利用自身特性，帮助宇宙航空研究小组的研究员们实现了技术突破。

本文介绍了使用LabSolutions MD对小分子药物进行基于分析质量源于设计（AQbD）的高效稳健分析方法开发。基于AQbD的方法开发由3个阶段组成，包括筛选、优化和验证。LabSolutions MD的专用功能为每个阶段提供支持，例如实验设计、通过自动峰跟踪功能构建设计空间以及耐用性评估，从而实现高效的方法开发。

SPM是一种使用微小的探针（悬臂式）对样品表面进行扫描，以实现高分辨率观察、检测样品三维形貌以及局部物理性质的显微镜。SPM-Nanoa配置先进的高灵敏度检测系统和自动观察系统，是一种可以让您“想看到的愿望”，更加详细、更加简单、更加迅速地变成现实的新型SPM。本文介绍了使用可实现8K高像素观察的SPM-Nanoa，同时兼顾广域观察和高精细分析的案例。

针对国内机场用能设备类型多、分布区域广、采集设备数量大的特点，从改造的角度分析了能源管理系统设计思路及系统选择，为机场能源管理系统改造项目提供了一定的参考。

质量源于设计 (QbD) 是一种进行药物开发的系统方法，该方法始于预设目标，并应用科学和风险管理使我们对产品和工艺有更深入的了解，最终实现工艺控制。在开发和生产的每一个步骤中均应用 QbD 原理，有助于提高工艺的稳定性，并避免在后续环节中出现问题。

燃料是航空工程技术的关键部分，是推动航天器的必需品，但增加燃料会增大航天器的重量，航天器的推动力会变得不够经济。这个难题一直困扰着航天器设计师。低温技术凭借其出色的能量质量比，成为当前技术能够实现的最佳解决方案之一。但低温燃料的易挥发性和外太空失重使低温液态燃料的在轨推进用途颇具挑战性。但德国研究机构ZARM的研究人员使用FLIR红外热像仪也许能够找到该问题的解决方案。

斯坦福大学与荷兰AMOLF Polman教授课题组采用纳米光学技术在光伏结构设计应用， 利用阴极发光实现纳米尺度光学3D重构。文章发表在nature nanotechnology杂志。视频简要介绍其中的机理。

拉曼光谱技术具有指纹识别性，可以实现未知物质的鉴别定性，是一种非接触、无破坏的检测技术，有利于少量宝贵样本的保留。同时根据不同组分拉曼光谱图之间的差异，利用拉曼成像功能可以分析样品上选择区域内成分的分布情况。赛默飞拥有的创新型超快速成像DXR2xi显微成像拉曼光谱仪，其独特的设计实现超快速、高灵敏度的成像功能，包括拥有高性能电子倍增EMCCD探测器，结合磁悬浮马达驱动与光栅尺反馈控制的高速高精度自动平台，可以实现每秒至少600张光谱的超快速扫描。简单、清晰的用户友好型软件界面轻松实现无以伦比的数据处理速度，真正实现了超快速成像目标理念，所以结合拉曼光谱技术和DXR2xi显微成像拉曼光谱仪革新的硬件和软件设计，为司法文书等相关材料的鉴定提供了有效的方法。

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2024年德国红点设计奖揭晓，先临三维旗下三款明星产品：FreeScan UE Pro多功能激光手持三维扫描仪、FreeScan Combo计量级双光源手持三维扫描仪以及Aoralscan Wireless口腔数字印模仪，在红点产品设计奖评选中脱颖而出，揽获这一全球设计界的至高荣誉。

本文为您介绍使用具有纳米级分辨率的扫描探针显微镜［SPM（AFM）］捕捉压电材料微观区域中极化域的案例。

FlashSmart 有机元素分析仪有着的仪器性能。硬件结构简单且可实现高精度的样品分析，软件设计功能齐全强大，可实现全自动分析测试。

针对各种柔性和刚性隔热材料对变温和变真空环境下热物理性能参数的测试要求，本文介绍了采用准稳态法ASTM E2584 进行的测试系统初步设计方案，拟实现的高低温测试温度范围为-180~1500℃，真空度范围为0.05Pa~0.1MPa，样品尺寸为300mm× 300mm× 50mm，可实现导热系数、热扩散系数和比热容三个热物理性能参数的快速连续测量，并同时可通过热扩散系数的连续测量确定复合材料的固化度及优化固化工艺。

