膜片式微型F-P腔光纤压力传感器

为满足工业和生物医学领域对微型化传感器的需求,实验研究了基于Fabry-Perot(F-P)干涉仪原理的膜片式微型光纤压力传感器的制作工艺.在单模光纤端面上直接熔接外径约175 μm的毛细石英管,在石英管的另一端制作敏感膜片,从而使光纤端面与膜片内表面之间形成F-P干涉腔.采用电弧熔接、切割、腐蚀膜片等方法制作了石英膜片式压力传感器,该传感器在0～3.1 MPa内F-P腔的腔长变化灵敏度为41.09 nm/MPa,压强测量分辨率为681 Pa,并具有很小的温度敏感系数.在30～140 ℃,温度交差敏感＜1.07 kPa/℃.为了克服石英膜片减薄困难的缺点,选用聚合物材料(PSQ)作为压力敏感膜片制作了F-P传感器.室温下在0.1～2.1 MPa,PSQ膜片的F-P腔长变化灵敏度达到1 886.85 nm/MPa,压强测量分辨率达到53 Pa,十分接近人类或其他动物的体内压强测量水平.     

基于MZI光波导的MOEMS压力传感器

集成光学压力传感器利用幅度、相位、折射率分布、光程和光波极化方式的改变来感应外部压力.设计了基于MZI光波导的MOEMS压力传感器,探讨了工作原理,分析了弹性薄膜尺寸对应力的影响和波导中TE、TM模式的光对波导折射率的影响.通过设计弹性薄膜的尺寸(a=2 mm,b=1 mm,h=20 μm)和选用波长为1.31μm的单模激光,得到传感器的灵敏度为1.84×10~(-2) kPa,半波压力为85 kPa.     

膜片式微型F-P腔光纤压力传感器研究

对基于Fabry-Perot（F-P）干涉仪原理的膜片式微型光纤压力传感器的制作工艺进行了实验研究。在单模光纤端面上直接熔接外径约175μm的毛细石英管,在石英管的另一端制作敏感膜片,从而在光纤端面与膜片内表面之间形成F-P干涉腔。首先采用电弧熔接、切割、腐蚀膜片的方法制作了石英膜片式压力传感器,该传感器在0-3.1MPa压强范围内F-P腔的腔长变化灵敏度为41.09nm/MPa,压强测量分辨率681Pa,并具有很小的温度敏感系数。在30-140℃的温度范围内,温度交差敏感小于1.07KPa/℃。为了克服石英膜片减薄困难的缺点,选用聚合物材料（PSQ）作为压力敏感膜片制作了F-P传感器,室温下在0.1-2.1MPa压强范围内PSQ膜片的F-P腔长变化灵敏度达到 1 886.85nm/MPa,压强测量分辨率达到53Pa。     

基于SOI的E型膜结构耐高温压力芯片的设计与制造

文中设计了一种基于SOI材料的E型膜结构无引线倒封装压力芯片.SOI材料的选用解决了高温环境下漏电流的问题,可以满足目前航空发动机对于高温使用环境的要求.E型膜结构与传统C型膜结构相比解决了灵敏度与线性度无法同时满足需求的难题.通过无引线倒封装工艺,实现了传感器小型化、轻量化的设计需求.设计的压力传感器量程为0～1.5...     

Analysis of design parameters for shunt valve and anti-siphon device used to treat patients with hydrocephalus

The present study investigated design parameters of shunt valves and anti-siphon device used to treat patients with hydrocephalus. The shunt valve controls drainage of cerebrospinal fluid (CSF) through passive deflection of a thin and small diaphragm. The anti-siphon device (ASD) is optionally connected to the valve to prevent overdrainage when the patients are in the standing position. The major design parameters influencing pressure-flow characteristics of the shunt valve were analyzed using ANSYS structural program. Experiments were performed on the commercially available valves and showed good agreements with the computer simulation. The results of the study indicated that predeflection of the shunt valve diaphragm is an important design parameter to determine the opening pressure of the valve. The predeflection was found to depend on the diaphragm tip height and could be adjusted by the diaphragm thicknesss and its elastic modulus. The major design parameters of the ASD were found to be the clearance (gap height) between the thin diaphragm and the flow orifice. Besides the gap height, the opening pressure of the ASD could be adjusted by the diaphragm thickness, its elastic modulus, area ratio of the diaphragm to the flow orifice. Based on the numerical simulation which considered the increased subcutaneous pressure introduced by the tissue capsule pressure on the implanted shunt valve system, optimum design parameters were proposed for the ASD.     

