中国MEMS的研究与开发进程

微机电系统（Micro Electro Mechanical Systems)是80年代发展起来的新兴交叉学科，其系统包括能源、微驱动器、微执行器、微传感器、微控制器以及与外界的接口等。由于该系统能够实现各类产品的微型化、集成化与便携化，因而在天上、地面和海洋的诸多领域有广泛的应用与产业前景。本文概括地介绍微机电系统学科的重大意义，13年来中国MEMS研发的总体概况，以及关注的热点。     

真空计的发展新趋势

结合真空计的发展历史和使用需求 ,通过对国际上近几年的真空计新产品的分析可知 ,目前常用真空计具有向小型化、一体化、集成化、系统化和智能化方向发展的趋势。小型化是指真空计的体积越来越小 ,一体化是指真空计电路部分与规管集成为一体 ,集成化是指将多只真空计组合为一体 ,系统化是指将真空度的测量与控制相结合 ,智能化是指真空计具有自我诊断、自我保护、自动操作和数据处理等综合处理功能。这些趋势是在电子技术和计算机技术迅速发展的技术推动下 ,为满足应用的需求而产生的结果。     

MEMS型电容薄膜真空计的关键技术研究进展

近二十年以来, 仪器的小型化发展以及微机电系统 (MEMS) 技术工艺的发展带动了电容薄膜真空计的发展。其中, MEMS型电容薄膜真空计能将电路和敏感元件集成在同一芯片上, 具有体积小、能耗低的优点, 能广泛的运用在工业测量、深空探测等领域, 是真空计量仪器研究热点之一。然而, 体积小伴随着的测量范围窄、输出线性度不高、长久密封困难和残余气体影响问题都制约着真空计的商品化发展。针对上述的技术瓶颈, 研究者提出了不同的技术方案来克服。文中总结相关的研究报道后对问题的缘由以及相应解决措施进行了分类整理与分析, 对文献报道的MEMS型电容薄膜真空计进行了对比分析。最后, 对MEMS型电容薄膜真空计的发展前景提出了展望。     

人工表面等离激元及其在微波频段的应用

在微波频段采用超薄锯齿状金属条带可实现人工表面等离激元,将电磁场能量束缚在亚波长区域内传播。该文分析了人工表面等离激元特有的高束缚、低损耗、可调控等优点,研究了人工表面等离激元波导作为一种新型的高性能传输线在微波电路中的应用价值和发展现状,探讨了这一技术的发展方向和前景。     

采用分形贴片的一种新型带通滤波器

为了实现微波平面带通滤波器的小型化和高选择性,本文以一种分形结构贴片作为基本单元,通过一种直接抽头耦合结构,设计了单个分形贴片和多个分形贴片构成的新型微波平面带通滤波器.给出了滤波器性能的电磁仿真计算数值结果和实验结果.该类滤波器在小尺寸、低插入损耗和高选择性方面的性能明显优于传统的微带带通滤波器.     

爬壁机器人吸附方法研究综述

科技的快速发展与爬壁机器人技术的应用需求使得爬壁机器人获得广泛关注。吸附方法作为爬壁机器人稳定吸附、敏捷运动、提升载荷的关键技术模块,对于提升爬壁机器人的整体性能至关重要,同时吸附方法的改进与提升能够进一步促进爬壁机器人的小型化和轻量化。对爬壁机器人现有吸附方法进行了分析和总结,提出并分析了爬壁机器人吸附方式关键技术,包括吸附方式与运动方式的权衡、关键零部件定制化设计、理论分析及仿真分析支撑下的优化设计、新材料的研发与制备工艺流程简化,对爬壁机器人吸附方法小型化、轻量化、大载荷的发展趋势做出展望。     

Automation of Solubility Measurements on a Robotic Platform

Experimental investigation in the laboratory can be accelerated and supported by miniaturized automation techniques. In the design of unit operations, e.g., for crystallization and precipitation processes or for chromatographic separations where no solids should appear during the run, reliable solubility data are mandatory. The development and validation of a robotic routine for completely automated solubility measurements are introduced. The triple‐determination of automated solubility measurements of the model systems succinic acid and adipic acid/water have a relative standard deviation below 0.99 % and are comparable to literature and manual experiments. Data are generated with high precision and accuracy, and the experimental effort and the hands‐on time are reduced significantly to a few minutes necessary to prepare the platform since all subsequent pipetting and control steps are automated.     

小型化Ka波段行波管研制

小型化毫米波平台要求行波管体积小,行波管各主要部件结构上要进行小型化设计,本文简要介绍了Ka波段行波管小型化的关键和设计方案及制管结果。行波管长度减小了73mm(从230~167 mm)。     

Preparation and evaluation of high drug content particles

To determine how to prepare high drug content particles using a Wurster fluidized bed to determine realizing the miniaturization of solid dosage forms, aspirin was selected as the model drug and granulated without any additive. In this study, the emphasis was on evaluating the key operation factors of airflow rate and atomizing flow volume. The properties of the resulting particles, such as the average diameter, particle strength, appearance, and compressibility using different airflow rates and atomizing flow volumes, were investigated. Furthermore, detailed optimization of the operation conditions was conducted by artificial neural network (ANN) analysis. The relationship between the controlling factors (powder supplied, concentration of spray liquid, the amount of consumed spray liquid, and spray rate) and the response variables (product yield, median diameter, angle of repose, and degradation of aspirin) was investigated after evaluating the airflow rate and atomizing flow volume effects. The resulting granules under optimum operation conditions showed excellent physicochemical properties such as particle size uniformity, flowability, and compressibility.     

小型化四通道光纤法珀传感器解调系统设计

针对目前多通道光纤法珀压力传感器解调系统体积大、功耗高的不足,提出一种通过MEMS光开关快速连续切换实现四通道解调的方法,选用了一款低功耗CMOS图像传感器S11639并搭建了以FPGA为核心的硬件解调电路,通过编写S11639及AD9826驱动程序完成多通道切换逻辑约束以及干涉光谱的采集,最后经过数据处理和传输部分将各通道所接传感器的腔长在上位机中实时显示。利用标准解调仪器确定标定系数并对4个通达所连接的压力传感器进行腔长的实际测量,腔长测量过程中均无跳点,说明设计的四通道解调系统标稳定性较好,误差较小。根据测量数据计算出每个通道的非线性度,4个通道中最大的非线性度为0.93%,同时每个通道的解调速度也能够达到10 Hz。