文档介绍：关于食品安全与生物传感器
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计算机
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传感器
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Apple Watch
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苹果官方近日公布了其内置心率传感器的工作原理。苹果的技术支持文档显示，Apple Watch的心率测量周期是每10分钟测量一次，并将数据存储在健康App中。这些检测信息，再结合收集到的其他数据，计算佩戴者的卡路里消耗量。
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Apple Watch利用LED绿光和红外光，以及两种光传感器来检测心率。当其处于15摄氏度以下的低温时，通过测量绿光的吸收状况来获取更为精准的数据。而高温环境下，比如用户正在健身房里挥汗如雨时，皮肤表面水分增加，由于更多绿光已经被吸收掉，要检测皮下反射的绿光就比较困难，这时Apple Watch就转换到红外光模式。
这种用于血流检测的光学技术，专业上称为“光电容积脉搏波描记法（photoplethysmography）”，简称PPG。绿光PPG跟EKG（心电图）获取的数据更接近。
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下图显示的是PPG测量结果和EKG、血压数据的对比情况。
可以看出PPG技术上的优势，以及跟EKG数据更为匹配：
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心脏平均每分钟跳（bpm）72下。运动过程中，肌肉需要更多氧气，心跳会加速来满足氧气供应；健身时，Apple Watch的心率感应器将心率数据显示在手腕的屏幕上，用户可以随时随地用Heart Rate Glance查看。Apple Watch的绿光模式每分钟检测一次，而红外光模式每十分钟检测一次，收集用户的心率和脉冲等数据。信息和数据储存在健康应用中，帮助计算用户消耗的卡路里数量，还可以反映运动强度以及运动过程中的心率变化。
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Apple Watch是如何检测心率的？
“光电容积脉搏波描记法（photoplethysmography）”的英文单词读起来难，但原理却简单：血液是红色的，反射红光，吸收绿光。Apple Watch结合绿色LED光跟感光光电二极管，检测特定时间手腕处流通的血液量。
心脏跳动的一瞬，手腕处流通的血液量增加，吸收更多绿光；而心跳间隙，吸收的绿光就少一些。Apple Watch上LED光每秒闪动数百次，计算出每分钟的心跳次数，也就是心率。
Apple Watch心率传感器的红外光模式每十分钟检测一次心率。倘若红外系统无法读取足够数据的话，Apple Watch就会自动转换到绿光模式。心率传感器还通过提高LED亮度和采样率来应对信号不足的情况。
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第一节 概述
食品的质量和安全性是影响人们健康的重要因素，为保证食品质量及对加工过程进行人为的控制，需要建立合适的分析方法。
传统的分析方法有物理法、化学法及仪器分析法，这些方法都存在着样品预处理步骤复杂、分析时间长、设备庞大、不能现场测定等缺点。因此，运用新的原理和方法开发准确安全的快速检测新技术是目前急需解决的问题。
生物传感器具有选择性好、灵敏度高、分析速度快等优点，并且可以实现连续测定和在线分析，因此，其被广泛应用于食品安全检测领域。
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第二节 生物传感器
1 生物传感器的基本概念
生物传感器通常是指由一种生物敏感部件和转化器紧密结合,对特定种类化学物质或生物活性物质具有选择性和可逆响应的分析装置。
它是发展生物技术必不可少的一种先进的检测与监控方法,也是对食品质量在分子水平上进行快速和微量分析的方法。
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