淬火层厚度检测系统设计的研究

淬火层厚度采用涡流检测方法得到的信号一般非常微小,而我们身处于充满噪声的环境中,涡流检测得到的微小信号非常容易被周围的环境噪声,电路噪声等淹没,因此设计一个能精确提取被噪声包围的检测信号,即放大有用信号,滤除无用信号,对整个涡流检测系统测量的精确度来说非常重要。因此本文将以精确的涡流检测系统为研究对象,从硬件电路和软件处理两个部分来分析,对淬火层厚度涡流检测系统进行优化设计。     

基于电涡流的铜膜测厚研究

设计针对于PCB板的铜膜厚度进行测量。利用电磁感应的原理,以高频反射式电涡流传感器为基础,将LC电路产生的正弦电磁波辐射至铜膜。在铜膜上产生电涡流,从而引起辐射线圈电阻抗的变化,损耗增加,振荡信号幅值随之衰落。通过单片机对信号幅值进行A/D转换,数据处理,指示铜膜的厚度。所设计的装置体积小,携带方便,对铜膜检测的灵敏度较高,可以有效测量10～150μm的厚度,也可应用于其他金属镀层厚度的测量。     

基于EIS的飞机复合材料异常检测技术研究

先进复合材料在飞机上应用的越来越多,随着其服役时间的增长可能会出现异常,为保证飞行安全,需对飞机的复合材料构件进行必要的异常检测。该文将电阻抗谱法应用于飞机复合材料构件的异常检测。制作了同面双电极传感器和两块碳纤维复合材料试样,并设计了实验电路。采用双电极测量法测量了2个碳纤维被测样本的电阻抗谱,在Matlab中绘出了电阻抗谱图,并进行了对比分析。初步的实验结果表明,通过对复合材料构件电阻抗谱的测量能识别出其异常,将电阻抗谱测量用于飞机复合材料构件的异常检测是可行的。     

基于AT89C51的电阻抗成像数据采集系统

电阻抗成像是近二十年来发展起来的一门全新的医学成像技术 ,是利用对物体表面的电测量来重建反映物体内部组织结构及功能变化的图像技术。文章介绍了电阻抗成像的基本原理 ,着重阐述了由单片机控制的 16电极的EIT采集系统设计思想 ,并具体介绍了该系统的各个功能模块及实验结果     

基于电涡流传感器的覆层测厚系统的设计

提出一种基于电涡流传感器的便携式覆层测厚系统的设计方案。该系统集数据采集、数据处理、数据通信和数据显示于一体。在硬件设计上,系统采用电涡流传感器技术和微处理器控制技术,实现对金属镀层、板材厚度等的无损测量。在软件的设计中,系统采用最小二乘法对采集数据进行误差检测和修正,进一步提高数据的精度和准确度。实验表明,该系统可实现非接触式测量,具有灵敏度高、频响范围宽、及适用性强的特点。     

玻璃厚度的动态检测

叙述了一种“转角测厚”的原理,并提出了在动态情况下绝对厚度的测量原理,给出了绝对厚度动态测量时的厚度变化情况下的修正公式。还对动态测厚时产生的误差进行了分析,指出克服这些误差的方法。介绍了对外界干扰所采取的措施、“玻璃厚度动态检测装置”的结构     

激光淬火基体对铬层表面形貌的影响

为了揭示激光淬火基体对电镀铬层表面形貌的影响,采用激光离散淬火基体的方法对镀铬层表面形貌进行了研究。铬层表面形成了与离散基体对应的、密实球状组织条带和疏散球状组织条带离散相间的周期性形貌;密实球状组织条带对应着原始基体区,而疏散球状组织条带则对应着激光淬火区。借助于高分辨率扫描电镜,利用化学腐蚀基体和粒子束刻蚀法分别对铬层界面和厚度方向组织形貌的进行了实验分析。结果表明,铬层表面形成了与其对应的周期性形貌,其机理是铬层界面周期形貌和铬层不同的生长方式,将激光离散基体特征传递给了铬层表面。     

电测仪表所受干扰的分析及预防方法分析

为保证测量精度,在使用电测仪表的过程中,需对其所受干扰进行分析,并有效隔绝干扰。文章在对电测仪表特性及其所受干扰进行分析的基础上,提出了电测仪表抗干扰的方法以及预防措施,以期在工程应用中有效提升电测仪表的测量精度及其可靠性。     

