PCR-CE微流体芯片控制系统开发

本文设计具有DNA聚合酶链式反应(PCR)和毛细管电泳(CE)分离检测功能的微流体芯片控制系统.本系统采用32位嵌入式微控制器ARM实现PCR扩增所需的闭环温度控制功能,毛细管电泳分离所需的高压电场自动调度功能和毛细管电泳电化学检测功能.采用模糊免疫PID控制算法实现对温度的精确控制,其控制性能远优于常规PID控制器,实现了PCR-CE微流体芯片系统的低成本和小型化.     

基于L-M算法的管内流体流量及温度单参数识别

管道内部流量及温度的测量在工业生产和工程应用中具有重要作用。采用高温管道一维稳态导热模型探讨了管道外壁面温度随流体流量及温度的变化规律。基于管道外壁面温度,采用列文伯格-马夸尔特(Levenberg-Marquardt,L-M)算法对管道内流体流量及温度单参数识别进行了研究,并分析了外壁面上的测温点个数对识别结果的影响。结果表明,流体流量或温度与测温点温度之间是一一对应的;流体流量越小,流体温度越高,则流体流量的识别精度越高;流体流量越大,流体温度越高,则流体温度的识别精度越高;无论存在测温误差与否,流体流量及温度的单参数识别结果均非常精确。     

基于近红外技术的流体机械密封膜厚检测方法研究

流体机械密封膜厚的检测受到封膜波束扰动因素影响,导致检测的精度不好,为了提高膜厚检测能力,提出一种基于近红外技术的流体机械密封膜厚检测方法。构建流体机械密封膜厚检测的近红外传感信号模型,采用群延迟空间波束集成方法进行流体机械密封膜厚的红外信号波形聚能处理,提取近红外传感信号的统计特征量,采用自相关匹配检测方法进行流体机械密封膜厚探测信号的滤波处理,对输出信号采用多维小波尺度分解方法进行近红外传感信号的尺度分解,根据尺度的指向性特征进行流体机械密封膜厚参数估计,实现流体机械密封膜厚检测。仿真结果表明,采用该方法进行流体机械密封膜厚检测的精度较高,耗时较短,具有实用性。     

基于PID的电热水壶温度系统的设计与实现

恒温控制技术在现代工农业生产领域和日常生活中已广泛应用,恒温控制得好坏直接影响着工业的安全生产、效率和质量。利用数字PID 算法在电热恒温水壶中的应用,实现了对电热水壶进行恒温控制。由于水温检测具有局部性,加热中的水温度不均匀,模拟控制中检测环节误差较大,而用数字PID 系统能实现智能化检测分析控制,硬件相对简单很多。     

一种流体连接器配套自动调压阀的工程设计与实现

针对设备所采用的某进口盲插流体连接器配套调压阀,在连接前和接通后须人工操作,存在操作人员因遗忘带来的安全隐患,介绍了解决此问题的一种自动调压阀工作原理。该调压阀在流体连接器连接前和接通后无须人工操作,可以根据冷却模块内部压强自动调整调压阀内部腔体体积,确保流体连接器的正常连接,控制接通前冷却模块内部压强始终处于安全范围,防止冷却模块变形破裂,减少流体连接器连接和断开时的液体泄露量。     

差分吸收光谱测量中LED光源恒温控制的实现

提出了一种差分光学吸收光谱（DOAS）测量中LED光源的恒温控制方法。采用半导体制冷片作为控温元件来控制LED温度,应用PID算法动态调节半导体制冷片的工作电流,实现了DOAS测量过程中LED光源的温度恒定。介绍了恒温控制系统的硬件设计和软件流程,并对控温效果和LED谱的稳定性进行了测试。测试结果表明,提出的恒温控制方法能有效克服环境温度变化对LED光源温度的影响,温度控制精度达到了±0.1℃。在相同的测试条件下与无恒温相比,具有恒温功能的LED光源剩余噪声明显偏低,进一步验证了设计方案的可行性。     

电磁MEMS在流体控制中的应用

根据MEMS的驱动方式对MEMS进行了分类,对电磁MEMS的构造及其特点进行了较为详细的介绍。针对电磁MEMS的流体控制工作原理与结构特点,总结了电磁MEMS在流体驱动、流体混合以及流体消涡与减阻方面的应用,阐述了电磁MEMS的优缺点以及目前在以上各领域的国内外研究现状,探讨了电磁MEMS在各不同应用领域存在的一些主要问题,提出了相关研究重点,可为电磁MEMS的相关应用研究提供参考。另外,从学科交叉的角度探讨了对电磁MEMS研究所需的相关学科知识,为电磁MEMS基础研究提供重要指导。     

