基于恒温法的热膜式气体流量传感器的设计

设计了一种新的基于恒温法的热膜式气体流量传感器,介绍了该传感器的建模过程及其敏感元件的结构设计,并给出了流量传感器的详细设计方案。仿真和实测结果表明：该流量传感器既能对小流量信号敏感又能准确地反映大流量的输出,功耗低于0．1W,响应时间小于50ms,精度可达到0．6％FS,能够满足低功耗、快响应、高精度等性能技术指标的要求。     

MEMS气体流量传感器的简易流量测试装置

为了完成所研制的MEMS气体流量传感器样品的流量测试与标定,设计制作了一种由标准流量发生器和传感器信号读出与数据采集电路组成的简易流量测试装置。标准流量发生器由注射器和可更换的砝码组成,利用不同的砝码配重,在注射器出气口产生合适的恒定气体流速。通过理论分析和Ansys有限元数值仿真,验证了简易标准流量发生器的可行性。传感器信号读出与数据采集电路基于内建多路A/D转换器的单片机实现,具有传感器加热电阻器的恒温控制、流量信号的数字检测和显示的功能。采用该简易流量测试装置对自行研制的MEMS气体流量传感器进行了流量测试与标定,获得了待测器件的标定参数、传感器流量测量的绝对误差和相对误差。     

热隔离式MEMS气体质量流量传感器设计

研制了一种热隔离式微机电系统（ MEMS）气体质量流量传感器。加热电阻器和上下游测温电阻器采用热隔离悬梁式结构,间隔240μm。对恒温差电路的设计要点进行了分析并制作了系统电路。测试拟合了传感器输出电压随气体流量的关系曲线,并对传感器进行了标定。测试结果表明：在0～20 L/min的流量范围内,传感器响应速度快,灵敏度高,输出信号平滑,适合于工业及医疗等领域。     

高温压力传感器的热模拟

探讨了一种多晶硅高温压力传感器的设计方法,论述了其较一般高温压力传感器的优点及其制造工艺流程。重点利用ANSYS软件对模型进行了热模拟,比较了AIN,SiO2与Al2O3分别作为绝缘散热层时模型中的温度分布,并且比较了散热层不同厚度时力敏电阻中心点的温度。     

LWGQ气体涡轮流量传感器

LWGQ型气体涡轮流量传感器是一种高精度的气体流量传感器,可解决多种流量计无法测量的气体小流量。它与相应的信号转换器结合可实现流量信号的传输,与相应的流量积算仪相配可实现瞬时流量和累积流量的显示与控制。广泛用于石油、化工、冶金、科研等领域的一般气体、天然气、煤气等气体计量与控制系统。     

恒温热线式气体流量传感器的研究

本文通过理论分析对金属丝在强迫热交换下,建立测量气体流量数学模型;并设计了温度补偿电路,难过实验数据对其性能作出了评价,使恒温热线式气体流量传感器,具有灵敏度高、响应速度快、测量范围宽等特点,本文测量方法可广泛应用于各种可燃气体流量的测量。     

薄膜型TMA气体传感器的研制

本文报道了采用等离子体ＣＶＤ方法制备Ｆｅ２Ｏ３／ＴｉＯ２薄膜材料，并用浸渍法对表面修饰了Ｉｎ，制成了检测鱼鲜度ＴＭＡ的薄膜气传感器，并具有很好的灵敏度，等。     

一种高性能MEMS气体流量传感器设计

使用MEMS技术研制出一种高灵敏度热温差式流量传感器。器件采用热隔离性能良好的衬底挖空结构,且热敏电阻器与热源距离可调,保证了系统的灵敏度和响应速度。同时热敏电阻器、加热电阻器与电桥电阻器集成在传感器片内,提高了系统的稳定性。实验表明:合适的电阻器间距可以获得较高的灵敏度,而在0~20 mL/min的量程范围内系统线性度较好,因此,在生化检测、医疗等领域具有良好的推广前景。     

卟啉传感器气体检测系统流量控制研究

针对目前卟啉传感器气体检测系统中采样气体流量控制的不足,提出了一种控制精度高、响应速度快、超调量小的流量控制系统。该系统利用增量式PID算法调整PWM脉冲信号的占空比,从而间接地改变直流电机两端电枢电压的大小,实现对采样气体流量的控制。流量控制精度为±1.5 cm3/min,且气体流量仅需15.6 s就能达到稳定。实验结果表明:控制采样气体流量,有助于卟啉传感器气体检测系统准确、快速地实现对目标气体的检测。     

