MEMS压电-磁电复合式振动能量采集器

具有高能量输出密度的自我供电振动能量采集技术有着迫切的应用需求,是智能化MEMS器件系统发展的重要方向。研究了一种可将外界环境振动能转化为电能的MEMS压电-磁电复合振动能量采集器,其综合了压电发电和磁电发电的优势,为新型MEMS供电研究提供了新思路。利用溶胶-凝胶工艺完成锆钛酸铅(PZT)压电功能薄膜的制备,采用MEMS加工技术完成器件四悬臂梁-中心质量块基础结构的设计和制作,结合集成封装技术实现微结构与永磁铁的微组装。测试结果表明:在一阶谐振频率247 Hz,10 g加速度激励的振动状态下,器件压电部分压电敏感单元与磁电部分电感线圈的单位体积最大有效输出电压分别为2.066×107和5.002×106 mV/cm3。     

新型非插入式流量测量原理的研究

非插入式流量检测方法在不破坏系统工作状态的情况下,可对化工生产进行流量测量以及化工管道系统故障诊断、故障定位。该非插入式测量方法利用变形法原理,采用应变测量技术测量重力场下流体对管道作用产生的应变,推导出应变率与质量流量的关系;结合弹性力学和材料力学推导出管壁应变差与质量流量存在典型的线性关系;然后运用Workbench建立仿真模型并通过单向流固耦合的仿真方法,对理论计算进行验证;最后在管路综合特性实验台布置应变片连接到uT7110Y静态应变仪,记录相应数据,根据数据拟合结果说明应变差与质量流量具有很好的线性关系,能够利用该特性进行非插入式质量流量的测量。     

基于八悬臂梁-中心质量块结构MEMS压电振动能量采集器

高能量密度输出、低频范围响应、环境适应性强的自供电振动能量采集器已成为微能源技术领域的一个重要发展方向。提出一种d31型工作模式下MEMS压电式振动能量采集器,设计八悬臂梁-中心质量块结构代替传统的单悬臂梁结构,利用溶胶-凝胶（Sol-Gel）技术在每个悬臂梁上异质集成制备锆钛酸铅（Pb（Zr0.53Ti0.47）O3,PZT）压电功能厚膜层,通过MEMS工艺和引线键合技术完成器件础结构制造。输出性能测试结果表明,器件一阶谐振频率为41 Hz,3 gn加速度激励下输出电压峰峰值为264.00 mV;在器件两端加载3.00 MΩ负载时输出功率最大,为0.72 nW。     

LDPE阻燃协效剂及蒙脱土阻燃体系研究

用低密度聚乙烯（LDPE）作为基体树脂，考查了不同偶联剂和处理方法对包覆超细Mg（OH）2效果的影响以及红磷与有机硅等阻燃协效剂、有机蒙脱土对Mg（OH）2的阻燃协效作用。结果表明，1．5％硅烷偶联剂处理的超细Mg（OH）2效果较好，红磷的用量在8～10份、有机硅在1～5份之内均对超细Mg（OH）2具有阻燃增效作用。     

EVA-g-MAH反应挤出研究及其在LDPE/MH体系中的应用

采用同向双螺杆研究了不同熔融指数的复合EVA熔融接枝马来酸酐,考察了引发剂用量、MAH用量对接枝率及熔体流动速率的影响.结果表明,接枝率随着马来酸酐、引发剂用量的增加而增加,熔体流动速率随着引发剂用量的增加而减少.通过制备的接枝物添加到阻燃体系中,考察了接枝率对体系性能的影响.     

基于MEMS超声换能器微桥结构优化

针对传统的超声换能器在低频领域内存在频率较低的问题,设计了一种新型超声换能器微桥理论模型,并对该模型的力学行为进行分析研究.应用Comsol 5.4,对基于反铁电厚膜相变致应变效应的硅基微桥结构进行了实体建模、模态分析及静电分析.通过正交设计优化方法得出了硅基微桥构件小应力大频率的合理结构尺寸,为后续的加工提供重要依据.结果 表明,该模型在800 μm (L)× 100 μm (W)时,其应力为0.352 GPa,谐振频率为1155.19 kHz,因而在较小尺寸下保持更好性能的表现优于传统的超声换能器.     

EVA—g-MAH反应挤出研究及其在LDPE／MH体系中的应用

采用同向双螺杆研究了不同融指的复合EVA熔融接枝马来酸酐，考察了引发剂用量，MAH用量对接枝率及熔体流动速率的影响。结果表明，接枝率随着马来酸酐、引发剂用量的增加而增加，熔体流动速率随着引发剂用量的增加减少。通过制备的接枝物添加到阻燃体系中，考查了接枝率对体系性能的影响。     

发电厂AGC与储能联合调频特性及仿真

随着新能源在能源系统中占比的逐步提高,储能系统联合火电机组自动发电控制（AGC）调频技术在我国电力行业发展迅猛。本文结合南方市场调频辅助服务补偿规则,研究了机组AGC与储能系统联合调频的特性;从提升机组AGC调频性能的角度,制定了储能充放电控制策略,并通过与机组原AGC联合调频仿真研究了储能功率和储能容量对AGC综合调频性能指标的影响;建立了AGC调频收益评价模型,在此基础上给出了储能容量配置的建议。仿真结果表明,合理配置储能系统可以显著提升常规机组的调频性能,并带来明显的调频收益。     

一种电源检测与控制电路的设计与实现

在MSP430F5359作为主控的+5 V转±12 V的升降压电源电路中,对整个电路采用了软件控制与硬件控制两种控制方法。对于软件控制,通过将芯片使能端与主控I/O口连接,同时通过电源检测电路取样电源芯片输出电压值反馈给主控的模数转换模块,进行数据处理来控制电源电路的启停。对于硬件控制,使用跳线开关来控制电源电路的启停。通过两种控制方法,避免了电源电路因某种影响产生的过流和过压烧毁后级电路的问题。设计结果与理论分析结果比较接近,达到了设计要求。