Zn2+掺杂WO3基气敏材料的制备及气敏性能研究

通过加热分解钨酸制备的WO3与Zn(NO3)2溶液超声分散,制备出了掺杂Zn2 的WO3基气敏材料。研究了Zn2 掺杂对WO3气敏材料性能的影响。结果发现,Zn2 掺杂WO3基传感器对H2S有较好的气敏性能,在常温下对极低浓度(5×10-6)H2S也有很高的灵敏度(56),适量掺杂可以提高其灵敏度,Zn2 掺杂n_Zn~(2 )/n_W=2%的WO3基传感器的灵敏度最大,对50×10-6H2S在200℃灵敏度可达1800。通过X-射线衍射仪(XRD),比表面测定仪(BET)对材料进行了表征,比表面积范围介于2.5～3.5m2/g之间。结合有关理论,对元件气敏现象及机理进行了解释。     

Au-In2O3 CO气体传感器的性能与机理研究

为了探讨氧化铟气体传感器的CO气敏性能和气敏机理,分别用化学沉淀法和浸渍法制备了未掺杂和金掺杂的氧化铟气敏材料,利用XRD和TEM对合成产物进行了表征.采用静态配气法测试了合成材料的气敏性能,利用气相色谱在线测试了CO在气敏材料表面的催化氧化产物,根据气敏性能与催化氧化结果研究了金掺杂氧化铟的气敏机理.实验结果表明:以2%质量比的金掺杂氧化铟对一氧化碳的反应有较高的灵敏度和选择性.根据金掺杂氧化铟对CO的催化氧化性能与气敏性能基本一致的结果,提出了金对氧化铟的CO增敏机理为化学增敏作用.     

Ni掺杂SnO2花状微结构的制备及其气敏特性研究

采用水热法合成了纯SnO2和4 mol%Ni掺杂SnO2花状微结构.利用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)对其晶相、成分进行了表征,对制备的纯的和Ni掺杂SnO2传感器性能进行了测试.实验结果表明:Ni掺杂可以显著改善SnO2微结构的气敏特性.在最佳工作温度(280℃)条件下,4 mol%Ni掺杂SnO2传感器对100×10-6甲醇的响应可达到13.0,其响应是纯SnO2气体传感器的2.4倍.同时,其具有快速的响应/恢复时间(6 s/5 s),较低的检测极限(1×10-6),以及对甲醇的良好选择性.最后,对Ni掺杂SnO2气体传感器的气敏机理进行了分析讨论.     

基于钯纳米颗粒导电沟道的室温型氢气传感器的研究

随着氢能的广泛应用,检测氢气(H₂)泄漏十分必要。采用溶剂热法合成钯(Pd)纳米颗粒,结合旋涂法从极大程度上简化了覆盖敏感层工艺,在利用微机电系统(MEMS)工艺制备的硅基金(Au)叉指电极上研究了基于“氢致Pd晶格膨胀效应(HILE)”的裂结式H₂传感器的敏感特性,为低成本批量化制备室温型氢气传感器提供了可行性研究。结果表明该传感器对H₂的响应值与Pd纳米颗粒在基底上的覆盖率密切相关：覆盖率在一定范围内越大,响应值越小。在室温下,该类传感器对500×10^-6～2 500×10^-6H₂表现出了较快的响应速度：响应时间在5 s左右,恢复时间在25 s左右,具有较高的响应值：在2 500×10^-6H₂气氛下高达83%,有较好的选择性和稳定性。     

WO_3掺杂NiO的气敏性能研究

用水热法制备出NiO纳米粉体,对其进行了WO3系列掺杂。利用XRD对产物晶相结构进行表征,测试了掺杂材料的气敏性能。结果表明:适量WO3的掺杂明显改善了NiO材料的气敏性能,其中,掺杂质量分数为6%的气敏元件性能最好,350℃时对Cl2的灵敏度可达到37.5,200℃时对H2S的灵敏度可达30.4。说明该元件在不同温度下对不同气体具有选择性,且该元件对H2S响应恢复快。     

石墨烯/氧化钨复合材料室温响应NO_2传感器

采用溶剂热法制备了石墨烯/氧化钨复合材料,通过XRD,SEM,Raman表征方法对复合材料形貌、晶体结构进行表征,结果表明:制备的氧化钨为六方相结构的WO_3,呈现一维管状形貌,石墨烯均匀分散在复合材料中。石墨烯/氧化钨复合材料涂覆在叉指电极制作成传感器进行气敏性能测试,结果表明:传感器可室温条件下实现对NO_2检测,检测下限为1×10~(-6);NO_2在3×10~(-6)体积分数下响应时间约400 s;气氛中存在NH_3,H_2S,C_2H_5OH和CH_4干扰下,可以实现NO_2选择性检测。     

纳米SmFeO3的合成及其H2S敏感特性研究

以无机物K3[Fe(CN)6]和Sm2O3为原料,用热分解配合物前驱体法制备了复合氧化物SmFeO3纳米粉体.用X-射线粉末衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)对产物的物相、形貌进行了表征.结果显示:热分解法在煅烧温度为600℃即可生成纳米晶SmFeO3,TEM显示产物为均匀的椭球形颗粒,充分表明该方法制备的材料具有良好分散性,且纯度较高.将合成材料制备成旁热式气敏元件,气敏性能测试结果表明:合成材料对H2S具有高的灵敏度和选择性,在最佳工作电压4 V时对50μL/L H2S气体的灵敏度可达21.3倍,相对干扰气体C2H5OH来讲其选择性系数为4.44倍.而且响应很快,约2 s,但恢复稍慢,40 s左右.     