基于CFD仿真的切向涡轮流量传感器结构优化

为降低切向涡轮流量计的测量下限,以25 mm口径机械式热量表为例,利用计算流体动力学（ CFD）仿真软件对传感器内部三维流场进行研究,提出了提高传感器性能的10种结构改进方案,并通过CFD仿真对优化后的传感器性能进行预测,选择出最佳方案。结果表明：结构参数改进后,测量下限由0.07 m3/h降为0.035 m3/h。     

流量装置流量稳定性数值仿真评价方法研究

为了提高装置流量稳定性,提出基于计算流体动力学（ CFD）仿真,采用轴向动量数KU、旋流数KV 和不对称数KA ,分析管路不同截面位置的流场速度特征,利用多个截面位置的特征参数变化,评价装置管路的流量稳定性。对新建水装置流量稳定性进行数值仿真分析与实验测试,得出一致性结论。该方法可以在装置设计阶段,对流量稳定性进行评价,从而优化管路结构,提高装置流量稳定性。     

基于有限元的电容临近传感器研究

建立了电容临近传感器的三维仿真数学模型,用FEA对不同参数的传感器进行了仿真,比较分析了被测物距离、电极宽度、电极长度间隙比等对传感器灵敏度的影响,并与理论计算进行比较,结果表明:测量系统的灵敏度与电极宽度和电极长度间隙比近似成正比,与被测物距离近似成反比.该研究对电容临近传感器的结构设计有指导意义.     

微结构气体传感器的优化设计

利用SiO2相对于SiNx有更低的热导率,作为膜式微气体传感器的热绝缘和电绝缘层,而单晶Si适合通过各向异性腐蚀形成倒杯状结构来支撑SiO2膜。将膜式微气体传感器中的加热器和信号电极设计在一个平面上,以减小工艺复杂度,获得较高的加热效率。利用有限元分析工具ANSYS分析比较加热器和信号电极在不同宽度与间距时的温度分布。当设定加热器宽度为50μm,信号电极宽度50μm,加热器和信号电极间距为25μm,微气体传感器将获得更低的功耗和比较均匀的中心温度分布,有利于传感器整体性能的提高。     

基于Fluent的微型直接甲醇燃料电池阳极流场结构分析

微型直接甲醇燃料电池中阳极流场结构对电池的性能有着重要的影响。为了合理设计阳极流场结构,改善甲醇燃料在阳极流场中的分布,采用计算流体动力学(CFD)软件Fluent对微型直接甲醇燃料电池进行建模并仿真分析。分析比较了点型、平行和蛇形3种不同流场图案下得到的压降与流速分布,得出蛇形流场能够更有利于甲醇燃料的均匀分配。在此基础上分别建立不同流道宽度(800,400,200,100μm)的蛇形流场模型,通过仿真计算甲醇燃料的分布情况来分析其对燃料电池性能的影响,并结合实验结果进行对比得出流道宽度为200～400μm之间为优化值。     

基于MEMS技术的微电容式加速度传感器的设计

给出了一种基于MEMS技术制作的微电容式加速度传感器的结构及工艺。为了准确地把握这种微电容式加速度传感器的力学和电学特性,仔细地建立了它的力学模型。在此基础上,详细分析了它的动态特性———模态。并用有限元的方法分析和计算了微电容式加速度传感器的加速度与电容信号的非线性输入输出关系,并结合实测参数验证了模型的有效性。最后提出了一种详细的有效的基于MEMS技术的微电容式加速度传感器的结构以及加工工艺流程。基于MEMS技术制作的微电容式加速度传感器具有结构简单、工作可靠和工作范围大的特点。根据这套方法,可以比较方便地设计并加工不同测量要求的加速度计。     

基于OpenCL的并行方腔流加速性能分析*

本文提出了一种使用OpenCL技术对方腔流问题进行加速计算的方法。在计算方腔流问题时,本文将其转换为Ｎ-Ｓ方程通过空间有限差分和龙格库塔时间差分求解,并使用局部缓存等技术进行GPU优化。实验在Nvidia和ATI平台对所给算法进行评测。结果显示,OpenCL相对其串行版本加速约30倍左右。     

催化裂化汽提器的流体动力学数值模拟

提出了一种新型填料式汽提器,并采用气固双流体模型模拟了新型汽提器和传统汽提器内气固流体流动行为.模拟结果显示新型填料式汽提器在改善颗粒流动,提高颗粒分布均匀性和汽提器空间利用率方面要优于传统盘环挡板汽提器.     

基于CFD的锥管浮子流量计结构优化

针对量程上限为100m3/h的DN100金属锥管浮子流量计存在的压力损失大、稳定性差、加工难度大、造价高等问题,应用计算流体动力学(CFD)方法,设计并优化浮子流量计的结构参数.利用GAM-BIT的Size Function功能加密网格,提高计算精度,利用"浮子受力平衡度误差分析法"逐步调整入口流速,对浮子流量计的三维...