一种基于厚膜工艺的高集成度FAIMS迁移管的研制

基于厚膜工艺,研制了一种集成有进样接口、气路接口、温控元件和离子源固定装置等外围功能模块的高集成度FAIMS迁移管,阐述了其结构特征和制作方法。为验证其性能,搭建了相应的FAIMS外围检测平台,以丙酮和甲苯为样品进行实验,得到了它们的FAIMS谱图,并与基于MEMS工艺的非集成FAIMS迁移管所测得的丙酮和甲苯的谱图比较,证明了高集成度迁移管在功耗、漏电流、气密性、灵敏度、分辨率和稳定性等方面的优异性能,说明高集成度迁移管适合作为小型化FAIMS独立检测系统的核心器件。     

基于多传感器融合技术的微型空气质量监测系统优化设计

针对国家环境空气质量监测站 (NAAQMS) 由于体积大、成本高而不利于大面积广泛布点的问题, 研制了一 种微型空气质量监测系统, 用于监测大气中 CO、 NO2、 O3、 SO2、 PM2:5 和 PM10 的浓度。该系统分别采用电化学气 体传感器和光学粒子计数器来测量气体污染物和颗粒物浓度。考虑到传感器在测量污染物浓度时容易受到大气温湿 度的影响, 基于多传感器融合技术通过温湿度补偿算法对测量结果进行了修正, 并与 NAAQMS 发布的数据进行了比 较, 分析表明二者具有很强的相关性。与 NAAQMS 的数据相比, 本系统 10 天监测数据的相关系数优于 0.7; 通过算法 校正后, 某些污染物 (如 PM2:5) 的相关系数甚至可以提高到 0.9。新设计的空气质量监测系统具有鲁棒性强、体积小 的特点, 适用于环境空气污染物的长期大面积分布式网络监测。     

单模 VCSEL 激光自混合测距精度的提高

单模VCSEL激光自混合测距具有测距精度高、功耗低和结构简单等优点。对单模VCSEI。进行了大频偏的三角波电流调制，应用差频模拟锁相环处理自混合拍频信号，明显减小了拍频信号在三角波拐点处固相位突变、波形周期不等以及波形的调幅干扰和失真等因素造成的影响。实验结果表明，提高了测距精度和动态范围。室温下，在单模VCSEL输出功率0．7mW，波长850nm，调制三角坡的频率1．3kHz，幅度0．4Vrms，采样时间0．1S，散射面为粗糙金属片的条件下，测距范围达到50～500mm，测距精度达到2mm，分辨率优于2mm。     

一种改善双镜头大视角二维三角法测距精度的方法

对双镜头二维三角法测距精度的实验研究表明,在大视角下,双镜头二维测距存在较大的测距误差;通过应用小孔成像代替普通镜头成像进行二维测距研究,证明了大视角非近轴光线的镜头失真是造成该误差的主要原因,并且基于实验提出了一种经验修正公式,明显地提高了系统的测距精度和速度.实验结果表明,在50 mm×50 mm的工作区,对应于80°的大视角下,测距系统在x和y方向的平均定位精度均优于2 mm,平均分辨率分别为0.2 mm和0.1 mm.     

Simulation of Electrical Discharge Initiated by a Nanometer-Sized Probe in Atmospheric Conditions

In this paper,a two-dimensional nanometer scale tip-plate discharge model has been employed to study nanoscale electrical discharge in atmospheric conditions.The field strength distributions in a nanometer scale tip-to-plate electrode arrangement were calculated using the finite element analysis(FEA) method,and the influences of applied voltage amplitude and frequency as well as gas gap distance on the variation of efective discharge range(EDR) on the plate were also investigated and discussed.The simulation results show that the probe with a wide tip will cause a larger efective discharge range on the plate;the field strength in the gap is notably higher than that induced by the sharp tip probe;the efective discharge range will increase linearly with the rise of excitation voltage,and decrease nonlinearly with the rise of gap length.In addition,probe dimension,especially the width/height ratio,afects the efective discharge range in diferent manners.With the width/height ratio rising from 1:1 to 1:10,the efective discharge range will maintain stable when the excitation voltage is around 50 V.This will increase when the excitation voltage gets higher and decrease as the excitation voltage gets lower.Furthermore,when the gap length is 5 nm and the excitation voltage is below 20 V,the diameter of EDR in our simulation is about 150 nm,which is consistent with the experiment results reported by other research groups.Our work provides a preliminary understanding of nanometer scale discharges and establishes a predictive structure-behavior relationship.     

PVDF压电薄膜新型微穿孔板主动吸声方法的仿真研究

普通的单层微穿孔板结构参数固定后,吸声频带有限,多层微穿孔板可以拓宽吸声频带,但增大了吸声体的体积,同时增加了结构的复杂度。为此,提出了一种基于压电薄膜的新型单层微穿孔板结构,该结构利用形变可控的PVDF压电薄膜制作MPP,MPP的结构参数如孔径可以随入射频率的变化实时调节,并且PVDF压电薄膜本身可以作为主动吸声控制的执行器。同时提出了针对该结构的主动吸声方法,即通过跟踪入射频率的变化来控制孔径的微形变使其吸声系数实时最优化。通过对四种典型PVDF-MPP结构的数值仿真,表明该主动吸声方法的有效性,为工程上构建轻薄、高效的吸声体,提供了新思路。     

新庄煤矿机电设备的配置与管理

<正> 1 基本情况新庄煤矿是河南与江苏省合资兴建的地方国有煤矿,设计能力为60万 t/a,主要机电设备按90万 t/a 配置,设计核算投资14400万元。主、副、风3个立井开拓,冻结法施工。主井井深-380m,井径φ5m,配2JK-3.5/     

基于MEMS的新型高场不对称波形离子迁移谱仪

简要回顾了离子迁移谱技术的发展历程,叙述了常规离子迁移谱的局限性。阐述了基于MEMS工艺的新型高场不对称波形离子迁移谱技术,该技术以物质离子的离子迁移率在高场下的非线性变化特性为基础,可实现对物质离子的空间分离。以MEMS技术为主体,自主研发了高场不对称波形离子迁移谱仪,并对挥发性有机物、苯系物、爆炸物和农药等样品进行了检测,结果表明该离子迁移谱仪能够对苯、丙酮、对二甲苯、爆炸物梯恩梯和农药硫丹等物质实现快速、高分辨和高灵敏度检测,检测精度达10-9量级,线性度达0.95。该结果展示了其在物质离子分离检测方面的巨大潜力,以及在环境、食品安全和生物大分子等领域的优越性和前景,其研究成果将推动下一代物质离子分离检测技术的发展。     

一种基于厚膜陶瓷电容的微位移传感器

为深入研究微纳米环境中物体的受力与运动状态,实现微纳米环境下的位置感知与位移操作,建立纳米尺度下位移、力检测的理论方法,研制了一种基于厚膜陶瓷电容的微位移传感器。通过采用厚膜混合集成工艺将信号处理电路与厚膜电容芯片一体化集成,即用厚膜电路替代PCB电路板,以达到降低由于温度效应和寄生电容等导致的非线性误差,提高传感器的分辨率和稳定性的效果。传感器性能标定实验结果表明,0~1 000nm量程范围内位移检测分辨率优于2nm,传感器稳定性得到显著提高,能够用于检测纳米级微小位移变化量。此外,还从材料物理属性和电路优化设计等方面分析了一体化集成的厚膜电路相对于PCB电路板的优越性。