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传感器与微系统
传感器与微系统

刘学林

月刊

1000-9787

st_chinasensor@vip.126.com

0451-82514848

150001

哈尔滨市南岗区一曼街29号（哈尔滨44信箱）

传感器与微系统/Journal Transducer and Microsystem TechnologiesCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊由中国电子科技集团公司第四十九研究所主办，系高新技术与实用技术相结合的高科技期刊。侧重发表具有新结构、新功能、新用途、微型化、多功能化、智能化、系统化和网络化、能促进信息技术发展、更新换代的新型传感器与微系统制造方面的论文。
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    脉冲电磁式EMAT-涡流检测复合系统的研究

    张金阳刘倩王珅刘云鹏...
    43-46,51页
    查看更多>>摘要：常规电磁超声换能器(EMAT)中永磁体难以应用于实际情况、产生的信号幅值较小,根据电磁超声检测和涡流检测在检测范围内的互补性,本文设计了脉冲电磁式EMAT—涡流检测复合传感器结构,采用多物理场耦合技术验证了复合检测方法的可行性,并讨论了影响传感器检测灵敏度的关键参数.结果表明:该复合传感器能够激发用于检测表面缺陷的涡流信号和检测深层缺陷的超声波信号,并且对不同宽度和深度缺陷具有良好的灵敏度;此外,对励磁线圈与涡流线圈进行参数优化设计,为电磁超声和涡流的复合检测应用提供思路.

    无损检测脉冲电磁体电磁超声涡流

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    基于纸基印迹预富集的痕量镉电化学传感器

    杨洋春胡敬芳肖疏雨宋钰...
    47-51页
    查看更多>>摘要：重金属镉离子(Cd(Ⅱ))是水体质量评价的重要指标之一,本文提出一种基于纸基印迹预富集的痕量镉电化学传感器构建方法,将离子印迹技术、丝网印刷技术、蜡印法和电化学还原有机结合,合成纸基Cd(Ⅱ)印迹聚合物膜(Cd(Ⅱ)-IIP@paper),获得改性后的纸基电极(rGO/SPCE@paper).通过优化石墨烯沉积时间、预富集时间、模板离子洗脱时间等实验条件,发现在5～100 μg/L浓度范围内Cd(Ⅱ)溶出峰电流与浓度表现出良好的线性关系,检出限为0.91μg/L(S/N =3).结果表明:Cd(Ⅱ)-IIP@paper具有较好的重复性和稳定性,制备的电化学传感器表现出良好的选择性,将其应用于实际水样中Cd(Ⅱ)的检测,回收率在94.0%～104.4%之间,具有较强的实用价值.

    纸基离子印迹聚合物预富集电化学传感器水质痕量镉离子检测

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    基于电容传感器的液体管内含气率测量系统的研究

    柯伊宇许沧粟李孝禄杨孟洋...
    52-55页
    查看更多>>摘要：电容传感器具有非侵入式、低成本、结构简单等特点,被广泛应用于液体管内含气率的测量.基于电容传感器,设计了含气率测量系统,对外径25 mm、内径21 mm液体管内含气率进行测量.为了验证含气率测量系统的准确性,搭建了可视化验证平台.对管内气液两相进行图像采集,对管道截面处的含气率进行计算;分析了视窗左右截面的含气率偏差,研究了采集位置偏差对验证方法有效性的影响.研究表明:通过传感器系统测量的含气率与图像处理得到的含气率吻合;视窗左右截面的平均含气率的偏差不超过3.097%.本研究设计的含气率测量系统的准确性较好,所提出的可视化验证方法能够有效地对含气率测量系统的准确性进行验证.

    气液两相流含气率电容传感器可视化

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    用于光纤振动传感的盘片式振动增敏研究

    韩冬子衣文索余双勇王鑫睿...
    56-59页
    查看更多>>摘要：目前光纤传感器增敏的研究方向主要从改变光纤自身结构和成分的角度出发或者借助外部封装工艺来实现增敏效果,导致传感器研发制作的成本和时间都会大幅提升.为满足地震勘探和结构安全监测中分布式光纤传感系统对振动测量的实际需要,设计了一种基于马赫—曾德尔干涉仪(MZI)光纤干涉的盘片式振动增敏结构,结合弹性力学与光纤弹光效应对其灵敏度进行了推导;使用有限元方法分析了盘片参数对灵敏度的影响,通过对增敏结构的合理设计及优化确定了盘片的尺寸.基于此结构设计的振动传感器有效工作频率范围为0.1～2.5 kHz,灵敏度可达6988.2 rad/gn,对于60m外的震源可以采集到有效振动信号,能够满足振动监测领域的实际需要以及系统运行的经济性.

