磁致伸縮生物傳感器系統(tǒng)理論和技術(shù)

目 錄

前言
第1章 緒論 1
1.1 常見食源性病菌 1
1.2 常規(guī)檢測技術(shù) 3
1.2.1 平板菌落計數(shù)法 3
1.2.2 酶聯(lián)免疫吸附測定法 5
1.2.3 聚合酶鏈反應(yīng) 7
1.2.4 熒光免疫分析法 8
1.2.5 放射免疫分析法 9
1.3 生物傳感器概述 9
1.3.1 生物傳感器系統(tǒng)的組成 9
1.3.2 生物傳感器系統(tǒng)的常見種類 11
第2章 磁致伸縮生物傳感器換能材料磁性物理基礎(chǔ) 18
2.1 原子磁矩 18
2.2 磁化及磁化強度 21
2.3 物質(zhì)的磁性 22
2.4 磁疇結(jié)構(gòu) 28
2.5 物質(zhì)的磁化 31
2.6 磁性物質(zhì)的基本現(xiàn)象 36
第3章 磁致伸縮生物傳感器換能材料中的電磁場 40
3.1 麥克斯韋方程 40
3.1.1 全電流定律 41
3.1.2 復(fù)矢量形式的麥克斯韋方程 42
3.1.3 限定形式的麥克斯韋方程 43
3.2 電磁波的波動方程 44
3.2.1 無源區(qū)電磁波的波動方程 44
3.2.2 有源區(qū)電磁波的波動方程 45
3.3 電磁場的達朗貝爾方程 45
3.4 電磁場的邊界條件 46
3.5 坡印廷定理和坡印廷矢量 53
3.5.1 坡印廷定理 53
3.5.2 等效復(fù)介電常數(shù)和復(fù)磁導(dǎo)率 55
3.5.3 平均坡印廷矢量和復(fù)數(shù)形式的坡印廷定理 57
3.6 理想介質(zhì)中的均勻平面波 60
3.6.1 理想介質(zhì)中的均勻平面波函數(shù) 61
3.6.2 理想介質(zhì)中的均勻平面波的傳播特點 62
3.7 導(dǎo)電媒質(zhì)中的均勻平面波 66
3.7.1 導(dǎo)電媒介中的均勻平面波函數(shù) 66
3.7.2 弱導(dǎo)電媒介中的均勻平面波函數(shù) 69
3.7.3 良導(dǎo)體中的均勻平面波函數(shù) 70
3.7.4 色散媒質(zhì)中電磁波的群速 73
3.8 磁化鐵氧體中的均勻平面波 74
3.8.1 磁化鐵氧體中的張量磁導(dǎo)率 75
3.8.2 磁化鐵氧體中的均勻平面波 78
3.9 平面波的極化特性 79
3.10 均勻平面電磁波在邊界上的反射及透射 82
3.10.1 均勻平面電磁波向平面分界面的垂直入射 82
3.10.2 均勻平面電磁波向多層邊界面的垂直入射 87
3.11 雙材料磁致伸縮換能器的渦流計算 89
3.11.1 雙材料內(nèi)部磁場強度分布 90
3.11.2 換能器復(fù)合材料內(nèi)部磁場強度和渦流分布 94
3.12 常見電磁場傳播方程的求解 100
3.12.1 直角坐標(biāo)系的分離變量法 100
3.12.2 極坐標(biāo)系下的分離變量法 103
3.12.3 球坐標(biāo)系下的分離變量法 106
第4章 磁致伸縮彈性體振動 112
4.1 有阻尼單自由度系統(tǒng)的自由振動 112
4.1.1 過阻尼狀態(tài)（ζ >1） 113
4.1.2 欠阻尼狀態(tài)（ζ <1） 114
4.1.3 臨界阻尼狀態(tài)（ζ =1） 116
4.2 簡諧激勵下有阻尼單自由度系統(tǒng)的受迫振動 116
4.2.1 簡諧激勵下受迫振動的解 116
4.2.2 簡諧激勵下穩(wěn)態(tài)振動響應(yīng)的特點 119
4.3 任意周期激勵下有阻尼單自由度系統(tǒng)的受迫振動 126
4.3.1 周期激勵下的受迫振動 126
4.3.2 非周期激勵下的受迫振動 127
4.3.3 積分變換法求解非周期激勵下的受迫振動 131
4.4 簡諧激勵下有阻尼多自由度系統(tǒng)的受迫振動 135
4.4.1 二自由度系統(tǒng)的受迫振動 136
4.4.2 三自由度系統(tǒng)的受迫振動 137
4.5 拉格朗日方程 139
4.6 模態(tài)疊加法對運動解耦 143
4.7 簡諧激勵下連續(xù)系統(tǒng)的受迫振動 148
4.7.1 磁致伸縮彈性桿的縱向自由振動 148
4.7.2 磁致伸縮彈性桿的縱向受迫振動 154
4.7.3 磁致伸縮彈性梁的自由彎曲振動 157
4.7.4 磁致伸縮彈性梁的橫向受迫振動 161
4.7.5 懸臂梁無阻尼強迫振動的穩(wěn)態(tài)響應(yīng) 161
4.7.6 微懸臂梁傳感器的應(yīng)用 163
第5章 磁致伸縮生物傳感器系統(tǒng)設(shè)計和檢測技術(shù) 164
5.1 磁致伸縮生物傳感器系統(tǒng)的功能模塊 164
5.1.1 磁致伸縮生物傳感器系統(tǒng)的組成 164
5.1.2 磁致伸縮生物傳感器信號激勵檢測設(shè)備及其原理 166
5.2 頻域技術(shù)檢測 167
5.3 時域技術(shù)檢測 172
5.4 磁致伸縮生物傳感器的制備 175
5.4.1 磁致伸縮換能器的制備 175
5.4.2 生物探針的固定 176
5.4.3 病菌檢測實驗裝置 177
5.5 MSP生物傳感器對病菌的檢測 178
5.5.1 沙門氏菌的檢測 178
5.5.2 大腸桿菌的檢測 181
5.5.3 金黃色葡萄球菌的檢測 181
5.5.4 阻斷劑對磁致伸縮生物傳感器性能的影響 182
5.6 MSMC生物傳感器對病菌的檢測 184
5.7 MSP生物傳感器對食