基于C8051f040单片机的光离子化气体浓度检测电路设计

对光离子化气体浓度的测量,本质上是对其产生的微电流的测量。为此以C8051f040单片机为核心器件,采用内部ADC、信号采集单元设计一种测量系统,可以对0~200×10-6量程范围内的待测气体浓度实时检测并用数码管显示。该系统通过金属屏蔽信号采集单元和在软件编程中采用过采样、数字滤波相结合的方法来提高系统的信噪比。在计算机自动配气系统中测试了二甲醚的气体浓度,误差范围≤0.07×10-6,响应速度快、工作可靠、可作为实际应用。

聚合物基ZnO纳米线的制备和生长机理研究

采用独特的高分子溶液自组装生长方法,在经化学镀预处理的基底上利用高分子溶液的网络络合效应制备了ZnO纳米线.通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),X射线能谱仪(EDS)等对样品的表面形貌及组成进行了观测表征.结果显示,纳米线直径约50nm,长度达到了数微米;产物Zn、O化学计量比接近1∶1.通过Si基底经化学镀工艺预处理和未经化学镀预处理对ZnO纳米结构、紫外吸收和PL性能影响的分析比较,发现了化学镀Ni对于纳米线长度和直径尺寸的控制更为有效;在PL图谱中,经化学镀预处理的样品在中心波长385nm出现了由激子碰撞复合所形成的近紫外发光峰.进一步还分析了在不同的pH值和反应时间下样品的紫外吸收和光致发光性能.通过以上实验,讨论并提出了ZnO纳米线的生长机理及过程,认为纳米线的生长是在化学镀催化剂和高分子双重作用下进行的.

一种新型图像压缩系统的设计

为打破传统的摄像机-采集卡-存储卡为一体的简单采集存储设计模式,实现模拟视频和数字视频双采集及数据压缩、高速传输的新模式,设计了一种以FPGA为控制核心、DSP为图像数据处理中心、IP核的生成与双SDRAM乒乓缓存协同工作为技巧、PCI卡高速传输为手段的图像压缩系统。DSP逻辑编码的改进使图像压缩比得到进一步提高。通过实际测试,图像的压缩比可达26:1;FPGA+DSP+PCI卡的综合使用使处理图像数据的速度提高至少50%,图像转存速率更是达到了38 MB/s。

高分子软模板法自组装生长ZnO纳米线及其光学性能

采用自组装技术，利用均聚极性高分子（聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等）长分子链作为自组装模板在半导体硅衬底上自组装生长出ZnO纳米线。采用扫描电镜（FE-SEM）和透射电镜（HRTEM）对样品的表面形貌和结构分析表征的结果表明，ZnO纳米线直径约50～80nm、长度大于4μm，具有六方纤锌矿单晶结构，且沿c轴方向择优取向生长。采用室温下光致发光（PL）谱和紫外吸收（UV）光谱对制得的ZnO纳米线的光学性能研究表明，其PL光谱上有较强的紫外发射和较弱的蓝光发射，UV吸收光谱表明样品在紫外区有强的宽带吸收，且随着纳米线粒径的减小，吸收峰出现了蓝移现象。研究探讨了高分子诱导ZnO纳米线自组装定向生长机制、发光机理及其与工艺条件的内在联系。

氧化锌纳米线自组装定向生长动力学研究

研究了以极性高分子(如聚丙烯酰胺)长分子链作为自组装网络,利用高分子软模板控制ZnO纳米点成核和ZnO纳米线定向生长,从而使ZnO纳米线在半导体硅衬底上自组装生长的过程;采用差示扫描量热法(DSC)测试了高分子络合-烧结法制备ZnO纳米线的结晶曲线,对其结晶动力学进行了研究,推导出结晶动力学方程为:1-Xt=exp(-7.475×10-2t1.9);并利用热重(TG)测试结果,通过热分解反应,导出了反应动力学方程:dα/dT=3.76×1023e-21340.8/T(1-α)2.8/φ,从而得到了化学反应速度随时间、浓度和温度变化的关系,并用结果解释了实验现象.

