基于微型杠杆结构谐振式差分微加速度传感器的理论建模

为了提高灵敏度和消除交叉轴串扰,提出了一种包括有效的微型杠杆结构的谐振式差分微加速度传感器,分析了该结构差分检测和消除交叉轴干扰的原理．推导了该设计的理论模型,包括结构建模和轴向力作用下谐振微梁的固有频率偏移的推导,得到了待测加速度与输出固有频率偏移的关系．使用有限元模拟来证实理论模型．模拟结果说明,该设计的灵敏度每重力加速度g高于4kHz．探讨了具体结构参数的选取与输出频差的关系,说明通过调整微型杠杆的尺寸可以进一步提高本设计的灵敏度．     

基于昆虫振动感受器的谐振式硅微机械压力传感器结构设计

针对谐振式硅微机械压力传感器输出信号十分微弱、检测难度大的问题,从结构设计的角度分析了相应的解决方法。将对昆虫孔缝结构振动感受器的研究与谐振式微机械压力传感器的设计相结合,提出在谐振敏感结构中引入孔缝结构,通过孔缝应力集中效应提高检测信号的强度,实现传感器检测性能的提高。     

谐振式微机械惯性传感器

对几种典型的谐振式加速度微传感器和微陀螺的结构、工作原理等方面进行了概述,分析了各自的应用特点。从中反映出谐振式微惯性传感器具有优良的特性,必有广阔的应用和发展前景。     

微机械谐振式硅桥传感器

本文描述了微机械谐振式硅桥传感器的工作原理,硅桥制作过程以及传感器的工作特性。讨论了传感系统的检测灵敏度与光纤头到硅桥表面距离的关系。实验结果表明,激励硅桥谐振的光功率是在10～450μW,探测信号的光功率在300μW时,其系统的信噪比为25～40dβ,它具有重要的实际应用价值。     

硅微谐振式压力传感器测试方法研究

为了解决硅微谐振式传感器输出信号测试设计周期长,费用高;测试过程时间长,误差大的问题引入了了组合是敏感方法和压阻变换的原理。作为测试压力传感器的重要方法,本文介绍了上述方法的相关验证实验,最后针对实验结果做了简要分析。     

微流量泵与微流量传感器的系统集成

介绍了一种实现微流量泵与微流量传感器系统集成的方法，该方法利用双金属驱动微流量泵驱动结构的特点，在微泵双金属驱动单晶硅膜上集成制作微流量传感器，使驱动单元既有驱动功能又有流量检测功能，为进一步实现微流量控制系统奠定了基础。     

微机械气动红外传感器的流体分析

提出了一种可工作于室温环境下的微型气动红外传感器,它基于气体吸收特定波段的红外辐射后产生的一系列热效应为物理基础,可获得包含红外辐射源信息的信号。为深入研究热效应所产生的微热信号对器件整体性能的控制和影响,优化器件的几何结构和行为,建立了符合器件工作机制的经典热传输模型,并在此基础上,利用通用商业有限元模拟软件ANSYS/FLORTRAN进行流体-结构耦合分析,获得了微型腔体温度,流-固界面压力分布情况以及薄膜的弹性形变,掌握了微结构的机械特性以及流畅的热输运特性。     

硅微谐振式压力传感器中的单端口静电激励-电容检测方法研究

采用静电激励-电容检测方式的硅微谐振式压力传感器具有温度稳定性好、灵敏度高、功耗低等优点,但同频耦合干扰是限制电容检测精度的主要因素。采用频域分离法可有效地克服同频耦合干扰带来的影响。在研究基于频域分离法的单端口静电激励/电容检测的基础上,提出了单端口静电激励/电容检测方案。     

一种谐振式传感器频率特性测试平台

谐振式传感器的谐振频率和Q值可以通过其频率特性计算得到,因此需要有一种通用的测试平台来测量各种不同谐振式传感器的频率特性.本文描述了一种谐振式传感器频率特性测试平台,并提出了一种采用间歇激励方法测试谐振式传感器谐振频率的新方法,采用线性调频信号激励谐振式传感器,传感器自由振动状态下的振动频率即是传感器的谐振频率;测得传感器自由振动状态下的振动频率,即可得到谐振式传感器的谐振频率.     

恒压式气体微流量计的性能测试

介绍了恒压式气体微流量计的组成及性能实验.实验结果表明,气体流量的测量范围为(2.96×10-9～4.76×10-4)Pa·m3/s,不确定度小于4%.标准漏孔的校准结果与德国PTB校准结果的一致性好于1.3%.     

基于气液两相流的聚合物气辅挤出数值模拟

为了更准确地反映气辅挤出中气体对熔体成型的影响机理,建立了气液两相流模型,对不同气压作用下的熔体挤出成型进行了有限元数值模拟,得到了气辅作用下熔体的流速、压力降和第一法向应力差等分布。与完全滑移边界条件的模拟结果对比发现,基于气液两相流的气辅挤出,熔体的流速、压力降和第一法向应力差等物理场均存在较大变化。实验也验证了熔体挤出成型受气压的影响较大。对模拟和实验结果分析表明,气体的辅助作用对熔体产生的第一法向应力差,是造成熔体流速、压力降和成型产生变化的主要原因。而这些是以完全滑移边界条件气辅模拟方法无法体现出来的。因此,气辅挤出模拟需要考虑气体层对熔体成型的影响,并且在实际气辅挤出加工中,需要合理地设置气压等工艺参数。     

