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原文传递一种集成式船舶压载水生物活性检测仪

专利名称：	一种集成式船舶压载水生物活性检测仪
摘要：	本发明公开了一种集成式船舶压载水生物活性检测仪，包括LED光源、光学组件、CMOS集成像素传感器芯片、显示面板、电源模块。LED光源产生470nm可见光，照射到海水中激发活体叶绿素产生荧光，荧光经透镜后向收集，通过滤光片汇聚于CMOS集成像素传感器芯片光信号接收端。CMOS集成像素传感器芯片采用三阱CMOS工艺，电路结构包括多个像素监测单元构成的像素阵列、放大电路、滤波器，信号甄别器、优先编码逻辑电路及外围电路等。采用CMOS集成像素传感器芯片对船舶压载水进行检测，具有体积小、灵敏度高、速度快、功耗低等优点。像素传感器芯片采用事例驱动工作模式读出信号，相对于传统的CMOS像素单元，能大量节约芯片功耗及面积。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东交通学院
发明人：	宫月红;张少君;王明雨
专利状态：	有效
申请日期：	2021-11-10T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-04T00:00:00+0800
申请号：	CN202111326075.5
公开号：	CN114136935A
分类号：	G01N21/64;G01N21/01;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/64;G01N21/01
申请人地址：	250023 山东省济南市天桥区交校路5号
主权项：	1.一种集成式船舶压载水生物活性检测仪，其特征在于：包括LED光源、光学组件、CMOS集成像素传感器芯片、显示面板、电源模块； 2.根据权利要求1所述的一种便携式船舶压载水生物活性检测仪，所述的LED光源波长约为470nm。 3.根据权利要求1所述的一种便携式船舶压载水生物活性检测仪，所述的光学组件功能是将LED光源经透镜汇聚于海水中激发活体叶绿素产生荧光，荧光经透镜后向收集，通过滤光片汇聚于CMOS集成像素传感器芯片光信号接收端。 4.根据权利要求1所述的一种便携式船舶压载水生物活性检测仪，所述的CMOS集成像素传感器芯片，其特征在于，电路结构包括多个像素监测单元、多个像素单元构成像素阵列。每个像素单元后端连接信号放大电路、滤波器，信号甄别器、优先编码逻辑电路。所述的放大器对微弱信号进行放大；所述的滤波器用于滤除低频和高频噪声；所述的信号甄别器用于甄别荧光，输出0或1数字信息。当有荧光打到像素监测单元上时，甄别器输出1，此时触发优先编码逻辑，将击中信息送至数据处理模块。 5.如权利要求4所述的像素检测单元，采用三阱CMOS工艺，在P型衬底和P型外延层之间形成灵敏二极管。在P阱内实现电荷放大，在N阱内实现信号处理电路，从而将信号放大、信号处理电路集成到单个像素上，提高了像素探测器的灵敏度及探测精度，达到检测微弱荧光信号的目的。针对微藻发出荧光的波长范围合理设计像素单元尺寸，根据荧光的强度范围设计信号处理电路，用于检测波长为470nm可见光。 6.如权利要求1所述的CMOS集成像素传感器芯片，其特征在于，还包含优先编码逻辑电路和数据处理模块、输出接口电路；所述的优先编码逻辑与数据处理模块用来处理事例信息；其输出数据率与事例数直接相关，而事例数根据泊松分布计算出最大累积值，用于表征荧光的强度。所述的输出接口电路，用于将数据处理模块输出的处理信号输出到显示面板。 7.如权利要求2所述的CMOS集成像素传感器芯片，其特征在于，还配置时序逻辑、偏置电路、时钟电路和控制接口；所述的像素配置电路、时序逻辑、偏置电路、时钟电路均与像素阵列相连。所述的控制接口用来调节偏置参数以及使能信号，使芯片工作在最佳状态。所述的像素配置电路用于像素内部电路性能标定。所述时序逻辑用于像素内部逻辑电路。所述偏置电路向像素单元电路提供静态工作点。所述时钟电路向数据处理模块提供高速时钟。 8.如根据权利要求1所述的一种便携式船舶压载水生物活性检测仪，所述的显示面板用来显示对压载水生物活性的检测结果。 9.如根据权利要求1所述的一种便携式船舶压载水生物活性检测仪，所述的电源模块用来给LED光源、CMOS集成像素传感器芯片等提供供电电源。
所属类别：	发明专利