AlN陶瓷微热板MEMS传感器阵列设计与工艺实现

针对陶瓷基微热板MEMS器件难以微加工,器件表面加热Pt膜使用普通正性光刻胶难以实现光刻剥离的工艺难点问题,提出了激光微加工和柔性机械剥离相结合的微加工方法。以AlN陶瓷为衬底基片,采用激光微加工技术实现热隔离刻蚀体加工,刻蚀梁宽可达0.2 mm。采用柔性机械剥离工艺制备方法解决普通正性光刻胶形成倒梯形凹槽Pt膜难实现图形化问题,可在复杂表面特性的陶瓷基衬底上实现Pt膜剥离线宽10μm。同时利用有限元法进行传感器阵列设计和热结构仿真,验证设计工艺的可行性。     

基于载人潜水器的高分辨力温度梯度检测系统

针对深海热液区沉积物温度梯度变化微小、水下精细探测难度大等问题,提出了一种基于载人潜水器的高分辨力温度梯度检测系统。系统主要包括温度梯度探针和电子舱,探针和电子舱之间用水密揽连接,探针内装有高精度NTC热敏元件,电子舱内装有精密信号调理电路、系统控制单元和锂电池等模块。本文从原理上对信号调理电路进行设计,提高了系统分辨力,降低了电路漂移和失调性能,解决了NTC热敏元件互换性差、输出信号微弱等问题;对系统结构进行有限元分析,优化设计结构,减轻了系统重量;最后在实验室完成了系统测试,本系统使用标定分度为005 ℃的NTC热敏元件,系统量程为0~5 ℃,分辨力0001 ℃,工作水深范围是2 000～4 000 m。在西南印度洋大禧热液区搭载蛟龙号载人潜水器完成了水下实验,实验结果表明,本系统结构设计合理,能够与载人潜水器协同作业,成功获取了大禧热液区深海沉积物的温度梯度数据。     

声源位置/声速剖面对本征声线到达时延的影响

本征声线相对到达时延估计是基于声线理论信道模型的匹配场定位方法中的关键环节,该文就声源位置变化和声速剖面扰动对本征声线相对到达时延的影响进行了研究。基于Shallow Water’06实验环境模型(海底参数源于文献反演结果)和大量实测声速剖面数据,发现两者对本征声线相对到达时延的影响类似。这种相似性对基于声线理论信道模型的匹配场定位稳健方法的研究具有一定的参考意义。     

一种正弦波磁通门传感器激磁系统的设计

针对方波激励磁通门易出现谐波干扰问题,提出一种采用正弦波激励磁通门的激磁系统。给出了总体设计方案,设计了信号发生器,信号调理电路和功率放大电路,并给出了激磁信号波形、频率和电流等关键参数的设计性能指标。搭建了系统测试平台,分析了在不同激磁波形下磁通门传感器的输出波形变化,实验结果表明：应用本系统能够得出正弦激励下磁通门最佳灵敏度的激磁工作频率为16 kHz,在此激励作用下,测试平台测得磁通门传感器的灵敏度是110 V/T。