用于酵母细胞电阻抗检测的集成微电极阵列微流控芯片的有限元仿真研究

出芽酵母已经成为衰老、寿命研究的理想细胞模型。我们提出了一种集成微电极阵列微流控芯片的设计结构,该芯片结构具有阵列排布式捕获-剪切结构及与之对应的微电极阵列,用于对被捕获酵母单细胞进行高通量电阻抗检测,尤其是利用电阻抗信号检测酵母细胞每一个子细胞的剪切去除事件。在本文中,我们对该设计结构进行了有限元建模仿真研究,以优化用于电阻抗检测的集成微电极阵列的关键参数设置。通过有限元建模和仿真计算,我们分析了待测响应电流分布以及不同行列间距下邻近细胞对待测信号的影响。为了在减小邻近细胞的存在对待测信号干扰的同时,实现酵母子细胞剪切去除事件的高灵敏度电阻抗检测,我们依据仿真结果优化出微电极阵列的行列间距分别为125 μm、100 μm。本研究中的仿真分析结果对于优化集成微电极阵列微流控芯片的设计,提升电阻抗单细胞传感检测的灵敏度和集成度具有重要意义,我们提出的设计结构有望发展为基于电阻抗谱的高通量酵母复制衰老寿命监测平台。     

一种新颖的MEMS表面工艺牺牲层厚度的电测量方法

牺牲层厚度是MEMS表面工艺中的一个重要参数，对它的测量和控制有着重要的意义。目前大多采用光机械的方法来测量，但是测试方法复杂、测试时间长。本文介绍了一种新颖的MEMS表面工艺牺牲层厚度测试技术，实现了牺牲层厚度的电测量。测试方法简单快捷，并且很便于测试系统集成。     

激光淬火能量转换系数的ANSYS分析

基于有限元分析软件ANSYS对激光表面淬火温度场进行模拟,并结合实验的数据,建立了材料表面能量转换系数的变化规律的数学模型。通过再次实验验证表明,可用于预测激光表面淬火后的硬化层深并具有极高的精确性,为研究精确控制工艺参数和相变硬化层深提供新的研究思路。     

U74钢轨表面激光淬火工艺及其对耐磨性的影响

本文研究了U74钢轨表面激光淬火工艺及其对表面耐磨性能的影响。激光淬硬层分为表面过热区、均匀相变区和过渡区。淬硬层深度约为0.5-0.8mm，单道淬火宽度约4mm，表面硬度可达Hv850-Hv1000，淬硬层组织为高碳马氏体，细晶混合马氏体和少量奥氏体。激光淬火造成的组织细化和大量高碳马氏体的形成是硬度提高的主要原因。在扫描速度为6mm/秒，离焦量60mm的条件下，U74钢轨表面激光淬火的最佳功率约为1.8kW。在该功率下，可以获得最高硬度、最大硬化层深度和最佳能量利用系数。摩擦学试验表明，经过激光淬火，钢轨表面的耐磨性能有了明显提高。     

钢板表面腐蚀的脉冲涡流热成像检测研究

钢铁腐蚀是威胁工业安全生产的重要原因之一,采用脉冲涡流热成像缺陷检测技术对钢板表面腐蚀进行了检测和评估。用二维感应加热模型分析了腐蚀表面几何形状对感应加热温度分布的影响,根据实验结果提取腐蚀缺陷的表面温度均方根对腐蚀程度进行表征,并研究了涂层对钢板腐蚀程度评估的影响。用主成分分析法、因子分析法和脉冲相位法重构感应加热红外图像,提高了腐蚀缺陷的识别能力和腐蚀程度的评估能力。     

A charge sheet model for MOSFETs with an abrupt retrograde channel: Part II. Charges and intrinsic capacitances

The 16 intrinsic capacitance components related to the gate, source, drain and depletion charges are examined for MOSFETs with an ideally abrupt retrograde doping profile in the channel, based on the analytical solutions for the drain current and body charge in the preceding paper. Though lengthy and complex in their final mathematical expressions, analytical solutions for the capacitances can be obtained. The validity of the analytical solutions is confirmed by comparing the modeling results with simulation data obtained using numerical calculations. The inclusion of an intrinsic surface layer in the channel merely causes a simple voltage shift for the capacitances that are not associated with the depletion charge or body bias, similarly to the variation of the drain current shown in the preceding paper. For the capacitances that are related to the depletion charge or body bias, there is not only a parallel voltage shift with an amount commensurate to the shift in drain current as well as in the other capacitances, but also a decrease in their values. This decrease depends on the thickness of the intrinsic surface layer and it amounts to 25% for a surface layer of 30 nm thickness.     

