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 |