间断式复合材料结构参数和性能数学模型分析

在分析间断式纤维增强复合材料应力应变场理论模型的基础上，利用虚位移原理，建立了复合材料内在几何结构参数与其弹生模量间的解析表达式，分析了有关结构参数对复合材料弹性模量的影响；理论解与有限元解对比分析表明，两种计算方法获得的纤维长径比R、纤维重叠比η与复合材料弹性模量关系的变化趋势有好的一致性。表达式的建立对分析间断式复合材料本构关系具有重要意义。     

三膜片结构差压传感器中心膜片的设计

本文依据正交各向异性板理论提出了三膜片结构差压传感器的中心膜片的设计方法，并给出了一个设计实例，设计结果和实际符合得很好。     

E型扩散硅力敏器件的研制

本文阐述了Ｅ型膜片的结构特性，根据其应力分布特点及硅材料在（１１０）晶面的＜１１１＞晶向上具有最大压阻系数，开展了力敏芯片的最佳设计，并进行了Ｅ型力敏器件的制作。最后给出了器件的主要技术指标。     

波登管式光纤布拉格光栅压强传感器

基于光纤布拉格光栅传感模型，提出了一种悬臂梁与波登管相结合的光纤光栅压强传感器的组合设计，推导了光纤布拉格光栅中心波长偏移量与压强之间的解析关系式。理论和实验结果表明，压强调谐光纤布拉格波长的灵敏度系数的理论值与实验值分别为0．2246nm／MPa、0．2218nm／MPa，在0～6MPa测压范围内，调谐范围为1．35n／n．     

先导式膜片电液开关阀水锤压力预测及实验

液压冲击是影响膜片电磁阀频繁启动和可靠运行的重要因素,根据先导式膜片电液开关阀产生的关阀水锤压力作用机理及经验公式,提出通过分析稳态管道流速和瞬态关阀时间来预测水锤压力特性的方法,在此基础上建立先导式膜片电液开关阀的稳态流场有限元模型和关阀过程数学模型,探讨关键结构参数对水锤压力的影响规律,并确定样机设计参数。实验结果和仿真结果基本一致,表明该方法可以准确预测水锤压力,样机在0.1~0.5 MPa范围内水锤压力近似成比例线性增加,且在0.5 MPa压力下瞬间关阀产生的水锤压力小于0.1 MPa,满足膜片电液开关阀对关阀水锤压力标准的要求,可用于远距离的流体输送系统。     

纤维缠绕复合材料压力容器健康监测研究进展

阐述了纤维缠绕复合材料压力容器健康监测传感器的特点和原理，对纤维缠绕复合材料结构健康监测工作中的固化过程监测、服役环境监测、内压和结构应变监测、损伤监测、爆破压力监测、泄漏监测进行了介绍和比较。最后，对纤维缠绕复合材料结构健康监测工作进行了展望，并提出了几点建议。     

提高微压传感器灵敏度的深盆腔压力膜片研究(一)

表面微机械微小量程压力传感器采用多晶硅薄膜等有内应力的敏感膜片时，应力往往会使膜片的力学灵敏度大大下降，无法满足微量程测量的要求。波纹膜片可以消除或减小应力来提高灵敏度，但是其波纹结构本身又会造成力学灵敏度下降，从而部分抵消了应力消除的效果。提出一种新型深盆腔膜片结构，在消除应力的同时实现了比平膜片还高的力学灵敏度，可以提高微压传感器和微麦克风的灵敏度。采用解析和有限元 两种方法相结合的方法，对该种膜片进行了分析和研究。对比平膜和波纹膜结构，显示了深盆腔膜在力学灵敏度方面的显著提高。     