CMOS二维风速计控制及检测电路的研究

针对CMOS二维风速风向传感器的工作原理,分析了传感器的控制电路及其特点,并根据该类传感器的特点,重点探讨了信号检测处理电路的形式和特点。拟采用恒温差或者温度平衡控制模式实现对加热器的控制,用斩波放大技术或热Σ-Δ调制技术构建信号处理电路,用标准CMOS工艺实现传感器和控制处理电路的系统集成。     

制丝线流体施加精度控制

通过研究烟草制丝线各工艺段流体施加工艺控制过程,确定了影响流体施加精度的要素。采用PROFIBUS总线控制技术,优化了数据采集、计算方法和程序。设计了各执行元件的分态控制框图,进行了硬件组态,使用S7语言编写控制程序,实现了流体施加的分态控制,稳定提高了流体施加精度。     

基于单片机的恒温水龙头设计

介绍了基于单片机的恒温水龙头的设计方法.针对传统冷热双联式水龙头手动调节水温,不能实现出水温度的精确控制等缺点,将单片机作为智能控制器应用于水龙头中.利用单片机检测DS18820采集到的水温,经过分析计算可控制冷热水入水比例,通过循环水系统将混水过程中未达温度的水重新注入加热装置的入水口,实现重复利用.该系统实现了双联式水龙头的精确调温,保证恒温用水的同时实现了高效节水,适用于各种恒温用水的场合,具有较高的应用价值.     

基于PID控制的智能水温调节系统设计

在生产生活中,经常需要对温度进行有效的控制。该设计采用MSP430F149单片机和DS18B20水温采集模块,运用PID算法,实现对水温的精确控制,并通过液面检测装置实现恒压供水的目的。整个系统具有结构简单、运行可靠、成本低廉等优点,有着广泛的应用前景。     

供应商管理中的问题及对策

微电子行业产业链中,原材料的稳定供应是一个企业稳定和高效运作的重要环节,已成为企业日益关注的重点,但出现的问题是企业虽然已经建立了供应商管理的程序,同时也耗费了大量的资源,却没有达到企业所期望的输出,即有效的管控供应商,继而达到原材料质量、数量、交期等各个方面的稳定。文章即针对上述问题展开,从认识供应商管理PDCA各环节中存在的问题开始,针对具体问题制订改善方案,最终使供应商管理系统成为一个真正创造效益的系统。     

基于IGBT模块饱和压降温度特性的结温探测研究

实验室条件下,IGBT模块的结温探测是瞬态热阻抗测试的关键。首先分别在热稳态和热瞬态下证明了饱和压降温度特性只与芯片有关,然后建立了IGBT模块结温探测模型,利用饱和压降值和集电极电流值来计算结温值,并将用模型计算出的结温与光纤实测的结温相比较,吻合性良好,证明了模型计算法能够准确探测结温。该方法可以用于恒流加热过程中瞬态热阻抗的测量,比起热敏参数法中冷却过程测量瞬态热阻抗相比,更具有实际意义。     

Junction temperature management of IGBT module in power electronic converters

IGBT power module is the key component of the power electronic converter, but it has the lowest reliability. The junction temperature is the crucial factor which affects power module’s reliability. To some extent, the power handling capability of the converter depends on the thermal stress of the power module. Thermal management is an effective method to improve the reliability of power device, as well as enhance the power capability. For this purpose, this paper introduces the reliability design to the power converter’s traditional compensation controller design for the first time. A new concept of generalized dual-loop controller, which includes temperature control loop and electric power control loop, is proposed. The reliability and stability of the system are both considered, with the help of the hybrid controller, the power converter can operate steadily with higher reliability. The novelty of this paper is to improve the thermal control method of carrier frequency adjustment through experimental implementation during the full life cycle of the converter. The target is to control the temperature variation to be almost a constant value as well as extend the lifetime of the converter. IR sensor is used to measure the chip temperature of the unpackaged IGBT module. The temperature variation and the average temperature are all considered in thermal management, from the reliability improvement point of view. At last, the idea is digital implemented based on a varying load of power inverter system with real-time measurement of the chip’s surface temperature.     

