高校微机电系统加工实验室的管理与运行

微加工超净实验室是微机电系统（micro-electro-mechanical systems,MEMS）研究的基础条件。超净实验室涉及多种大型微加工设备和相应的纯水、高纯气体、空气净化及空调等辅助系统,其管理显得十分重要。结合重庆大学微机电系统加工实验室,对其现场管理、保障系统运行和设备管理、节能和高效利用、设计和技术管理等进行了简单介绍,同时对MEMS微加工工艺开发与技术管理进行了初步探索。

基于拉曼放大的长距离BOTDR传感系统研究

布里渊光时域反射(BOTDR)系统可实现沿传感光纤的全分布式温度和应变传感,然而由于光纤损耗的存在,布里渊信号光在长距离传输后往往会淹没在噪声中,信噪比极低。对此,利用拉曼泵浦对光纤全段布里渊信号的增益效果,研究拉曼放大前后系统在测量距离方面的差异和不同泵浦功率对应的放大曲线。通过实验验证了基于拉曼放大的BOTDR传感系统测量距离可提高至100 km量级;在50 m空间分辨率下,成功实现了光纤末端103 km处的温度测量,获得了2.19℃的测量精度。

工业CT技术在地球科学中的应用

工业CT作为计算机断层成像(CT)发展至今的一个重要分支,得益于其分辨率高、可重复、探测范围广等优势,在航空航天、军事工业、地质分析等多个领域得到了广泛应用。本文在深入调研国内外工业CT技术研究现状的基础上,综述了在地球科学领域中的3种典型工业CT技术(地震波CT、电阻率CT、电磁波CT)以及多种物探方法组合而成的综合物探方法,重点介绍工业CT在孔隙研究、天然气水合物研究、构建数字岩心和二氧化碳地质利用与封存方面的最新应用。同时,总结工业CT在地球科学领域中的发展趋势。

多级线圈驱动的磁流变弹性体夹层梁结构设计与实验

梁结构存在于建筑桥梁、飞机壁板等多种工程中,由于其低刚度、低阻尼特性,易产生低频大幅振动,造成结构疲劳损伤甚至破坏。针对传统夹层梁的结构参数固定、自适应性差等问题,提出基于磁流变弹性体的磁控智能夹层梁结构,能够在磁场作用下根据外界激励的变化,自适应调整结构的刚度和阻尼,实现振动的有效抑制。首先,针对传统夹层梁磁场施加困难、在空气中磁场衰减大等问题,提出内置多级线圈驱动的磁控夹层梁结构;其次,基于磁流变弹性体材料特性,分析了器件减振机理。最后,通过COMSOL仿真对磁控夹层梁进行磁场仿真,发现在3 A电流的作用下夹层梁的一阶固有频率由6.22 Hz变为9.16 Hz,阻尼比增大64.4%,验证了磁流变弹性体夹层梁的变刚度、变阻尼特性。通过多个频率激励实验验证了内置多级线圈驱动的磁控夹层梁的宽频隔振性能。

基于MEMS声发射传感器的齿轮故障检测系统

声发射传感器广泛应用于装备实时健康检测,而传统使用的压电陶瓷换能器存在体积大、能耗高、难集成及成本高等问题,因此设计了基于ScAlN的六边形压电薄膜声发射传感器。该传感器的体积为Φ18 mm×6 mm,在40~500 kHz带宽内,其表面波和纵波灵敏度均高于60 dB[Ref.V/(m/s)]。通过匹配层设计和封装后,搭建了齿轮故障检测系统,能有效区分正常齿轮和断齿信号。测试结果表明,基于微机电系统(MEMS)的压电薄膜声发射传感器可同时兼顾高灵敏度和微型化,在齿轮故障诊断方面具有较高的可靠性和准确性。

基于网络技术的远程智能家居系统

介绍了利用PIC16 F877单片机控制,实现家居安防、家居的远程监测以及远程智能家电控制的基于网络技术的远程智能家居系统。阐述了系统的主要功能和系统的组成部分。给出了系统框图、部分硬件电路图和程序设计框图。