直齿圆柱齿轮精密成形挤压型腔的参数化建模方法

齿轮精密成形是直齿圆柱齿轮成形的必然趋势,但其挤压型腔的数学模型建立困难,往往导致参数不易求解和优化。笔者提出了基于齿轮挤压型腔的参数化数学建模方法,利用Bezier曲线描述挤压型腔轴向变化规律和Pro／Engineer软件对其进行几何建模,使挤压型腔CAD／CAM一体化成为可能。     

拉式膜片弹簧结构参数的模糊优化设计

根据汽车离合器拉式膜片弹簧载荷－变形特性和应力－变形特性分析,考虑各种模糊约束条件,建立了其模糊优化设计数学模型,采用模糊优化设计限界搜索法求解,并给出了设计实例。     

支持CAD/CAPP并行的工作流模型研究

为了对计算机辅助设计/计算机辅助工艺规划并行设计过程进行有效的管理、规划、协调、控制,借鉴工作流管理思想,建立了支持计算机辅助设计/计算机辅助工艺规划并行的工作流模型。采用广义随机Petri网建立了计算机辅助设计/计算机辅助工艺规划并行设计的工作流过程模型,并给出其便于计算机处理的抽象模型,以它为核心,连同并行设计过程任务/活动模型、组织模型、数据模型组成完整的计算机辅助设计/计算机辅助工艺规划并行过程工作流模型,给出了其运行控制模式。     

拉深件钣坯计算机辅助设计软件开发

钣坯的形状与尺寸将直接影响到拉深过程中材料的流动以及制件的最终品质。基于与拉深件几何构形复杂度无关的通用钣坯设计方法———逆向逐层展开算法,利用VB开发了拉深件钣坯计算机辅助设计软件。从模块构成、功能描述、构形数据结构以及开放式数据库连接技术等方面对该软件进行系统介绍。     

基于SOI晶圆材料的硅微压传感器

为解决硅微压传感器制作过程中存在的问题,以SOI晶圆材料为基础,使用有限元方法优化设计岛-膜型1kPa压力敏感结构,采用MEMS工艺完成传感器芯片制作,并对封装后的传感器进行了测试。测试结果表明,传感器输出灵敏度大于60 mV/kPa,非线性小于0.1%FS,精度小于0.5%FS,器件具有较好的性能指标。     

现代物流系统的计算机辅助设计

介绍现代以系统ＣＡＤ的内容，建立一整套系统化的ＣＡＤ方法。运用ＩＤＥＦ０模型对物流系统设计进行模块分解，给出在线物流系统中各子系统的设计原则和方法。     

Application of He’s variational iteration method to the estimation of diaphragm deflection in MEMS capacitive microphone

In this paper, He’s variational iteration method (VIM) is used to analyze the deflection of poly silicon diaphragm of Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) capacitive microphone. The residual stresses in the material used to make the diaphragm change the vibrational characteristics of the microphone diaphragm and consequently influence the microphone’s first resonant frequency, cutoff frequency and sensitivity. The most successful devices use poly silicon as a diaphragm material, because of its residual stress is controllable by high-temperature annealing after ion implantation by boron or phosphorous. External acoustic force causes to deflect the diaphragm of the structure and VIM is a powerful analytical method to predict the structural behavior and the microphone performance. Comparison of this new method with the previous approximate solution [1], is applied to assure us about the accuracy of solution.     

扩散硅压力传感器结构设计及封装工艺研究

本文比较详细地探讨了现今应用很广的几种扩散硅压力传感器的结构及封装工艺,提出了全固态隔离膜片结构的基本封装形式,并对传感器结构设计和封装时必须注意的问题和基本参数进行了探讨。