基于rGO@PMMA/PBA复合乳胶膜的电容式非接触传感器制备与性能分析

为解决当下电容式非接触传感器制备过程复杂、传感性能不足以及电介质对性能影响不明的难题,将还原氧化石墨烯@聚甲基丙烯酸甲酯(rGO@PMMA)分散液与聚丙烯酸正丁酯(PBA)胶乳共混后烘干,制备rGO@PMMA/PBA柔性复合薄膜传感器。通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪及紫外光谱仪表征复合粒子表面形貌和rGO的吸附性能,使用电感电容电阻测试仪表(LCR表)探究不同介电性薄膜传感器的非接触传感性能。结果表明：氧化石墨烯(GO)吸附到PMMA上出现褶皱表面,经抗坏血酸(Vc)还原后的rGO仍可稳定吸附于PMMA颗粒表面,形成rGO@PMMA复合粒子;当rGO@PMMA/PBA复合膜中复合粒子rGO@PMMA的含量高至10.0%时,rGO@PMMA/PBA复合膜仍然具有柔性;膜的介电常数和导电性随着膜中复合粒子rGO@PMMA填充量的增高不断增大和增强;传感器性能最优时的复合粒子rGO@PMMA填充量为0.20%,此时的传感器具有柔性以及最小的物体感知尺寸和最远的感知距离,并能辨识浅埋沙土下的物体及方位。该研究结果为制备高性能柔性薄膜非接触式电容传感器提供了一种新方法。     

基于超声测距的障碍物形状识别

针对超声测距对目标障碍物形状识别问题,利用三个超声波传感器组成探测器,设计了超声测距目标识别电路,通过测量超声波发射脉冲与反射波脉冲之间的时间间隔,可计算出障碍物到探测装置之间的距离;根据物体反射的超声波脉冲到达两个接收器的时间不同,可确定出障碍物表面的边角形状.同时,用Visual studio 2005软件进行了移动避障仿真.实验表明,这种利用三个超声波脉冲传感器探测障碍物边角形状的方法是有效的.     

刮板输送机圆环链断链检测方法的研究

提出了采用表面波电磁声技术对圆环链裂纹进行在线检测的方案，成功地研制了电磁声探伤装置和电磁声传感器．在钢管和圆环链上非接触地激发并探测到声表面波和人工缺陷反射波以及造成的声波衰减，从理论上和试验技术上为最终实现对运动圆环链的在线检测奠定了基础．所研制的传感器也可用于对其它运动的、表面粗糙的金属构件和结构件进行无损检测，有着极广阔的应用前景．     

基于可见光的三维图像处理技术

多频投影条纹是一种光学形貌测量技术。利用多频条纹投影技术,针对实物建立了被测物体模型,实验表明:该测量技术具备实时快速、全场测量以及无损测试等众多优点,同时还具有非常高的精度,能对不连续物体进行三维形貌测量,高精度还原被测物体的真实三维形貌。     

银薄膜结构的高灵敏度Fabry-Perot光纤声压传感器

为改善膜片式Fabry-Perot光纤声压传感器中悬空薄膜的平整度,提高其检测微弱声压的能力,提出一种大面积银薄膜转移加工方法.采用磁控溅射沉积银薄膜,利用基于正性光刻胶的牺牲层工艺进行转移贴合.银薄膜直径为2.5 mm,厚度为130 nm.实验结果表明:银薄膜薄膜表面平整度20μm;加工得到的声压传感器在0.13.0 k Hz频带范围内具有一致的频响特性,在1 k Hz处的声压灵敏度为-158 d B(参考值1 V/μPa).在0.0011.250 Pa声压范围内,传感器输出响应与入射声压之间具有良好的线性关系;最小可探测声压为419μPa·Hz-0.5.所提出的加工方法可有效改善薄膜的平整性,并具有良好的工艺性和可重复性;加工得到的传感器适应于高灵敏度微弱声压探测工作.     