激光表面处理1.6%C超高碳钢的组织与性能

为了研究激光处理后超高碳钢表面组织及性能的变化,采用2kW连续横流CO2激光器对超高碳钢(C的质量分数为0.016)进行了激光处理,采用扫描电镜观察组织和显微硬度计测量深度方向显微硬度值的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了沿深度方向的组织照片和硬度分布曲线。结果表明,激光处理层分为熔凝层、过热层和相变硬化层。熔凝层可观察到胞状树枝晶和离异共晶;相变硬化层组织细小,显微硬度(高达750HV～905HV)高于其它层,是典型的激光淬火组织。随激光功率增大(1000W～1200W),熔凝层中胞状树枝晶和离异共晶增多并细化,马氏体数量减少,各层的宽度、深度均增大,显微硬度降低。这一结果对细化超高碳钢组织和改善其性能是有帮助的。     

进给距离对激光-电复合熔覆层组织及性能的影响

本文采用“激光-电复合丝材熔覆”的方法对机械零件进行修复工艺研究。采用630不锈钢丝材在45#钢表面进行多道单层熔覆实验,研究不同进给距离对熔覆层宏观形貌、微观组织、显微硬度和耐磨损性能的影响。结果表明：随着进给距离的增加,熔覆层与基体结合面变的凹凸不平,熔覆层表面均有杂质小颗粒,熔覆层厚度减小,微观组织为混乱的等轴晶,熔覆层的平均硬度在200 HV上下浮动,摩擦系数呈现先降低后上升的趋势,磨损量与摩擦系数呈现正相关关系,观察其磨痕形貌其磨损形式主要为疲劳磨损和黏着磨损,当前实验条件下进给距离为1.2 mm时,耐磨性能最佳。     

Optimization of Al_2O_3/SiN_x stacked antireflection structures for N-type surface-passivated crystalline silicon solar cells

In the case of N-type solar cells,the anti-reflection property,as one of the important factors to further improve the energy-conversion efficiency,has been optimized using a stacked Al₂O₃/SiN_x layer.The effect of SiN_x layer thickness on the surface reflection property was systematically studied in terms of both experimental and theoretical measurement.In the stacked Al₂O₃/SiN_x layers,results demonstrated that the surface reflection property can be effectively optimized by adding a SiN_x layer,leading to the improvement in the final photovoltaic characteristic of the N-type solar cells.     

钢板表面裂纹的脉冲涡流热成像定量检测

裂纹是钢铁材料的常见缺陷之一,研究了脉冲涡流热成像技术对钢板表面裂纹的定量检测。对带有表面浅槽型裂纹的45#钢进行了感应加热实验,分析了裂纹附近的温度分布和温度响应。与温升大小相比,温度响应的曲线形态与裂纹深度间的定量关系更加清晰,曲线的形态特征可由傅里叶积分的基频相位提取。引入最小二乘支持向量机完成了裂纹几何轮廓的重构,比较了将裂纹的相位轮廓和温度轮廓分别作为支持向量机输入时的重构结果,发现相位轮廓更加适用于表面裂纹的定量检测。     

Contribution to the modeling of a voltage driven pulsed eddy current sensor for the characterization of conductive plates

We highlight some physical phenomena occurring in pulsed eddy current testing, through the modeling of the response of a voltage driven pulsed eddy current sensor for the characterization of the thickness and conductivity of a metallic conductive plate. We use the finite element time domain method coupled to the electric circuit equation in the eddy current sensor which consists of an air cored coil. The characterization parameters are obtained from the current variation in the coil. The effects of the thickness and conductivity are clearly distinguished by considering three metallic plates of different conductivities. Time and frequency approaches are considered. We show that the reconstitution of the coil response signal from its Fourier series expansion leads to a loss of important features of the latter, limiting thus the characterization parameters, since this reconstitution does not take account of the sub-transient phenomena, i.e., the time of diffusion of the electromagnetic field in the conductive plate. The numerical results are supported by measurements.     

剥离霍尔技术分析与实用中的问题

根据剥离霍尔技术的物理基础，分析了范德堡测试结构中薄膜材料在逐层测量时F因子发生变化的可能原因，主要归因于被测样品存在导电层厚度和电阻率不均匀性所致。而实验表明，采用阳极氧化技术控制膜厚的不均匀性可小于10％，因此导致F因子变化的主因是ρ（x，y）和θH（x，y）的存在。实验分析了F因子随深度的改变对纵向分布测量结果的影响，指出，当F因子随深度改变时，分析结果应该镇用；在作剥离霍尔测量时加测F因子是必要的，以作为利用分析结果的参考。