压电谐振滤波器的高频谐波响应

提出压电谐振滤波器不能很好地滤除高频谐波的问题,结合一个具体例子理论推导了压电谐振滤波器存在许多干扰谐振频率,从而不能有效滤除一些特定频率的干扰信号．为了解决这个问题,提出一种改进型的静电激励谐振滤波器．为了说明其可行性,具体分析了改进型双端固支微梁静电激励谐振滤波器,理论推导证实基于双端固支微梁的各阶振型正交的原理,通过适当调整激振电容的间距,双端固支微梁的高阶振动模态受到很好的抑制,因此这种谐振滤波器可以有效阻止滤波器中心频率的高频谐波的通过．     

微谐振式压力传感器的差动输出设计与建模

提出一种应用于微谐振式压力传感器的敏感结构,其一次敏感元件为矩形硅膜片,膜片的上表面架设有三个两端固支的硅谐振梁,间接感受压力作用,根据膜片上不同位置设置的硅谐振梁的固有频率对于压力变化有不同的变化规律的特点,实现对被测压力的差动输出检测。针对这种结构,建立被测压力与谐振梁固有频率的数学模型。设计实际尺寸参数进行计算分析,得出谐振梁的分布位置和几何参数对其振动特性的影响规律,给出了由差动输出解算压力的公式,验证了所提出的结构的设计思想和优化参数的可行性。     

一种谐振式MEMS压力传感器单芯片级真空封装和低应力组装方法

为提高谐振式MEMS压力传感器的品质因数,且同时降低温度漂移,设计了一种传感器的单芯片级真空封装和低应力组装方法,选用非光敏苯并环丁烯（BCB）材料在真空加热、加压条件下实现PYREX7740玻璃空腔与传感器芯片的黏合键合,在可伐合金管座上加工出与传感器尺寸相匹配的方形空腔,实现传感器芯片的低应力组装．实验结果表明：传感器具有较高的品质因数（9455）,检测范围为500—1100hPa,灵敏度为9．6Hz／,hPa,满量程最大非线性度为0．08％,-40℃-50℃内温度系数为0．9Hz／℃,温度总漂移为传感器满量程变化的1．3％,传感器在开机加电稳定后长时漂移为0．086％F．S．     

Efficient Simulation of Gas Flow in Blast Furnace

Simulation of gas flow in a multilayered non-isothermal packed bed is useful for blast furnace operators in deciding appropriate charging strategy. While using an anisotropic form of Ergun equation to simulate gas flow through such systems, a new solution methodology for non-isothermal gas with varying density flowing through a layered burden has been proposed. This involves handling non-linearity due to gas density variation with pressure and temperature by solving for the square of pressure instead of pressure directly and handling the non-linearity due to |v| term in the Ergun equation by solving linearized form of Ergun equation and updating |v| iteratively. The proposed scheme is capable of predicting the effect of layer structure on gas flow with economy in number of grid points as well as computation time.     

石墨烯谐振特性研究进展

石墨烯具有优异的谐振特性, 相关研究对谐振式传感器的未来发展和应用具有重要意义。目前石墨烯谐振特性的研究方法主要包括实验测量方法和理论分析方法, 后者又分为基于纳米力学的分析方法和基于经典力学的分析方法。由于利用实验精确获取石墨烯的谐振特性比较困难, 相关的理论研究和总结十分重要。本文就石墨烯谐振特性的研究进展进行综述, 包括谐振式石墨烯传感器的实验和理论分析方法的分类、现状、优缺点以及发展趋势等。     

事件触发式实验粒子蒙特卡洛方法模拟分子流真空系统的三维压力分布

从稀薄气体动力学理论出发, 设计了直接模拟分子流真空系统内三维压力分布的事件触发式实验粒子蒙特卡洛方法。在算法设计中, 不考虑分子间碰撞, 以分子与固壁的碰撞为迭代触发点, 模拟分子运动过程并通过统计分子与压力统计面的碰撞频率从而计算系统内的三维真空压力分布。详细介绍了算法思路和程序流程、放气率与泵抽速的数值离散过程, 以及三维压力分布的统计方法。采用该程序模拟圆管两侧的压差与通过气体流量的关系, 直接计算圆管流导并与克努森修正公式进行对比, 验证了该方法模拟管道流导的误差小于4%。最后模拟了光阴极电子枪内的三维真空压力分布, 分析了其内部复杂结构对真空压力分布的影响。     

强制涡超细分级机内腔气-固两相湍流流场数值模拟

建立了FW-Φ150型强制涡卧式涡轮分级机内腔叶片之间气-固两相流的双流体理论模型熏并利用通用的流体力学计算软件进行了数值模拟。结果表明:该涡轮分级机在正常工作状态时,内腔流场遵循强湍流流动规律;粒子群的运动规律是,粒子的粒径越大,越易向叶片外边缘聚集,直至返回分级区;随着转速的增大,流场的涡流现象越来越强,相同粒径的粒子,当转速增大到一定的程度时,出现了反流现象,使已经分离出的细粒又返回到分级区,而影响分级机的分级效率。     

CO2微通道气冷器流量分配和换热特性的数值模拟及验证

本文建立了CO_2微通道气冷器集流管和微通道扁管两部分的物理模型并进行网格划分,模拟研究了扁管插入集流管深度f分别为4、5、6 mm和入口管在集流管1/6、1/2位置处对质量流量分配的影响,实验验证了CO_2微通道气冷器扁管壁面温度分布。结果表明:当f为4 mm、入口管位于集流管1/6处时,质量流量分配最均匀,此时不均匀度为0.4×10~(-3);模拟扁管内CO_2换热特性发现随着CO_2质量流量的增加,扁管换热量增加,流量由2.3 kg/h增至2.5 kg/h,换热量提高了21.4%;当质量流量一定时,CO_2的出口温度随着CO_2入口温度的升高而升高,在不同CO_2入口温度条件下,微通道扁管壁面温度实验值与模拟值误差在10%以内,验证了模拟的准确性。