红外传感器的微弱信号检测与处理

热释电元件输出信号幅值小,不易探测,噪声影响明显,文中对热释电红外传感器进行了噪声分析,掌握了影响系统噪声的特点。选用结型场效应管对信号进行前置低噪声放大,利用双路消噪的原理设计了二级增益可调的放大滤波电路。对处理前后的信号进行了分析,可见这样的设计消除了系统的外部噪声和内部噪声。通过搭建的测试平台,对制作好的红外传感器进行了数据处理和性能测试,验证了该设计的合理性。

微电子封装用导电胶的研究进展

介绍了导电胶的组成、分类及与传统锡-铅焊料相比导电胶的优点。阐述了导电胶的导电机理、失效机理以及国内外的研究现状。

各向异性导电胶用新型导电复合粒子的制备

采用无钯活化的化学镀的方法成功地制备出外镀银/铜/环氧树脂新型导电复合粒子,并对导电复合粒子进行了光学显微镜、SEM和EDS分析。结果表明:制备的导电微粒密度小,具有良好的导电性能,可以满足各向异性导电胶应用需求。

Ag_(80)(WC_(70)TiC_(30))_(17)C_3银基电接触材料化学镀的反应动力学

探讨银基电接触材料化学镀银反应过程中的动力学,利用酸度计测量反应过程中的pH值,从而直观地表示了化学镀银反应的速率.通过研究pH值随时间的变化规律,推导出了化学镀银反应动力学方程c=c0e-kt及反应的活化能Ea.

双量程紫外光离子化气体浓度检测电路设计

大量程气体传感器检出限过高，不能适应低浓度有毒有害气体环境的检测。为此以C8051f040单片机为核心器件，采用内部A／D、多路模拟开关CD4053B，设计了一种双量程紫外光离子化气体测量系统，以实时检测待测气体浓度并用数码管显示。在计算机自动配气系统中测试了乙烯浓度，在0～200×10^-6范围内，小量程的测试误差≤O．02×10^-6，明显优于大量程的测试误差≤O．3×10^-6。测试结果表明，该系统解决了大量程传感器在检测低浓度气体时遇到的精度低的难题。

影响全天域光轴平行度检测精度因素分析

为提高红外甲烷传感器的精度,对气室结构、电路和数据处理进行了优化设计。通过实验和光学仿真对红外气体传感器气室结构进行了重新优化设计,确定了最佳尺寸;采用三级差动放大电路设计滤除噪声;在数据处理的算法上,选用二次插值查表法来拟合方程处理数据等一系列举措设计出新的红外甲烷传感器。在甲烷浓度为0%~3%的体积分数段内对传感器进行随机测试,新传感器的反应时间能够控制在20 s以内,探测器灵敏度得到提高,测量误差控制在±0.04%。与国内外相似的产品相比,优化的传感器在高灵敏度、测量误差和反应时间上都达到了较高水平。

减薄抛光对钽酸锂晶体热释电系数影响研究

钽酸锂(LT)是一种优良的热释电材料,可以制作成高性能的热释电探测器。由于探测器的电压响应和探测率与红外敏感单元的厚度呈反比,所以对钽酸锂晶体的减薄成为器件成败的关键因素。采用化学机械抛光方法制作出厚度为30μm的超薄钽酸锂晶体,并使用电荷积分法配合计算机自动测试系统,对不同厚度和表面粗糙度的晶体热释电系数进行了测试和计算。测得最终制备的晶体的热释电系数达到了204μC·m-2K-1,显示出良好的热释电性能。

基于厚膜工艺的微型FAIMS生化气体传感器设计

据高场非对称波形离子迁移谱(high-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry,FAIMS)原理,设计了一种微型生化气体传感器。在大气压环境下,采用波长116.5 nm、电离能为10.6 e V真空紫外灯离子源对样品进行电离。迁移管的制作采用厚膜工艺,将迁移区和检测区集成到了陶瓷芯片上,迁移区由上下两块平板电极构成,尺寸为20 mm×10 mm×0.45 mm;检测区尺寸为8 mm×10 mm×0.45 mm。搭建了相应的FAIMS外围检测平台,以丙酮和甲苯为样品进行实验,通过高场非对称波形离子迁移谱技术进行传感器的性能验证实验,实验得到了它们的FIAMS谱图,表明所设计的基于FAIMS原理的气体传感器可以实现离子分离和过滤功能。

无线通信中同步兼备信息传输的波形一体化设计

文章以波形一体化及信息同步传输技术为基础,分别对数据帧解码器及电路硬件进行设计,构建一种简单的波形一体化同步兼备信息传输系统,并进行仿真实验。研究结果表明,该系统能够降低信息传递错误率,提高无线通信数据信息同步效率。