在材料力学性能测量领域，对于高温应用场景，传统接触式测量方法无法实现1300℃以上的高温测量。传统DIC方法受设备、环境和操作等因素的影响，也容易引起误差或无法完成测量，海塞姆科技从散斑制作、硬件操作、软件操作等三方面形成了一套标准化测量方案。自研“耐高温光路设计和表面处理方式”，可满足不同温度、不同加热方式、不同基材的测试需求；基于单目三维DIC技术的视频引伸计，可适配更小高温炉口；深度学习+DIC算法，自动对被测物标记完成快速识别，精度更高。

晟鼎精密根据表面性能的多年实践与理论经验，结合众多用户的实际需求，经过采用专门定制的硬件配置，以及深入精准的算法软件，终于实现了对快速吸收产品的全自动快速量化测试。不仅数据直观稳定，重复性好，而且全自动操作，快速便捷！经过长时间的验证和多种产品的全面测试，目前已经广泛用于太阳能电池板质检、油墨涂料检验、纸质材料测试、岩芯材料研究、粉末材料研究。为广大用户对快速吸收产品的接触角测试提供了有力工具！晟鼎精密，始终一如既往给客户提供更全面更专业的表面性能处理及检测整体解决方案，为用户提供更多！

中科都菱携手银杏叶临床生物样本库研究中心，在生物样本信息化管理技术的基础上优化资源配置，实现生物样本库建设软件硬件一体化发展，从基建规划到流程设计，从硬件设备到软件开发，从耗材供应到科研转化服务，为用户在样本入库前，入库中，和入库后提供高效，科学，标准的生物样本库综合解决方案

在新冠疫情大流行的背景下，从大量人群中快速筛查出受感染个体对于流行病学研究有着十分重要的意义。目前，新冠病毒诊断方法包括血清学和病毒核酸测试，主要是以分析逆转录聚合酶链反应作为金标准，此方法在检测中核酸提取和扩增程序耗时较长，很难满足对广泛人群进行筛查的要求，因此，亟需发展一种快速的监测方法应对新冠疫情。近期，复旦大学魏大程教授课题组利用MicroWriter ML3小型台式无掩膜光刻机制备出基于石墨烯场效应晶体管（g-FET）的生物传感器。该传感器上拥有Y形DNA双探针（Y-双探针），可灵敏且快速的实现新冠病毒的核酸检测分析。该传感器中的双探针设计，可以同时靶向新冠病毒核酸的两个目标基因区域：ORF1ab和N基因，从而实现更高的识别率和更低的检出限（0.03份μ L− 1)。这一检出限比现有的核酸分析低1-2个数量，可避免混检过程中样本病毒载量较低而产生漏网之鱼，实现的混合测试。该传感器也具有快的检测速度，快的核酸检测速度约为1分钟。由于快速、超灵敏、易于操作等特点以及混合检测的能力，这一传感器在大规模范围内筛查新冠病毒和其他流行病感染者方面具有巨大的应用前景。

自动驾驶集成HiL解决方案可以在实验室阶段模拟实现AD/AV系统的各种控制功能和故障诊断功能验证，在早期发现并解决潜在问题，从而缩短路试时间、减少路试成本，降低路试风险。同时，针对不同传感器进行协同工作，模拟不同的驾驶环境和交通状况，测试和验证自动驾驶车辆的算法和决策策略，从而确保其安全性和可靠性。

FlashSmart 有机元素分析仪有着的仪器性能。硬件结构简单且可实现高精度的样品分析，软件设计功能齐全强大，可实现全自动分析测试。特别是在装有MVC模块的情况下，更是可以实现：点击一下鼠标，仪器就可完成CHNSO 五元素分析且完成后自动关机，全程无需任何人员操作。

本文主要针对在工业应用中使用的集成式PID控制器仪表，从工程实际应用角度，介绍实现优于0.1%的超高精度控制以及所涉及的几项关键技术指标，以此来帮助超高精度PID控制器的选型和工业应用中实现超高精度的工艺过程控制。

使用SPM可以获到LiNbO3单晶体在微观区域的极化域分布情况，以及各域对施加电压的响应。本文虽然只介绍了捕捉垂直方向压电响应的案例，水平方向（扭曲）上压电响应也可进行同样的测定。结合垂直方向与水平方向的测定结果进行观察，可更加详细地评估样品的压电响应。

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聚酰亚胺薄膜因优异性能被广泛应用在汽车行业、航空航天工业和半导体工业等多个领域。聚酰亚胺薄膜也可以应用在蛋白质和DNA分子排列生物传感器领域。因具有一定的化学惰性，因此需要特别的表面处理以提高它们表面的生物适应性。Zeta电位对检测处理前后聚酰亚胺薄膜表面性能非常敏感。