纳米LaFeO3的制备及H2S气敏性能研究

以无机物K3[Fe(CN)6]和La(NO3)3·nH2O为原料,用热分解配合物前驱体法制备了LaFeO3纳米粉体.用X-射线粉末衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)对产物的物相、形貌进行了表征.本工作还以沉淀法相同温度条件下煅烧出的LaFeO3作了对比.结果显示:热分解法在煅烧温度为700℃即可生成纳米晶LaFeO3,TEM显示产物为均匀的椭球形颗粒,充分表明该方法制备的材料具有良好分散性,且纯度较高.将合成材料制备成旁热式气敏元件,气敏性能测试结果表明:合成材料对H2S具有高的灵敏度和选择性,在192℃工作时,对35μL/L H2S气体的灵敏度可达72倍.     

贵金属Au对半导体金属氧化物气体传感器性能影响研究

随着工业时代到来，为国家发展提供便利的同时，大量排放的有毒气体造成的环境污染问题逐渐影响人们的生活。如何快速有效地检测有毒气体的浓度成为一个重要的研究课题。文章主要通过溶胶凝胶法制备气敏材料，制作气体传感器，针对NO₂、SO₂、NH₃等有毒气体，测试其气敏性能。通过实验与数据分析，对比了几种常用的半导体金属气敏材料WO₃、SnO₂、In₂O₃的气敏性能，以及向材料中掺杂贵金属Au后的气敏性能，总结归纳了贵金属Au对几种气体传感器常用半导体金属气敏材料气敏性能的影响。研究发现，贵金属Au对提高气体传感器灵敏度和缩短响应恢复时间方面有着较为正面的作用。     

Pd掺杂的SnO2甲烷传感器气敏性能的研究

本文研究了Pd掺杂的SnO2材料对于甲烷气体的敏感特性。首先从机理上说明掺杂Pd金属的原因;然后,采用简单的混合研磨工艺制备了Pd掺杂SnO2复合材料;其次,采用刷涂工艺在加热型平板电极上制备了气敏层。研究了所制备的Pd掺杂SnO2气体传感器在不同温度对甲烷气体的敏感特性。结果表明,Pd掺杂在提高SnO2的气敏性能的同时还能降低其工作温度;其中,2 wt%Pd掺杂SnO2的传感器气敏性能最优,在最佳工作温度(200°C)下对500 ppm甲烷的气敏响应可达3.43,灵敏度提升了45.67倍(50–1000 ppm)。     

曲折型微机电正交磁通门传感器有限元仿真分析

正交磁通门传感器具有磁场测量范围广,对测量环境要求低等优点,被广泛应用于导航、金属探测和勘探领域。传统正交磁通门传感器灵敏度较低,限制了其应用领域的进一步拓展。一种新型的多匝曲折型磁芯结构微型正交磁通门传感器在本文中被提出,利用三维电磁场有限元仿真软件对器件性能进行了仿真分析。通过研究不同磁芯匝数对微型正交磁通门传感器性能的影响,仿真结果发现,随着磁芯匝数增加,传感器灵敏度提高,磁场响应线性范围明显增大。     

增强灰狼自适应阈值去噪法在变压器套管引线超声检测中的应用

超声检测作为一种新型的电力设备检测方式,回波信号极易受到噪声干扰,为了提高信号质量,提出了一种增强灰狼自适应阈值去噪法。首先,对信号进行多尺度小波分解,引入基于梯度下降自适应阈值法,用于估计不同小波分解层的阈值大小。然后改进传统灰狼算法的变异策略与收敛因子,优化自适应阈值函数梯度值,确定最优阈值并完成信号去噪。对仿真及实测超声回波信号的去噪结果表明,经本算法去噪后,超声回波信号的起振位置等有效信息得以保留,信号信噪比更高,均方误差更小,运行时间更短。本算法应用到变压器套管引线超声检测中,可提高超声检测的准确性,获取了变压器套管引线的状态,具有一定的应用价值。     

应用于MOEMS集成的TSV技术研究

硅通孔(TSV)通过缩短互连长度可实现低延迟、低功耗等目的。对应用于微光机电系统(MOEMS)集成的TSV工艺进行了研究,通过ICP-DRIE参数优化获得了陡直TSV通孔;通过金-金键合及bottom-up法,实现了TSV的无缺陷填充;对填充后的TSV进行电学表征,测试结果表明,单个TSV的电阻平均值为0.199Ω、相邻两个TSV的电容在无偏压时为170.45 fF、TSV的漏电流在100 V时为9.43 pA,具有良好的电学特性。     

