基于模态局部化的可调式压电驱动谐振质量传感器的设计

该文提出了一种基于模态局部化现象来检测外部质量扰动的可调式压电驱动谐振质量传感器,质量传感器的检测结构由两个不同长度的悬臂梁通过机械耦合梁连接。首先利用哈密顿原理对压电驱动下的非对称谐振元件进行理论建模,采用伽辽金方法求解,得到前两阶模态下的振动特性;理论求解所得固有频率与COMSOL仿真分析、实验数据基本一致。实验研究表明,无调谐质量的谐振器检测范围为2~10 mg,添加调谐质量后的谐振器检测范围提高至1~13 mg,质量检测的分辨率也得到优化。此外,对传感器的结构进行非线性分析研究发现,超谐振动下的谐振器检测灵敏度提升了80%,这为非线性谐振传感器的设计提供了基础。     

固定调谐器对散裂中子源DTL电场稳定性的影响

中国散裂中子源(Chinese Spallation Neutron Source,CSNS)漂移管直线加速器(Drift Tube Linac,DTL)分为4个物理腔,于2015年12月正式投入运行。在DTL腔体低功率测量过程中,除DTL-1外,DTL-2、DTL-3和DTL-4工作频率均偏低,需要补偿的量超出了固定调谐器的调谐范围。原因发现是固定调谐器插入腔内过深,谐振腔模式发生耦合,腔体的双周期链被破坏,轴向电场稳定性不达标。利用CST(Computer Simulation Technology)软件计算轴向电场稳定性特性,给出耦合杆分组规律,加快了调谐效率。DTL-2所有固定调谐器达到行程极限,将两个可动调谐器在50 mm内长基础上向内延伸10 mm,工作频率达标;DTL-3和DTL-4在耦合杆上增加相同尺寸调谐环补偿频率。改进后的低功率测量结果表明:电场平整度达到±2%以内,稳定性调谐至±150%/MHz以内,温度25°C时谐振频率调整至323.9 MHz±10 k Hz,均满足工程使用要求。     

低频RFID室外天线调谐技术研究

低频RFID系统在实际应用中进行调谐存在一些问题,文章通过对低频RFID调谐原理的研究,提出了一种更加适用于实际应用的调谐方案,并通过实际的应用设计对调谐方案进行了验证。     

一种基于二氧化钒材料的可调谐吸波器设计

为了在THz波段获得TE波下的可调谐吸收频谱, 采用全波仿真的方法, 设计了一款基于二氧化钒材料的可调谐THz吸波器, 对该吸波器的吸收频谱、电场图、表面电流图以及能量损耗图进行分析, 并讨论了结构参量h₄, k以及入射角度θ对吸收频域和吸收带宽的影响。结果表明, 通过外部温控的方式改变二氧化钒谐振单元的物理特性可以获得可调谐的吸收频谱并改善吸波器的吸收性能, 该吸波器在温度T≥68℃时, 可以实现在2.70THz~3.36THz频段的宽带吸收(吸收率在90%以上), 相对带宽达到21.8%;在T＜68℃时, 可以实现多个单频点的吸收; 改变结构参量h₄, k可以改变吸收频点的位置以及吸收带宽, 改变入射角度θ可以影响吸波器的吸收效果。该研究对可调谐太赫兹器件的进一步探究是有帮助的。     

微处理器在自动天线调谐器中的应用

针对在短波工程应用中,如何通过微处理器自动调谐提出了一种设计方案,分析了微处理器自动调谐的特点,介绍了一种基于微处理器的自动天线调谐方案。系统以嵌入式微处理器C8051F020为核心平台,采用基于加权电容和电感的逐次逼近算法技术实现天线的自动调谐。对系统的实际调谐效果进行了仿真测试分析,配10 m鞭天线测试结果表明,1.6～30 MHz频段匹配后,电压驻波比典型值≤1.5,调谐时间典型值0.4 s,整体性能满足实际天线调谐的要求。     

基于免校准波长调制的多光程吸收光谱

为了研究免校准波长调制光谱技术对激光光强变化及外界干扰的免疫能力, 采用基于免校准波长调制技术的多光程吸收光谱, 以乙炔为测量目标, 进行了理论分析和实验验证。结果表明, 不同激光功率下得到的波长调制二次谐波信号幅值发生明显变化, 但通过免校准的方法得到的信号变化较小, 且受气流影响、部分遮光、系统振动等外界干扰影响较小; 采用免校准方法实验得到的体积分数在5×10-6 ~9×10-5范围内的光谱信号拥有较好的线性度, 相关系数达0.9997;采用Allan方差分析得到该实验系统的最小探测极限可达1.2×10-8。免校准波长调制光谱技术能较好地避免光强抖动、气流干扰、系统振动等干扰, 从而提高系统稳定性和探测灵敏度。     

基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的甲烷气体监测研究

设计了一种基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的甲烷(CH4)气体监测装置,该装置具有温度监测范围大、监测精度高和实时监测的优点。监测装置的激光光源为波长1650 nm的反馈式激光器,应用波长调谐与锁相放大器技术,对周围环境进行温度补偿与背景扣除,可以较准确地测量周围环境中CH4的体积分数。实验表明,当CH4体积分数小于1%时,该装置的监测精度为±0.02%;当CH4体积分数大于1%时,装置监测误差小于±0.8%,实时监测的最长响应时间为10 s。装置的温度范围为0~40℃,可满足大多数工业生产中对CH4等气体体积分数的监测需求。