热镀锌工艺中助镀剂温度监控系统设计

为了实现热镀锌工艺中,对助镀剂温度的实时监测和控制,设计了一种基于单片机的温度监控系统。系统以AT89S52单片机为控制核心,利用新型一线制温度传感器DS18820测量温度值,用液晶显示器LCD1602显示并实现助镀剂温度的监控和报警处理。根据工程需要设定测温范围为60-70℃,测量精度为0．5℃。用户可以自定义报警上、下限,一旦温度超过极限值,单片机便启动蜂鸣器报警及继电器执行电路。实践证明该系统精度高、报警及时、工作稳定、成本低,有较好的实用价值。     

光纤Bragg光栅液氦环境下温度传感特性的研究

进行了液氦温度(4.2 K)到室温(298 K)温区内光纤Bragg光栅(FBG)温度传感性能的实验研究.重点分析了液氦温度(4.2 K)到液氮温度(77 K)FBG的温度传感特性.实验表明:FBG传感特性与温度相关.在50 K以下,温度响应基本没有变化;50 K-77 K,波长偏移量随温度上升变化不规律;150 K-298 K传感特性近似成线性.对比裸光栅与涂敷光栅,涂敷光栅的温度灵敏度远大于裸光栅的温度灵敏度.选用外加热膨胀系数大的聚合物封装,可以显著提高FBG的温敏系数和线性度.     

Fast-response silicon flow sensor with an on-chip fluid temperature sensing element

A new silicon flow sensor with a robust thermal isolation structure has been developed. The thermal isolation structure is mainly made of a 20-µm-thick oxidized porous silicon membrane. This thermal isolation structure makes it possible for the sensor to have a fast-response characteristic and an on-chip fluid temperature sensing element design. The sensor can be used in liquid flow as well as gas flow. Its operation is based on heat transfer from the heated sensor to a moving fluid. It has two platinum thin-film resistors, a heating element, and a fluid temperature sensing element on the chip. The sensing element is thermally isolated from the heating element. The external circuit of the sensor maintains a constant temperature difference between the heating element and the fluid. The sensor chip characteristics were evaluated theoretically by heat transfer analysis during the chip design. Measurements were made for oil flow velocity of 0-30 cm/s and air flow velocity of 0-14 m/s. Response time was below 100 ms, and a compensated output for fluid temperature change was obtained.     

基于PLC的恒温控制系统设计

针对恒温系统的控制,在很多企业应用中较为广泛,本文介绍基于三菱PLC和触摸屏控制恒温控制系统,详细介绍系统的总体框架,工作原理及软硬件结构,PID控制过程,触摸屏的总体设计,该系统具备工作可靠性好,自动化程度高等优点,对于一些需要恒温控制的场合,具有一定的应用价值.     

基于单片机的小型恒温箱设计

在此介绍了基于80C51单片机的小型恒温箱的温度控制系统设计,系统具有温度调节功能,用户可通过外部操作设定温度区间,若超出温度的设置范围就可以驱动相应的负载工作,同时报警告知。详细阐述了硬件原理和软件程序。温度控制系统主要由中央控制器、温度检测器、显示器等模块组成。由温度传感器DS18B20采集外部温度信号,传送给单片机,由单片机对信号进行相应处理,把数据传送给LED显示,从而实现对温度控制的目的。实物恒温箱模型可以被作为小型车载冰箱、宠物箱恒温系统、饮料的加热或降温器等多用途。     

基于T-F变换的多点流体温度测量系统

针对一般测温方法在进行流体多点温度测量时存在系统复杂,准确度和速度难以兼顾的问题,提出了一种基于温度-频率(T-F)变换的测量系统。该系统使用PIC18F6722单片机控制MOS管开关阵列,使多个测点的热敏电阻分别与TLC555构成振荡电路,将测点的温度变化转化为振荡频率的变化,使用8253计数芯片对TLC555的输出信号进行测量并产生中断,单片机读取8253计数值反演为测点温度。实验表明,测点数目增多不会增加测量系统的复杂程度,通过设置8253的计数初值,可以在不改变硬件的情况下灵活选择测量的准确度和速度,满足了流体多点精确快速测温的需求。同时该系统具备简洁实用,成本低的优点。