基于距离修正及灰狼优化算法对DV-Hop定位的改进

无线传感器网络在实际应用中普遍存在节点布设不均匀的状况,导致使用经典DV-Hop(Distance Vector-Hop)方法实现节点定位存在较大的误差。为了提高定位精度,提出基于测距修正及灰狼优化算法的改进策略。首先,针对未知节点到每一目标锚节点的平均每跳距离校正值,采用一种相似路径搜索算法获得网络内一条最相似锚节点对间的多跳路径用于确定该值,以期提高未知节点到锚节点距离估计值的精度;进而,在使用Lateration算法获得未知节点初始位置后增加改进的灰狼群体智能算法优化步骤,以期提高定位精度。仿真实验结果显示,所提出的改进策略相对经典DV-Hop定位方法以及典型的改进方法,提高了对网络拓朴变化的鲁棒性,定位精度有了显著改善。     

基于低温SQUID瞬变电磁系统的涡流补偿方法

为了避免瞬变电磁法TEM(Transient Electromagnetic Method)系统中的金属成分受发射场激发带来的涡流干扰,本文利用传输函数与发射场卷积获得系统涡流大小,并进行抵扣,以获得真实的地下响应信号。文中介绍了瞬变电磁法工作原理,描述了涡流形态及对SQUID接收信号的影响,同时建立了SQUID系统传输函数的测量装置,并对该传输函数的卷积效果进行了验证,确保卷积结果与实测结果一致。实验结果证明该涡流补偿方法可以应用于实际探矿工作中,提高了探测精准度。     

数字化湿度传感器输出4-20mA工业标准电流的简单方法

在不断推进的工业自动化进程中,湿度的测量越来越受到人们的重视。如何进行又好又便捷的湿度测量,在于高科技的不断开发和进步,可以大量生产价廉物美的湿度传感器产品。由于CMOS数字电路的广泛应用,很多高技术传感器产品通常都是数字信号输出。然而在工业自动化的具体实施中,和以往一样非常需要高抗干扰、高可靠性的模拟信号输出,比如4-20m A的二线制工业标准的电流输出。本文通过对一个数字信号输出的湿度传感器HTU21P和一个专用的电压电流转换集成电路AM462的介绍,提出了一种将湿度传感器数字化输出转换为4-20mA的二线制工业标准的电流输出的简便方法。     

基于Flex无线传感技术的边坡位移监测研究

基于Flex无线智能传感器技术设计可用于岩土工程的位移监测系统。主要思路是以Flex传感器技术为基础,通过标定试验得出Flex传感器信号与传感器弯曲角度对应的关系;模拟边坡加载试验中采集的数据信号,推算出土体变形角度和位移变化量,从而实现对边坡位移的监测。由标定结果可知,在0°~60°的测量范围内Flex传感器信号与弯曲角度呈现出良好的线性关系,其分辨率可达到0.3°~0.4°。基于边坡加载模拟试验,对Flex传感器与位移传感器测量的结果进行比较,得到了监测结果与位移传感器监测结果吻合良好。试验结果表明Flex传感系统能够有效地对边坡加载情况进行实时监测,在预防边坡方面有着良好的应用价值和前景。     

Performance analysis of active schedules in identical parallel machine

Active schedule is one of the most basic and popular concepts in production scheduling research. For identical parallel machine scheduling with jobs’ dynamic arrivals, the tight performance bounds of active schedules under the measurement of four popular objectives are respectively given in this paper. Similar analysis method and conclusions can be generalized to static identical parallel machine and single machine scheduling problem.     

Forecasting model of Shanghai and CRB commodity indexes

This paper examines the long-run relationship between the Shanghai index and CRB commodity index. We run our vector error correction model (VECM) for two sub-samples as pre-crisis period and post-crisis period. In pre-crisis period, there is strong bidirectional causality link between the Shanghai and CRB. In post-crisis period, there is no causality between the indices. In the second part of the article, we employ Fuzzy System Modeling (FSM) to increase the performances of root mean-square error, R² and Adjusted R². We show the results of our analysis for both Shanghai and CRB indexes. We have demonstrated the results for a good number of our investigations ANFIS, GENFIS, Classical LSE and three versions of support vector regression. For both Shanghai and CRB indexes, our FSMIFF with LSE obtains better results than all other models we have investigated and thus are more suitable for forecasting stable and unstable stock market behavior.     

Synchronization and exponential estimates of complex networks with mixed time-varying coupling delays

Exponential estimates and sufficient conditions for the exponential synchronization of complex dynamical networks with bounded time-varying delays are given in terms of linear matrix inequalities （LMIs）. A generalized complex networks model involving both neutral delays and retarded ones is presented. The exponential synchronization problem of the complex networks is converted equivalently into the exponential stability problem of a group of uncorrelated delay functional differential equations with mixed timevarying delays. By utilizing the free weighting matrix technique, a less conservative delay-dependent synchronization criterion is derived. An illustrative example is provided to demonstrate the effectiveness of the proposed method.