烟草在线异物剔除系统设计与实验研究

介绍了烟草在线异物剔除系统的结构及工作原理,讨论了系统方案设计中的主要问题,设计了系统原理样机调试实验,并分析了实验结果。采用HIS颜色模型,以色度为主要特征量,设定阈值对烟草和异物的像素点进行判别。在此基础上,设定一定数量的像素点构成判别单元,统计单元中异物像素点的比例,再对该比例进行二次判别,以最终给出表示烟草或异物的检测信号。采用高性能的元器件构成系统,并利用(MIL＿LITE7.0)图像开发库,实现对内存数据的直接操作。实验研究的结果表明:原理样机在模拟在线条件下能实时地运作,对异物具有较高的识别率和剔除率。

基于光电开关的硬币面值识别系统设计

现有的硬币识别系统的结构复杂,成本高。该文根据我国现行硬币币种间大小的不同,利用光电开关的特性,设计出一种由4个光电开关构成的硬币面值检测系统。对不同币种通过检测时,从4个光电开关输出电平状态,可识别出硬币面值大小。采用51单片机完成对光电开关信号的检测、硬币的分类统计、PM66语音芯片的控制实现语音报数。系统联调表明,该系统实现了对不同硬币面值的识别、分类统计、语音报数,对所做实验硬币的识别率达到了100%,具有一定的应用前景和推广价值。

基于X射线光子计数探测技术的材料K-edge特性识别实验研究

X射线光子计数探测器是多能谱CT成像技术的核心,其通过能量阈值可以选择记录不同能量的X射线光子,有助于分析不同材质的物理特性。利用搭建的基于光子计数探测器的多能谱CT系统,开展高纯度金属材料K-edge特性识别实验研究。通过设置探测器的不同能量阈值,在不同能量范围获取金属材料投影图像,利用投影图像灰度信息分析不同能量X射线的衰减特性,以识别金属材料K-edge特性。最终实验结果表明,基于光子计数探测器的X射线能谱CT系统,能够识别金属材料与特定能量X射线光子发生相互作用所表现出的K-edge特性。通过计算K-edge特征峰能量阈值与材料K-edge理论能量值之间的线性对应关系,对光子计数探测器的能量阈值进行了标定。

基于MARS系统的X射线能谱K-edge特性CT成像技术

针对传统的X射线CT系统因采用积分探测器难于鉴别材质的关键技术问题,基于MARS系统的X射线能谱CT,开展了X射线能谱K-edge特性的CT成像技术研究。通过对单一材质和混(复)合材质组成的物理模型的多个X射线能量段进行CT断层扫描,获得了材质的K-edge特性曲线,以此重建出了材质的CT图像。借助材质K-edge特性的CT断层图像,可以进行材质的鉴别分析或进行更多的材质认知信息的分析研究。与传统的X射线CT技术相比较,它可以提供更为丰富的X射线衰减信息。

激光图像挠度测量系统稳定性实验研究

本文介绍了适用于大型桥梁的激光图像挠度测量法的测量原理 ,在实验室构建出整个测量系统 ,并进行了室外和室内稳定性实验。实验结果表明该测量系统在室内具有较好的稳定性和可行性 。

基于多种传输技术的电梯远程监控系统

根据现在的电梯安防需求,设计了一种基于多种传输技术的电梯远程监控系统。它结合了无线射频,GPRS通讯,Internet,数据库等先进的技术。它主要由数据采集器,GSM无线网络和远程监控中心组成。该系统具有布线简单、组网容易、维护方便、兼容性强、对原有系统无干扰、性价比高等特点。它还具有强大的数据库功能,能给用户、政府、厂家提供强有力数据支撑,以便做出更好的决策。