    光纤光学光纤传感器振动传感地震监测灵敏度

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    基于Si纳米膜的差分结构矢量水听器工艺研究

    苗晋威杨沙沙齐秉楠曹文萍...
    60-62,75页
    查看更多>>摘要：通过关键工艺步骤,将硅(Si)纳米膜制备在差分结构水听器上作为压敏电阻,利用Si纳米膜的巨压阻效应来提高水听器的灵敏度;利用深Si刻蚀,将Si柱与芯片一体化,减少了差分结构的对准误差,同时抑制海洋洋流带来的振动干扰.设计了相对应的光刻掩模版和整套工艺流程,通过MEMS工艺,成功加工出Si纳米膜作为压敏电阻,实现矢量水听器芯片与Si柱集成化.对制备好的芯片进行观测与测试,使用激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜(SEM)设备观察芯片形貌良好,尺寸与设计基本一致;通过半导体分析仪测量得到压敏电阻器的阻值为15.3×104 Ω,线性度良好,符合矢量水听器功能需求.

    矢量水听器抑制振动干扰硅纳米膜压敏电阻器微电子机械系统

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    变压器长圆形绕组振动仿真与机械故障诊断研究

    陈朝阳杨文荣张雨蒙石小晖...
    63-66,75页
    查看更多>>摘要：针对目前配电变压器长圆形绕组的故障诊断研究较少的问题,本文提出一种基于灰狼优化(GWO)算法的变压器长圆形绕组机械故障诊断的方法.首先,建立长圆形绕组的辐向和轴向振动数学模型;其次,建立变压器电磁—机械耦合有限元模型,计算长圆形绕组在正常、松动以及翘曲状态下的振动分布,选取R点作为特征值提取点;最后,对变压器样机进行正常、松动以及翘曲3 种状态试验,获取R点的小波包能量特征,采用GWO算法优化支持向量机(SVM)参数对变压器长圆形绕组机械故障诊断,最终优化后的诊断综合准确率达到90%.

    配电变压器长圆形绕组有限元仿真灰狼优化算法故障诊断

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    基于果蝇优化算法的加速度计温控系统研究

    刘宸歌黄丽斌
    67-70,83页
    查看更多>>摘要：针对硅微谐振式加速度计在复杂的常温环境下输出不稳定问题,设计了基于改进的模糊PID控制的加速度计温控系统.通过对加热片的热分析和加速度计的温度场仿真,验证了温控系统加热片放置的有效性.采用果蝇优化算法(FOA)和积分分离对模糊PID控制进行优化,给出了优化后温控系统的整体设计.搭建温控系统实验装置,对优化方案进行验证.与PID控制相比,改进的模糊PID控制算法使得温控系统收敛时间减少到60 s,超调量减少了9.8℃,稳态误差减少到0.1℃.与无温控相比,加速度计在40℃恒温下启动20 min后的零偏稳定性值减少了71.4%.实验结果表明:基于改进模糊PID控制的温控系统可显著提高温度控制的精度.

    加速度计温控系统PID控制果蝇优化算法有限元仿真

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    基于微型平面线圈的微颗粒识别计数传感器

    周克佳张玉东邱京江齐国臣...
    71-75页
    查看更多>>摘要：针对基于光学或荧光传感原理开发的微颗粒计数常规技术存在需对样品预处理、无法实时检测或无法精确识别微颗粒大小等问题,基于电磁感应原理,采用微型平面线圈提出了一种微颗粒识别计数传感器,可在无需预处理的情况下对不同材质及尺寸的微颗粒进行精确识别与实时计数,实验选用了钢、铜及铝3 种材质及粒径范围为250～1000 μm的金属微球进行测试,检测结果表明,开发的微颗粒计数传感器具有精确识别与计数能力.有望为细胞定量封装、药物定量输送、工业微颗粒检测等应用提供一种新的技术方案.

    金属微颗粒微型平面线圈计数传感器尺寸识别实时计数

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    基于光偏转原理的AFM光电检测系统设计

    王旭东温阳王慧云秦丽...
    76-79页
    查看更多>>摘要：利用光偏转原理设计并实现了原子力显微镜(AFM)的光电检测系统,研究了影响光偏转噪声的影响因素.设计了新型螺旋式嵌套结构调节准直光斑,使激光发散角降低到0.053°,利用压电陶瓷特性设计了高精度三维调节结构,可以在α,β,γ方向精准调节偏转角度,36 mm的聚焦焦距满足了小型化、集成化的设计目标.基于该高灵敏度光电检测系统的设计,AFM系统得到了清晰的硅材料表面台阶结构,系统分辨率达到了0.1 nm,为今后的亚原子测量奠定了实验基础.

    原子力显微镜光偏转准直调节压电陶瓷

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    气溶胶微生物粒子本征荧光计数仪器设计

    贾纹纹谭军张秦党磊...
    80-83页
    查看更多>>摘要：针对气溶胶微生物粒子实时监测的需求,对基于微生物粒子本征荧光和光散射检测方法和装置进行了研究.分析了粒子光散射检测的基本原理,对微生物粒子荧光活性分子以及金黄色葡萄球菌等6 种微生物进行了荧光光谱的测试和分析,确定了405 nm激发光和双路散射光的整体设计方案.通过对气路和检测腔结构的重要参数仿真,实现了其优化设计,最后,完成了检测装置的构建.初步测试结果表明:该装置实现了对粒子散射光和荧光的同步探测,可以对普通尘埃粒子和微生物粒子进行区分和计数,为进一步开展气溶胶微生物粒子浓度的实时监测仪器研发奠定了基础.

    生物光学微生物粒子实时监测本征荧光粒子计数

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