基于气液相转变效应的SAW气体传感器

针对传统涂敷敏感膜的声表面波（SAW）气敏传感器存在成膜困难、选择性差、重复性差以及再生性差等问题，提出了一种基于气体气液相转变效应来检测痕量挥发性有机气体(VOCs)的SAW气体传感器.建立了气液相转换效应模型，推导出传感器灵敏度与温度、有机蒸气质量分数之间的函数关系，并建立了VOCs液相凝聚层负载下的SAW波传模型，仿真计算了波传频散和波传衰减，从理论上阐释了传感器具有高灵敏度.同时引入气相色谱（GC）分离柱作为无敏感膜涂敷SAW气体传感器的选择性虚拟列阵，以解决这种高灵敏度气体传感器用于混合VOCs测量时的选择性问题.初步的实验结果表明，该传感器系统具有灵敏度高（可检测质量分数为10^-9的VOCs）、分析时间短、选择性好、微型化、成本低等优势.     

哥氏力对剪切型声表面波传播属性的影响

从理论分析和实验研究了哥氏力对剪切型声表面波传播属性影响。理论分析方面表明,在哥氏力作用下剪切型声表面波中质点的运动方式发生了变化,已不再是纯剪切运动,而是变为椭圆运动,从而改变声波的传播速度。在实验方面,选择综合性能优良的ST-90oX切石英晶片为基底材料,设计了差分结构的剪切型声表面波器件,并设计相应的工作检测电路,通过实验,检测出旋转角速率使声表面波的频率发生了变化,验证了哥氏力对剪切型声表面波的影响。     

声表面波波动方程求解的速度分析

声表面波(SAW)波动方程的求解是SAW传播特性分析的理论依据,也是材料切型优化的基础.在具体求解时需要采用不断反复迭代的数值算法,计算工作量非常庞大,因此加快求解速度对于提高计算效率显得格外重要.基于边界条件系数行列式值法求解SAW波动方程,通过对影响求解速度的各因素的理论分析,提出了利用相应的波动模式、材料的连续性和对称性等特点来缩短粗搜区间;通过合理选取初始步长、动态调整搜索步长等策略来加快求解速度.求解实践证明这些措施是有效的.为SAW传播特性的准确快速的分析提供参考.     

声电输运器件的表面波特性分析

本文讨论了埋沟砷化镓声电输运器件中声表面波传播特性,金属栅阵列的散射特性和导电理层对表面波的屏蔽特性。比较了不同沟道结构中表面波电位分布及不同金属结构对表面波的散射。指出了为获得性能优良的声电输运器所需结构参数的选择。     

声表面波质量传感器的P矩阵模型与实验分析

分析了新结构Y型双声路声表面波（SAW）质量传感器的频域特性.应用P矩阵理论计算结合实验验证，比较了3种不同结构器件的性能.结果表明，换能器孔径加权设计相比均匀孔径设计，有利于减小三、五次回波，旁瓣抑制增加了15 dB，在振荡模式下等效Q值由4 800提高到8 689，短期频率稳定度提高了－1.81 dBc/Hz；倾斜反射栅设计使边缘反射虚假信号减小了约2 dB，在振荡模式下等效Q值由8 689提高到12 477，短期频率稳定度提高了－1.20 dBc/Hz.采用倾斜反射栅与孔径加权设计结构，有利于提高质量传感器在振荡模式下的等效Q值，并提高短期频率稳定度.     

埋入式光纤光栅界面应变传递机理与误差修正

光纤光栅应变传感的准确程度主要取决于光纤、保护层和黏贴层以及基体材料的物理力学性能,即各层间应变传感的界面传递特性.本文以埋入式光纤光栅作为研究对象,推导出了考虑多层界面应变传递的光纤光栅应变传感的统一表达式.通过定义平均应变得到了光纤光栅应变传感的误差与修正公式.针对自行开发的埋入式光纤光栅管式封装应变传感器和FRP-OFBG应变传感器,研究了相应的应变传递误差规律和影响因素,给出了相应的误差修正系数,并通过试验加以验证.为埋入式光纤光栅封装应变传感器的开发与工程应用提供了理论基础.     

ZnO薄膜生长及声表面波性能研究

采用传统射频磁控溅射技术,通过引入Si O2缓冲层以及调节工作气压的方法,在Si衬底上制备具有高度(1120)择优取向的Zn O薄膜.采用X射线衍射技术和原子力显微镜分析Zn O薄膜的晶体特性和择优取向.研究发现,引入Si O2缓冲层能显著减小Zn O/Si O2/Si三层结构声表面波器件的温度延迟系数(temperature coefficient of delay,TCD),当Si O2缓冲层厚度为200 nm时,Zn O薄膜同时具有(0002)和(1120)择优取向,且TCD值仅为2×10-6℃-1左右,说明器件温度稳定性佳.当工作气压降低时,Zn O(1120)择优取向增强,相应的声表面波器件的机电耦合系数(K2)也增大.在大机电耦合系数和高温度稳定性的Zn O/Si O2/Si三层结构的基础上,有望制作出高性能的Love波声表面波生物传感器.     

表面开槽碳纤维布-混凝土界面抗剪性能试验

为探究表面开槽法对碳纤维布(carbon fibre reinforced plastics, CFRP)-混凝土界面抗剪性能的影响,开展了表面开槽法CFRP-混凝土单剪试验,研究槽宽深比(0.5、1.0和1.5)和沟槽形状(矩形、正梯形和倒梯形)对CFRP-混凝土界面抗剪性能的影响,重点探究失效模式、断裂能、平均剪应力等指标,并提出表面开槽黏结界面抗剪设计方法。结果表明：较未开槽粘贴法,表面开槽法失效模式由Ⅱ类剥离破坏转变为Ⅵ类断裂破坏,界面断裂能最大提高136.4%,充分发挥CFRP布的抗拉强度和利用率;槽宽深比与平均剪应力成正相关,且存在最优值;正梯形沟槽的平均剪应力分别较倒梯形和矩形沟槽提高10.1%和11.8%。表面开槽法具有较好的抗剪性能,提出的设计方法可用于指导其黏结界面抗剪设计。     

复慢度域格林函数的深入分析

深入研究了声表面波广义格林函数在复慢度平面上的解析性质。针对复杂的漏表面波特性,提出了在数学上自洽的漏波选根原理。最后将实空间域格林函数分解为静电,表面波场和体波积分贡献之和,展示了体波格林函数在复慢度平面上的特性。     

Modeling and Simulation of MOEMS Gyroscope Based on TE-TM Mode Converter

A novel structure design of micro optic electro mechanical system (MOEMS) gyroscope is presented in this paper. The structure combining surface acoustic wave (SAW) sensor, optical waveguide diffractive component, electro-optical modulator etc. is integrated on a LiNbO3 substrate as the gyroscope for sensing rotating angular velocity, and an optical readout device is added on the traditional SAW typed TE-TM mode converter as the detecting device. The principles of the MOEMS are discussed in the paper, and simulation result shows that there would be apparent advantages of higher precision and stronger anti-vibration capacity.     

水下无线电能传输研究进展

首先对水下无线电能传输技术进行了分类,然后给出了磁感应式水下无线电能传输的基本结构和工作原理,讨论了该技术的最优工作频率、传输距离、线圈结构选择、涡流损耗与频率分裂现象.随后简要给出了磁谐振式水下无线电能传输技术和电场耦合式水下无线电能传输的研究现状.最后对水下无线电能传输技术有待研究的问题进行了展望.