红外CH_4检测仪的设计

设计了一种应用红外吸收光谱原理的红外CH4气体检测仪。该检测仪用红外热释电传感器作为敏感元件,以C8051F040单片机作为智能控制单元,实现了CH4体积分数的准确测量。介绍了气室的结构设计、微弱信号的放大和数据采集的设计。通过实验数据分析,该气体检测仪具有测量精度高、稳定性好、低功耗等优点,满足了实际情况的需要。     

基于光离子化原理的肼类监测传感器的设计

为满足航天工程的需求,根据光离子化原理,设计了一种响应快、精度高（10^-6）、便携、可连续测试的肼类监测传感器,可用于现场检测有机蒸气和气体。介绍了微型电离室设计和信号检测电路及安装工艺,并给出了测试结果。     

考虑温度-湿度联合控制的三轴仪研制及初步应用

为研究复杂环境作用下土石坝筑坝材料的力学特性,研制了一种考虑温度-湿度联合控制的三轴仪。此装置通过在内压力室中安装螺旋铜管,连接制冷加热温度循环系统,且设置上、下温度传感器实现对试样温度的控制;通过在内外压力室壁间施加与围压相等的气压,同时在压力罩外壁设预应力卡箍,提高试样体变量测精度;通过增设恒温湿度控制系统,实现温度与湿度的联合控制。对装置的温控系统进行了测试,并给出了温度为5℃和45℃时的体变-围压校核曲线。在此基础上,进行了不同温度下的沥青混凝土三轴试验以及在不同湿度下堆石料的三轴试验。结果表明:该装置控温效果较好,且体变受围压和温度影响较小;所测得的不同温度和湿度下沥青混凝土与堆石料的应力应变关系与现有的类似试验结果基本一致,验证了该装置的可靠性。此外,利用该温度-湿度联合控制三轴仪可进一步开展土石材料在复杂环境变化条件下长期变形特性的研究。     

平面波导硅基结构表面的APTES修饰研究

3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）是一种常用的表面修饰剂,通过化学键合的方式覆盖在硅结构表面形成APTES膜层,用以链接功能性生物分子。本文基于平面波导生物传感器器件的研究,通过对结构表面膜层的物理化学特性进行分析,对实验方案进行优化,降低表面微粗糙度,提升生物分子膜层的活性。文中在相同的实验环境下,将APTES分别溶于PBS、乙醇、甲苯溶液,进行APTES分子膜的生成,通过原子力扫描显微镜（AFM）、接触角测试仪、X-射线光谱仪（XPS）对不同样品表面微粗糙度（RMS）、接触角、成分等物理化学特性进行分析,确定应用于光学生物传感器器件APTES表面修饰的最佳配剂,为提高平面波导生物传感器的灵敏度提供了理论支持。     

谐振式陀螺检测信号调制技术研究

谐振式光纤陀螺（Resonator Fiber Optic Gyro,R-FOG）是基于Sagnac效应产生的谐振频率差来测试旋转角速率的一种新型传感器。实验对比了三种调制波形对谐振信号信噪比的影响,分析了锯齿波调制中复位脉冲问题以及三角波调制中的瞬态响应问题,确定了正弦波为最佳调制波形,提高了谐振信号的信噪比。在陀螺系统的锁频环路中,通过正弦波调制、解调得到了用于边带锁频（PDH）技术稳频的解调曲线,验证了正弦波调制方法的可行性及优越性。     

偏振成像及其优化技术研究

偏振成像技术中成像器件所接受到的曝光量以及成像器件的灵敏度都对图像的质量以及偏振信息的获取产生了关键性的影响。从成像器件所接受到的曝光量以及成像器件的灵敏度两个方面分别分析其对天空偏振信息获取的影响。在日照充足的晴朗天气下,器件很容易发生过曝,所以首先要采取减小曝光量的方法来进行成像。实验表明,将曝光量减小5倍,偏振信息的精确度可提高48%。其次通过控制灵敏度来控制器件对于光线的敏感程度。实验表明,灵敏度每降低一个等级,相似度就可以提高5%,并且在感光度为100时相似度可达到最大值,这时的测量精度最高可达70%左右。     

基于声传感器的新型MEMS听诊探头结构设计初探

针对传统听诊器主要依靠医生听诊,根据个人经验判断病情的问题,结合MEMS技术和声传感器,设计了一种基于声传感器的新型MEMS听诊探头微结构。该MEMS听诊系统由MEMS听诊探头中的敏感微结构接收人体心音信号,经过运算放大和滤波,转换为电信号进行后续分析。建立了听诊头敏感微结构的数学模型,利用ANSYS软件仿真得到该结构的动态特性。利用MEMS工艺加工出听诊头敏感微结构并进行初步测试,测试结果表明提出的基于声传感器的新型MEMS听诊器可以实时显示听诊对象的心音波形。将MEMS声传感器应用于临床听诊为心音采集提出了一种新的思路,具有广泛应用前景。     

基于MEMS矢量水听器微弱信号提取电路的设计与测试

文中介绍了一种基于纤毛式MEMS矢量水听器微弱信号提取电路。该电路采用两级信号放大,两级之间设计二阶巴特沃斯低通滤波器。该电路设计经电路仿真软件进行仿真和水下测试。测试结果表明:该微弱信号提取电路可以很好地对水听器采集到的信号进行放大,表现为水听器的接收灵敏度为-160 dB(0 dB=1 V/μPa)。采用这种电路设计的MEMS矢量水听器不仅具有令人满意的"8"字形方向特性,而且具有良好的低频特性,可以满足低频声学测试需要。     

利用白光干涉原理测量MEMS深槽结构

利用白光干涉仪测量形貌,实现对MEMS深槽结构的几何尺寸和三维形貌的分析.实验采用样品为硅栅,测得沟槽的深度为89.78μm,沟槽宽度22.6 μm,深宽比为4∶1,得到清晰的三维形貌图.经过对不同沟槽的测量发现,当槽结构的宽大于5μm时,经倾斜一定角度后,可以测得槽的三维形貌.     

基于CAN总线的红外CH4监测仪设计

利用集成了A/D转换器和CAN控制器的高性能单片机C8051F040为控制核心,设计了一种基于CAN总线的红外CH4检测仪.使用高速收发器TJA1050,实现了CAN总线的接口设计,同时介绍了其硬件电路设计和相应软件设计.该监测仪具有响应快、性能稳定、抗干扰能力强等特点,通过CAN总线实现了远程监控现场气体浓度的功能.