表面去污剂制备及性能研究

可剥离及自脆性去污剂是目前使用较多的两种表面去污剂,但在实际使用过程中,可剥离型去污剂存在力学性能较差,不易剥离等问题。自脆性去污剂因膜片会发生脆裂,在固化过程中存在造成二次污染的潜在影响。为对表面去污剂的功能进行研究,通过选择不同单体,采用预乳液聚合的方式。制备了两种不同固化形貌的表面去污剂。红外和核磁结果表明,所选择的单体发生了共聚反应。三维深度测试表明在不同物体表明的高度值均小于10μm,去污剂能够很好地与物体表明进行结合,可剥离去污剂当单体配比为m(BA)∶m(MMA)=1∶0.9,其拉伸强度可达5.03 MPa,断裂伸长率可达638%,是一种很好的可剥离去污剂基材。通过对自脆型去污剂单体组合(MAA)与(MMA)的分析,对去污剂固化形貌的控制进行了研究,对自脆性去污剂脆化机理进行了探讨。     

Al2O3(Pt)修饰SnO2气体传感器的气敏性能

采用共溶溶胶凝胶法及半透膜渗析技术,合成SnO_2纳米粉体．采用旁热式结构,制成了Al_2O_3(Pt)修饰SnO_2双层膜的气体传感器．通过TEM、SEM分析方法分别对SnO_2粉体、敏感膜以及Al_2O_3(掺质量分数3%Pt)表面催化层的表面形貌进行观察和表征．实验结果表明,Al_2O_3(掺质量分数3%Pt)修饰SnO_2双层膜气体传感器对甲烷有好的选择性和较高的灵敏度。在φ(CH_4)= 5×10~(-3)时灵敏度最高可达到5以上．     

高精度弱磁探测技术

技术开发单位 中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究院上海航天电子通讯设备研究所 技术简介 高精度弱磁探测技术是21世纪现代探测技术的重要组成部分。与传统的声纳探测技术相比，高精度弱磁探测技术可获得更加丰富的信息，具有探测范围广、灵敏度高、保密性好、成本低、体积小等优点，被广泛应用于航空探潜、海洋监测、地下和水下铁磁物体的探测、地震预测、地磁匹配导航、飞机发动机零部件精密无损检测，以及医学核磁共振等领域。该项目为《军用技术转民用推广目录（2013年度）》中电子信息领域的推荐项目。     

一种基于超声波传感器探测的接触力控制方法

针对机器人未知的工作环境,提出了一种基于超声波传感器的探测方法,建立了探测系统的结构模型,阐述了超声波探测系统的工作原理．对于机器人与环境表面的接触性工作存在不确定、多变和非结构等特点,将仿人智能控制方法应用于接触力的控制中．该方法以超声波传感器探测所获得的环境信息,作为系统上层控制策略的依据,根据控制误差的大小与方向变化选择相应的控制策略．实验结果表明,该方法较传统的PID控制方法可大大提高控制精度．     

用距离传感器实时建立连续表面三维模型的方法

提出了用距离传感器将不同方位上同一物体的实测数据(非连续、二维)实时地合成到同一个模型中,以便能快速得到一个具有连续表面的三维模型的方法。采用本算法规则,不到1min即可在SUN工作站用180×120的实测数据建立一个具有连续表面的工作图像。     

纳米ZnO传感阵列对多组份气体的智能识别

采用物理热蒸发法制备纯ZnO纳米线及Al,Ag,Ni掺杂的ZnO纳米线.以纯ZnO纳米线及Al,Ag,Ni掺杂的ZnO纳米线为基料分别制成气敏传感器;利用气体敏感的差异性,构建纳米ZnO基气敏传感器阵列,结合BP人工神经网络来实现纳米ZnO基气敏元件对目标混合气体组分和相对浓度的识别.结果表明:将传感器阵列输出灵敏度值进行处理后,输入BP神经网络完成训练,能够准确识别混合气体(CO,H2,CH4)的组分与相对浓度。     

线列阵亚声速声电定位装置的研究

针对传统声电定位装置近距离和大靶面射击时亚音速弹丸的报靶精度误差大、装置使用寿命短等问题,研制了一种传感器"一"型等间距布阵方式的线列阵亚声速声电定位自动报靶装置.基于声电定位自动报靶装置的工作原理,给出了该装置的组成、结构及使用方法.实验结果表明:该装置能确保亚声速弹丸穿过传感器阵列时不受外界环境影响,快速、准确地对弹丸定位,适用于亚声速弹丸近距离和大靶面射击时的定位和自动报靶.     

垂直线阵声图测量原理研究

提出了一种在近场条件下,利用垂直线阵聚焦波束形成技术测量目标噪声源的分布图(声图)的方法.垂直声压阵只能测得目标噪声源在某个垂直面内的二维声图,且存在前后(或左右)模糊问题.垂直矢量阵则可利用声压振速的联合信息,先通过直方图方位估计测向,再进行聚焦扫描,这种方法能很好地解决测量模糊问题,并能得到目标的三维声图.     

