MEMS矢量水听器阵列信号处理研究

MEMS矢量水听器是一种新型的水声传感器,对这种传感器的原理进行了简要介绍。为了验证该MEMS矢量水听器阵列的目标估计性能,进行了矢量阵的深海实验研究,选取了MUSIC算法应用于该MEMS矢量阵。实验结果表明:在复杂海洋环境中,该MEMS矢量阵能够实现对目标的方位估计和水下运动目标的航迹跟踪,从而验证了该MEMS矢量水听器成阵的可行性,为工程化应用奠定了基础。     

基于环形相控阵的超声CT成像系统的设计

为了更好地实现乳腺癌的早期精确诊断,设计了一种基于聚焦环阵的新型超声CT成像系统.256个电容式微加工超声换能器(CMUT)环形分布于乳腺四周,采用64个换能器发射,对面64个换能器接收的方式进行,在COMSOL中依次进行256次仿真来实现环形扫描.根据超声相控阵原理进行发射聚焦后,采用滤波反投影算法进行图像重建.聚焦...     

对灌区水工建筑物防冻害措施的探讨

灌区水工建筑物分布在整个灌区各渠系上,包括桥、涵、闸、跌水等,每年5-8月的120d的灌溉期间,整个渠系和构造物均在使用中,呈充水状态。根据观测资料,木兰县7—8月平均降雨量〉100mm,使构造物基础呈饱和状态。构造物基础的土质则各不同,有粘土、壤土、淤泥土、砂土等,特别是同一个构造物的基础有时也不相同。经多年的反复冻融,使构造物遭到破坏或基础不均匀沉陷。若处理不当,不仅耗费大量的人力、物力和财力,对农业生产也有很大影响。     

高熵陶瓷固溶结构的透射电镜研究

高熵会带来热力学上的高熵效应、结构上的晶格畸变效应、动力学上的迟滞扩散效应以及性能上的"鸡尾酒"效应,通过高熵设计来提高陶瓷材料的性能是目前研究的热点,而通过透射电镜揭示高熵结构及其与性能相关性的研究还很缺乏。本研究以相应金属氧化物、碳化硼和石墨为原材料,在制备高熵硼化物和高熵碳化物粉体的基础上,利用放电等离子体烧结制备得到高熵(TiZrHfNbTa)B₂和(TiZrHfNbTa)C陶瓷。采用透射电子显微镜及其能谱分析手段对两种高熵陶瓷进行了纳米尺度和原子尺度的结构表征,发现过渡金属元素固溶后保持了晶体结构的完整性,五种元素分布均匀,但在原子尺度存在固溶元素的浓度振荡、原子离散和晶格应变。本工作获得的原子尺度的固溶结构信息将有助于对高熵陶瓷构效关系的理解,并为高熵陶瓷的组分和结构设计提供实验依据。     

面向声压传感的硅基槽式谐振腔设计及研究

针对硅基波导腔在折射率传感领域的应用，提出了一种使用低杨氏模量的聚合物SU8作为上包层的硅基槽式微环谐振腔结构。基于耦合模理论优化了硅基槽式微环谐振腔的传输特性和特征参量，并分析了声压传感机理；采用MEMS工艺进行了器件的加工制备，并利用高温氮退火的方式对波导表面进行了光滑化处理；搭建了测试平台，对制备得到的谐振腔进行测试。测试结果表明：品质因数(Q值)可达2.76×10⁴,声压灵敏度可达2.19×10³ mV/kPa。相较于传统的全通型硅基波导微环谐振腔，文中设计的使用SU8封装的硅基槽式微环腔对光场的局域能力更强，在声压传感领域有着更好的应用潜力。     

基于ＦＰＧＡ的ＭＥＭＳ水听器数据采集系统

MEMS水听器工作时需要将收集到的信息有效保存以作后续处理。为解决此问题,以FPGA为控制核心,设计了一套数据采集装置。将多路数据混合编帧后写入SD卡,完成最多8路模拟信号以及3路数字信号的保存。采集工作结束后,通过USB 2.0接口将保存的数据高速传输至上位机。经验证,该系统在水下工作稳定,多通道同步采样率均为10kHz,存储容量32G,可连续采集数据56个小时,上位机通信最大速率为40MByte/s,满足实际应用需求。系统内置电源模块为水听器和采集装置供电,摆脱了线缆的干扰和束缚,便携性得到大幅提升,为后续水听器应用于恶劣环境奠定基础。     

面向曲面显示屏的玻璃盖板贴合装备关键技术研究

为解决曲面显示屏生产过程中曲面玻璃盖板与软性材料贴合的难题,有别于传统的丝印工艺和新兴的黄光蚀刻工艺,提出辊轮滚动贴合工艺,并基于此工艺设计了一款面向曲面显示屏的玻璃盖板贴合装备.为使该装备能达到性能指标需求,重点研究3项关键技术,即CCD视觉自动定位技术、轨迹跟随控制技术和自动控制技术,并对每项技术做详细分析.多款产品试验结果表明:所设计的曲面玻璃盖板贴合装备生产节拍每14.9 s/片,贴合精度在0.05 mm左右(与玻璃盖板形状和大小有关),良品率在97％以上.     

MEMS水听器信号FPGA自适应滤波处理

为提高MEMS水听器自主定向能力，需要硬件处理水声信号。由于水下环境系统复杂，水听器工作中经常受到各种噪声的强烈干扰，对目标定位的准确性产生极大影响。为获得优质水声数据以提高目标定位精度，基于自适应滤波原理，以FPGA为核心对水听器接收到的信号进行自适应滤波处理，将LMS自适应算法集成到硬件电路中，对接收到的原始信号进行滤波后保存至SD卡，采集完成后通过USB接口将数据传输至上位机。经验证该系统在水下工作稳定，可以对原始水声信号进行自适应滤波处理和存储，获得稳定目标信号，对后续MEMS水听器的离线目标定位有重要作用。     

基于信息化教学的建筑设备教学改革探索

在“互联网+”及大学生100%移动智能终端持有率的背景下，教育已逐步步入信息化教育时代。以湖南城市学院《建筑设备》课程为例，从课程特点、教学资源、教学模式及教师教学能力四个方面总结了课程教学中的不足之处，就建筑设备课程引入雨课堂、BIM技术、VR/AR技术等信息技术后的应用进行了探讨与分析。     

CFRP硅油辅助皮秒激光低损伤制孔工艺

皮秒激光加工具有峰值能量高、脉冲作用时间短等特点,是碳纤维复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)孔切割的重要手段。但是碳纤维和树脂基体的热物性存在较大差异,激光脉冲能量累积与传导行为,致使热损伤难以避免。本文提出一种CFRP硅油辅助皮秒激光制孔工艺,研究硅油对孔内部缺陷、热影响区(Heat affected Zone,HAZ)、孔圆度及锥度的影响。研究表明,与皮秒激光制孔相比,硅油辅助制孔质量显著提高:切口处无基体损伤,孔内壁面无裂纹,仍存在轻微的纤维裸露；孔表面HAZ减至41μm(重复频率200kHz、扫描速度1800mm/s)；激光重复频率200kHz、扫描速度600mm/s时锥度减小1609。综上,硅油有助于调控CFRP激光制孔损伤:改善微观缺陷,抑制热影响区,降低锥度等。