基于二维模型的静电梳状结构平稳性分析

微静电驱动器作为MEMS中一个重要的功能实现器，是当前MEMS中研究的热点。文章基于二维模型结合垂直平移刚度及转动刚度两方面综合考虑，对静电微驱动结构单元的面不平稳性及最大静态位移进行了研究分析。其最大静态位移与叉指间距，初始重叠长度以及弹性系数比有关，分析了理论结果并通过FEM进行验证。     

用于周界安防的光纤光栅振动传感器的研究

根据光纤布喇格光栅（FBG）耦合理论与单质点弹性绳振动原理研制出了一种FBG振动传感器。通过理论分析与试验验证得到FBG传感器的最佳配重尺寸（4.5mm×20mm）、最佳预拉伸量（0.8～1.2nm）与最佳的封装方式（石英玻璃管封装）,得到传感器最佳的受温度影响最小的灵敏度参数。这种传感器响应速度快,灵敏度高。温度在-10～60℃的范围内,石英封装的FBG传感器灵敏度的误差小于0.1%。可以广泛地应用于军事基地、核场所、机场、仓库、监狱、建筑等场所的安防系统中。     

光纤光栅位移传感器的开发及应用

针对全光纤结构健康监测系统中对位移监测的需求,设计了一种基于等强度悬臂梁结构的光纤光栅(FBG)位移传感器,它具有结构简单、测量精度高、温度自补偿等优点。通过对传感器进行标定试验,结果显示其线性相关系数可以达到0.999以上,传感器的测量精度为0.326%FS。该传感器在桥梁支座监测中的成功应用表明其可靠性高、对结构自身影响小,可直接测量支座位移,适合于长期工程结构监测。     

透明材料的深紫外激光三维微刻蚀工艺

157nm深紫外激光因其波长短且具有较高的光子能量,被视为较理想的微刻蚀工具之一.介绍了157nm深紫外激光的刻蚀机理,并利用先进的157nm激光微加工设备,进行了一系列微刻蚀实验.研究了激光工艺参数对石英玻璃的刻蚀效率和表面粗糙度的影响,进行了多种三维微结构的加工试验,证实了157nm激光微刻蚀工艺在制备MOEMS器件方面的实用性.     

基于双光纤光栅的膜片加速度传感器

基于光纤光栅传感原理,设计了一种双光纤光栅对称布置的膜片式加速度传感器。阐述了传感器的结构和工作原理,理论推导出固有频率和灵敏度的计算公式,并通过实验对传感器的灵敏度和幅频响应特性进行了测试。试验结果表明:此加速度传感器的横向干扰度小于10%,固有频率可达204Hz,灵敏度为53.56pm/g,与理论分析结果相符合。所设计的传感器可应用于大型结构健康监测等领域。     

基于超短激光的光纤微加工人机界面设计

为了实现对光纤微加工过程的自动控制,在研究了157 nm超短波长激光和飞秒超短脉冲激光的工艺规划基础上,开发了超短激光微加工的数控自动编程系统,即人机交互界面。该编程系统可以自动生成数控指令代码,用于工作台以及激光的辅助控制。人机界面可以根据选择的加工形状,模拟仿真加工的全过程,并能预测加工结果,以提高加工效率。该系统能够满足不同光纤微加工的实际需求。     

一种新颖的FBG周界入侵算法的研究

针对动车(EMU)经过时引起的系统误报,提出了一 种新颖的识别算法。采用将信号的时域峰 值与频域内固定频段内能量积分的方法以提高系统抗干扰性能。利用时频分析方 法中的短时傅立叶变换(STFT),采用Hanning窗窗长为128,窗滑动点数为64, 将时域峰值所在时间段对应的STFT 1～5Hz频率范围内的能量进行积 分,以此辨别入侵与非入侵事件。根据数据分析结果以及实际应用情况,所提算法可以 在保证人为入侵漏报率FNR为零的情况下,有效地将EMU经过 引起的误报率FAR降低80%,使得光纤布拉格光栅(FBG)周界安 防系统的抗环境干扰性得到大幅提高。     

一种新型微结构高灵敏度光纤温度传感器

为实现高精度温度检测,提出一种基于飞秒激光微加工的新型光纤温度传感器的制备方法。利用波长为780nm的飞秒激光脉冲在刻写有光纤布拉格光栅(FBG)的单模光纤(SMF)包层上加工槽状微结构,通过磁控溅射的方法在其表面沉积温敏薄膜,从而制备一种光纤温度传感探头。理论分析了环状微结构镀膜实现温度增敏的工作机制,通过温度实验讨论了不同微结构镀膜对温度增敏效果的影响。实验结果表明,在FBG包层上单纯加工槽状微结构(无镀膜),对温度的灵敏度影响不大,基本上不改变光栅中心波长随温度变化的趋势;加工槽状微结构后再沉积敏感薄膜,可明显提升传感器的温度灵敏度,其中环状膜层较镀膜螺纹膜层微结构的增敏效果更加明显,其灵敏度可达21.37pm/℃。     

葡萄枝蔓抽干原因的调查

我县为葡萄栽培新区,冬季不培土防寒,葡萄生产中常见越冬期枝蔓抽干现象。导致地上部枝蔓残缺不全,产量降低,树势明显衰弱。为此,1985—1986年,我们对枝蔓抽干原因进行了调查。发现枝蔓抽干与枝蔓充实度、落叶早晚、品种、整形修剪、施肥等有关。     

基于157nm深紫外激光的蓝宝石基片微加工

为了探索157nm深紫外激光对蓝宝石材料的微加工技术,采用157nm激光微加工系统,对蓝宝石基片进行了扫描刻蚀和打孔加工,以研究激光工艺参量与刻蚀深度、表面形貌的关系,分析了157nm深紫外激光对蓝宝石材料的作用机理,并利用扫描刻蚀法在蓝宝石基片上加工了一个2维图形。由实验结果可知,157nm深紫外激光作用于蓝宝石材料是一个光化学作用与光热作用并存的加工过程,适合扫描刻蚀的加工参量为能量密度3.2J/cm2,重复频率10Hz～20Hz,扫描速率0.15mm/min;在能量密度2.5J/cm2下的刻蚀率为0.039μm/pulse。结果表明,通过对激光重复频率和扫描速度的控制可实现蓝宝石材料的精细微加工。