一种风力摆自动控制装置的研究与设计

本控制装置采用STM32单片机作为控制芯片。工作过程中,使用角度传感器实时检测风摆的摆动角度,并通过TFT液晶显示屏显示。角度检测信号传输到主控系统中,应用PID算法进行数据处理,输出信号准确控制空心杯电机转速,带动风摆按照预置的角度摆动。     

多子阵信号相位匹配原理的信号最小二乘解

提出了利用多元阵信号相位匹配原理的信号方向估计及信号估计的最小二乘法的求解方法，该方法不仅可减小接收通道的相幅度一致性对信号估计的影响，同时也可以消除利用三元阵或四元阵的信号相位匹配原理时产生的估计信号奇异值。利用真实舰船噪声的线谱可实现高精度目标定向，然后根据确定方向实现目标宽带信号估计。仿真结果表明，多子阵的信号相位匹配法的噪声抑制性能明显优于阵元域的噪声抑制性能。     

一种标定陀螺仪的新方法

给出一种能够模拟陀螺仪实际工作条件的标定方法．将陀螺仪安装在飞行器模型内部,飞行器模型悬挂在2个平行屏幕之间并且在外力的推动下作无规则运动,在飞行器模型上安装2根双向准直激光束,激光束在屏幕上生成4个指示光斑,利用双目视觉测量技术测量指示光斑在三维空间内的坐标,然后借助于欧拉角算法确定飞行器模型的姿态,最后结合陀螺仪的输出信号对陀螺仪进行标定．对飞行器模型姿态的测量误差作了详细的分析,结果显示该方法可以精确测量飞行器模型的姿态．     

传感器非线性参数的最优估计

为了使传感器能够准确测量,标定是必不可少的,而好的似合曲线能够改善传感器的测量性能。通过对某电涡流位移传感器位移、电压用多项式拟合曲线的特点进行分析,经过试探发现该传感器曲线可转化为直线。用逼近法和最小二乘法求得使曲线转化为直线的各参数的初始值,且偏差更小。再对这些参数以非线性编差最小为条件采用模式搜索法进一步优化,得到比多项式拟合更实用的、偏差更小的拟合曲线。这种处理数据的方法对于求有高次项的非线性传感器逆函数有一定的借鉴意义。     

一种基于电子鼻的辛味中药材的分类鉴别方法研究

为获取新的气味识别方法以提高智能传感器模式分类识别准确率和速度,使用了内置10个传感器的便携式电子鼻PEN3对辛味中药材进行气味采集检测.将辛味中药材在烧杯中进行密封静置待其形成稳定的气味顶空环境时,运用电子鼻对其进行检测采样得到样品高维气味数据信息.与传统的线性数据分析方法不同,针对气味蕴含多种诸如浓度、各种挥发性物质成分等特征,可知气味非线性的本质特征,在本次分析中采用了流形算法中的非线性的局部线性嵌入（Locally Linear Embedding,LLE）算法对非线性的气味数据进行特征提取与降维,再采用基于Fisher的线性判别分析（Linear Discriminant Analysis,LDA）实现对特征子空间的模式聚类与分类,通过多次实验优化LLE算法的参数,得到了最佳的辛味中药材的模式识别效果.分析结果表明,运用LLE和LDA相结合的算法（即LLE_LDA）可以很好地完成不同种类辛味中药材的挥发性气味信息的模式分类,为深层次地分析基于电子鼻的气味数据信息提供了一种新方法.     

分立传感器电子鼻

利用不同的分立传感器组成传感器阵列。通过试验测试组成阵列的分立传感器,以确定性能更好的传感器阵列组成方式。使用北京京宫酒业技术发展公司生产的京宫二锅头酒作为试验样品,分别按照1∶3、1∶2、1∶1的比例加入蒸馏水,与不加水的原装酒进行比较,检验传感器阵列的性能。采集数据后使用神经网络判断阵列的可用性。研究结果证明调换传感器可以提高系统性能。     

咔唑腙为荧光指示剂的亚硝酸根传感器

合成了一种共轭的咔唑二聚体荧光载体9-乙基-3-咔唑亚甲基-咔唑腙(ECCH),用PVC包埋的方法可以将它固定在光纤传感器的表面,在溶液pH值为2.0时,亚硝酸根(NO2-)与过量的碘离子(I-)反应生成的碘三离子(I3-)能猝灭此ECCH光极膜的荧光.得到了可以检测NO2-的传感器,并讨论了此传感器的传感机理.传感器具有较好的稳定性、重现性和选择性,使用寿命长等优点.NO2-测定的线性范围为1.0×10-6~1.0×10-4mol.L-1;检出限为4.0×10-7mol.L-1.将传感器用于水样中NO-2的直接测定,回收率在96.0%~103.6%.