基于网格技术的大型人脸库人脸识别系统设计

以人脸识别为主线,对于人脸识别所面临的两大关键技术问题,提出了通过网格技术与人脸识别相结合的解决方案,并介绍了一种基于网格的大型人脸库人脸识别系统的总体设计思路和框架。

基于FPGA平台的紫外通信系统的解调技术的研究

提出了一种用FPGA解调来提高紫外通信系统的传输速率的方法;采用FPGA设计解调电路,很好地处理了2FSK信号的过渡带问题,使传输的信息经调制后能正确解调;在传输速率为9.6 kb it/s时,误码率仅为0.001%,数据速率已经达到了国际先进水平。

紫外光通信系统关键技术研究

紫外光由于具有日盲特点而使其在通信方面有着特殊的的必要性及优越性,紫外光的调制与接收是紫外光通信和其他常用通信方式的主要区别点;介绍了紫外光通信系统的构成原理并着重讲解了紫外光通信系统中的关键装置———语音编码-解码和紫外光的调制与接收;提出了一种较好的紫外光通迅模式,为现代作战单元无线指控数据链和指挥所无线局域网的短距离紫外光通信的进一步发展提供了借鉴。

日盲紫外光通信系统发送及调制技术的研究

先从总体上介绍了利用的紫外光具有日盲特点而用于通信的必要性以及日盲紫外光通信系统的构成原理,然后介绍了一种利用以电子镇流芯片L 6574为核心的电子镇流器完成对信息的调制加载技术,改善了传统的采用电感镇流器而带来的诸多不利,并采用基于光电耦合芯片4N 25的光电隔离技术实现电平的转换及信号的隔离,实现了在户外距离大约50 m范围内完成了波特率为1 200 b/s的数据信息传输,为日盲紫外光语音通信系统的研究打下了良好的基础。

红外图像探测器成像评估实验系统设计

红外图像探测器成像质量的好坏是评价传感器质量的重要指标,对成像效果的直观观察能对图像探测器的设计起到指导作用。设计一种成像评估实验系统,实现对红外图像探测器的成像质量进行直观评估。该系统是基于LabVIEW软件开发的PC—DAQ虚拟仪器系统,系统分为硬件、软件两部分。硬件平台由图像探测器、外部驱动电路、PCI—6115数据采集卡以及PC构成。软件设计包括对采集卡的控制,图像的变换、增强处理以及图像的显示。通过成像实验验证了系统的可行性,该系统可以采集图像探测器输出信号,并转换处理为可见光图像,让开发人员直观观察传感器真实的成像效果,对器件的修改与设计有重要的参考价值。

基于声光频移技术的激光通信系统研究

设计了一套基于声光频移技术的激光通信系统。与一般相干通信系统比较,该系统在信号发送端完成了光波的频移以及不同频率光波的光学拍频,而在接收端直接探测拍频信号的中频成分。最后完成通信速率为3MHz的实验验证,达到了设计效果。

基于射频技术的无线监测系统

由于监测点偏远、分散和监测对象多样性,使无线监测系统的应用受到局限。对此作者提出了一种基于射频通信技术的解决方案。首先叙述了系统设计思想和实现方法,给出了系统节点的硬件设计和通信协议。系统以超低功耗16位微控制器MSP430和单片射频收发芯片nRF905为核心,在通信协议中引入跳频机制,提高了系统抗干扰性。实验结果表明,该系统实时性好、稳定性高、功耗低、实用性强、灵活性高,可以实现多种信号的高精度监测,对于设计通信数据量小的无线监测系统具有良好的推广和应用价值。

基于虚拟仪器技术的X射线成像系统

设计了一套X射线成像系统。该系统以虚拟仪器技术为设计思想,采用调用动态链接库驱动图像采集卡进行图像采集,在Labview软件平台下进行X射线图像信号的处理,并结合相应的硬件设备,得到X射线透视后的图像,实现了X射线对不透明物体的检查。该方案既利用了Labview图形化编程的方便和虚拟仪器强大的开发功能,又降低了系统的开发成本。实验结果证明了该方案的可行性。